!مقدمه در دهه اول قرن بیستم انقلابی در فلسفه علوم طبیعی پیش آمد که بسیاری آن را از حیث عمق معنا و درهم ریزی احکام موجود پذیرفته شده ، نسبت به انقلاب کوپرنیکی - گالیلهای ، برتر به شمار میآورند. در این فاصله زمانی دو نظریه بسیار مهمی پا به عرصه رقابت نهادند ، نظریه نسبیت و کوانتمی که نسبت به کارهای دانشمندان پیشین از جمله ((ماکسول)) ، ((سارین)) ، ((کلوین)) و ((کلاوزیوس)) به نحو چشمگیری متفاوت بودند. این نظریههای جدید با ((مکانیک نیوتونی)) نیز در بعضی از اصول و فرضهای بنیادی اختلاف شدیدی داشتند.
این نظریه علاوه بر اینکه در برگیرنده پیچیدگیهای ریاضی است، تصور ذهنی و فهم آن ، بسیار دشوار است. البته شایان ذکر است که انیشتین در مقاله 1905 خود که برای اولین بار به ((نسبیت خاص)) خود پرداخت، از معادلات ریاضی ساده استفاده کرد. اما در مقاله 1919 که به __نسبیت عام__ پرداخت ، بر خلاف مقاله پیشین از فرمولهای پیجیده ریاضی استفاده کرد. نسبیت از ریشه نسبی گرفته شده است ، یعنی هر کدام از واحدهای فیزیکی شناخته شده برای توصیف پدیدههای طبیعی ، نسبی هستند. به عبارت دیگر میتوان گفت که بر اساس نسبیت ، ((جرم)) ، ((سرعت)) ، ((شتاب)) و حتی ((اتساع زمان|زمان)) که برای ما تعریف میشوند، نسبی هستند.
در سال 1915، ((آلبرت انیشتین)) (1955_1879)، یزیکدان آمریکای تبار ، نظریه نسبیت لم خود را اراه نود. به اعتاد وی تایرات ((اه)) و ((شا)) جدایی ناپذیر بوده و بنابراین باهم برابرند. او همچنین نحوه ارتباط نیروهای جاذبه به انحنا ((فضا)) _ ((زمان)) را تشریح نمود.
انیشتن با استفاده از قوانین ((ریاضی)) نشان دادکه چگونه هر جسمی،
/>به فضا _ زمان اطراف خود انحنا میبخشد. در مورد بعضی اجسام، مثل ((ستاره|ستارگان)) که جرم نسبتا زیادی دارند، این انحنا می تواند باع تغییراتی در مسیر هر چیز که از کنار ن می گذرد ود، و نور نیز از این قاعده مستثنی نمی باشد.
!نظریه نسبیت نسبیت عام برای حرکتهایی ساخته شده که در خلال حرکت سرعت تغییر می کند یا به اصطلاح حرکت شتابدار دارند. ((شتاب گرانش زمین)) __g__ که همان عدد 9.81m/s ست نز یک نوع شتاب است. پس نسبیت عام با شتابها کار دارد نه با حرکت. نظریهای است راجع به اجرامی که شتاب ثقل دارند. کلا هر جا در عالم ، جرمی در فضای خالی باشد حتما یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد که مقدار عددی آن وابسته به جرم آن جسم میباشد. پس در اطراف هر جسمی شتابی وجود دارد.
نسبیت عام با این شتابها سر و کار دارد و بیان میکند که هر جسمی که از سطح یک ((سیاره)) دور شود زمان برای او کندتر میشود. یعنی مثلا ، اگر دوربینی روی ساعت من بگذارند و از عقربههای ساعتم فیلم زنده بگیرند و روی ساعت آدمی که دارد بالا میرود و از سیاره زمین جدا میشود هم دوربینی بگذارند و هر دو فیلم را کنار هم روی یک صفحه تلویزیونیپخش کنند، ملاحظه خواهیم کرد که ساعت من تندتر کار میکند. نسبیت عام نتایج بسیار عجیب و قابل اثبات در آزمایشگاهی دارد. مثلا نوری که به اطراف ستارهای سنگین میرسد کمی به سمت آن ستاره خم میشود. ((سیاهچاله|سیاهچالهها)) هم ر اساس همنخاصیت است ک کار میکنند. جرم آنها به قدری زیاد و حجمشان به قدری کم است که نور وقتی از کنار آنها میگذرد به داخل آنهامیافتد و هرگز بیرون نمیآید.
همه ما برای یکبار هم که شده گذرمان به ساعت فروشی افتاده است و ساعتهای بزرگ و کوچک را دیده ایم که رویاعت ده و ده دققه قرار دارند. ولی هیچگاه از خودمان نپرسیدهایم چرا؟ آلبرت انیشتین در نظریه ((نسبیت اص)) با حرکت شتابدار و یا با گرانش کاری نداشت. اینیشتین در سال 1919 ، با ترمیم و تعمیم نسبیت خود ، نسبیت عام را مطرح کرد. نسبیت عام برخلاف نبیت خاص ، در بر گیرنده عادلات و پییدگیای ریاضی بود. یکی از پیش بینیهایاین نظریه آن بود که ساعتادرمیدان گرانشی بسیار قوی ، کندتر کا میکنند و همچنین نور در میدان گرانشی بسیا قوی ، در مسیر مستقیم خود منحرف میشوند.
این نظریه توانست به بسیاری از معماهای ((کیهن شنای)) ر مورد سیاهچاله ، عمر کرات و ((سیاره|سیارات)) ، انرژی ستارهها و ((کهکشن|کهکشانه)) ، چگالی جهان و ... پاسخ دهد. به اعتقاد وی تأثیرات جاذبه و شتاب جدایی ناپذیر بوده و بنابراین باهم برابرند. او همچنین نحوه ارتباط نیروهای جاذبه به ((انحنای فضا _ زمان)) را تشریح نمود. />
{img src=img/daneshnameh_up/c/c1/نسبیت عام.jpg}
!انحنای فضا _ زمان انیشتن با استفاده از قوانین ریاضی نشان دادکه چگونه هر جسمی، به فضا _ زمان اطراف خود انحنا میبخشد. در مورد بعضی اجسام، مثل ستارگان که جرم نسبتا زیادی دارند، این انحنا میتواند باعث تغییراتی در مسیر هر چیز که از کنار آن میگذرد شود، و نور نیز از این قاعده مستثنی نمیباشد. این نظریه با چارچوبهای نالخت سر و کار دارد و در کیهان شناسی و گرانش کاربرد دارد. فرض اساسی نسبیت عام این است که تمام دستگاههای مختصات که در حالتهای حرکت اختیاری هستند، برای بیان ریاضی قوانین فیزیک باید به یک اندازه مناسب باشند. بنابراین ، باید برای نوشتن قوانین فیزیک روشهایی یافت، بطوری که تحت هر تبدیل مختصات دلخواه ، تغییری در شکل آنها حاصل نشود. !نقش تساوی جرم گرانشی و جرم لختی نقش تساوی جرم گرانشی و جرم لختی در پیشرفت نسبیت مسایبودن جرم گرانشی و جرم لختی نقش اساسی در پیشرفت تاریخی نسبیت عام داشت. منشأ تساوی مزبور در این نکته است که ((قانون دوم نیوتن)) ~~green:__f = ma__~~رای شتابهای رانشی در میدان گرانشی با شدت __g__ ، بصورت ~~green:__mGg = mAa__~~ در میآید. چون مشاهده میشد که در یک میدن گرانشی هر اشیاء به یک میزان شتاب میگیرند، یعنی __g = a__ انیشتین به تحقیق دریافت که ((گرانش)) اساسا یک پدیده سینماتیکی است که شامل تغییر در مختصات فضا و زماندرهمسایگی منبع میدان گرانشی است.
!نظریه نسبیت عم در کیهان شناسی و نجوم ظهور نظریه نسبیت عام دید گرانشی را بکلی تغییر داد و در این نظریه جدید نیروی گرانش را مانند خاصیتی از فضا در نظر گرفت نه مانند نیرویی بین اجرام ، یعنی برخلاف آنچه که ((اسحاق نیوتن)) گفته بود. در نظریه او ((فضا)) در مجاورت ماده کمی انحنا پیدا میکرد. در نتیجه حضور ماده اجرام ، مسیر یا به اصطلاح کمترین مقاومت را در میان منحنیها اختیار میکردند. با اینکه فکر آلبرت انیشتین عجیب به نظر میرسید میتوانست چیزی را جواب دهد که __قانون ثقل نیوتن__ از جواب دادن آن عاجز میماند. ((سیاره اورانوس)) در سال 1781 میلادی کشف شده بود و مدارش به دور ((خورشید)) اندکی ناجور ه نظر میرسید و یا به عبارتی ج بو!
نیم قرن مطالعه این موضوع را خدشه ناپذیر کرده ود. نابر ((قوانننیوتن|قوانین اسحاق نیوتن)) میبایست جاذبهای برآنوارد شود. یعنی باید سیارهای بزرگ در آن طرف اورانوس وجود داشته باشد تا از طرف آن نیرویی بر اورانوس وارد شود. در سال 1846 میلادی اختر شناسآلمانی ((دوربین نجومی)) خودش را متوجه نقطهای کرد که «__لووریه__» گفته بود و بی هیچ تردید سیاره جدیدی را در آنجا دید که از آن پس ((نپتون)) نام گرفت. نزدیکترین نقطه مدار ((سیاره عطارد)) به خورشید در هر دور حرکت سالیانه سیاره تغییر میکرد و هیچگاه دو بار پشت سر هم این تغییر در یک نقطه خاص اتفاق نمیافتاد.
اختر شناسان بیشتر این بی نظمیها را به حساب اختلال ناشی از کشش سیارههای مجاور عطارد میدانستند! مقدار این انحراف برابر 43 ثانیهقوس بود. این حرکت در سال 1845 بوسیله لووریه کشف شد، بالاخره با ارائه نظریه نسبیت عام جواب فراهم شد. این فرضیه با اتکایی که بر ((هندسه نا اقلیدسی)) داشت نشان داد که حضیض هر جسم دوران کننده حرکتی دارد علاوه برآنچه اسحاق نیوتن گفته بود. وقتی که فرمولهای آلبرت انیشتین را در مورد سیاره عطارد بکار بردند، دیدند که با تغییر مکان حضیض این سیاره سازگاری کامل دارد.
سیارههایی که فاصله شان از خورشید بیشتر از فاصله تیر تا آن است تغییر مکان حضیضی دارند که بطور تصاعدی کوچک میشوند. اثر بخشتر از اینها دو پدیده تازه بود که فقط نظریه آلبرت انیشتین آنرا پیشگویی کرده بود. نخست آنکه آلبرت انیشتین معتقد بود که میدان گرانشی شدید موجب کند شدن ارتعاش اتمها میشود و گواه بر این کند شدن تغییر جای خطوط طیف است به طرف رنگ سرخ! !انتقال به سرخ یعنیاینکه اگر ((ستاره|ستارهای)) بسیار داغ باشد و بطوری که محاسبه مییم بگوییم که نور آن باید آبی درخشان باشد، در عمل سرخ رنگ به نظر میرسد. کجا برویم تا این مقدار قوای گرانشی و حرارت بالا را داشتهباشیم، پاسخ مربوط به ((کوتوله سفید|کوتولههای سفید)) است. دانشمندان به بررسی طیف کوتولههای سفید پرداختند و در حقیقت تغییر مکان پیش بینی شده را با چشم دیدند! اسم اینرا تغییر مکان آلبرت انیشتینی گذاشتند. >
!خمش نور در میدان گرانشی آلبرت انیشتین میگفت که __میدان گرانشی__ شعاعهای نور را منحرف میکند، چگونه ممکن بود این مطلب را امتحان کرد. اگر ستارهای در آسمان آن سوی خورشید درست در امتداد سطح آن واقع باشد و در زمان ((کسوف)) ، خورشید قابل رؤیت باشد، اگر وضع آنها را با زمانی که فرض کنیم خورشیدی در کار نباشد مقایسه کنیم خم شدن نور آنها مسلم است. درست مثل موقعی که انگشت دستتان را جلوی چشمتان در فاصله 8 سانتیمتری قرار دهید و یکبار فقط با چشم چپ و بار دیگر فقط با چشم راست به آن نگاه کنید، به نظر میرسد که انگشت دستتان در مقابل زمینه پشت آن تغییر جا میدهد، ولی واقعا انگشت شما که جابجا نشده است!
دانشمندان در موقع کسوف در جزیره پرنسیپ پرتغال واقع در آفریقای غربی دیدند که نور ستارهها بجای آنکه به خط راست حرکت کنند در مجاورت خورشید و در اثر نیرو ی گرانشی آن خم میشوند و بصورت منحنی در میآیند. یعنی ما وضع ستارهها را کمی بالاتر از محل واقعیش میبینیم. ماهیت تمام پیروزیهای نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین نجومی بود، ولی دانشمندان حسرت میکشیدند که ای کاش راهی برای امتحان آن در آزمایشگاه داشتند. البته اخیرا چندین آزمایش عملی برای آزمون این نظریه به توسط ((دانشمندان فیزیک)) و کیهان شناسی ساخته شده است. !مباحث مرتبط با عنوان *((اتساعزمان)) *((انحنای فضا - زمان)) *((انقباض فضا)) *((پارادوکس دو قلوها)) />*((جرم)) *((ستار)) *((سرعت)) *((سیاره)) *((شتاب رانش)) *((قواین نیوتن)) *((کسوف)) />*((کووله فید)) />*((گران)) *((مکانیک نیوتونی)) />*((نیت)) />*((نسبیت اص))
از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامهريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد