نظريه نسبيت عام آلبرت انيشتين                                 

 

 

 خيلي زود بدون تقريبآ هيچ سئوالي جدي مورد پذيرش دانشمندان قرار گرفت. تا اينکه در اويل قرن بيستم آلبرت اينشتين (Albert Einstein 1879-1955) با ارائه نظريه نسبيت خاص در سال 1905 و نظريه نسبيت عام در سال 1915 نه تنها قوانين فيزک و جاذبه عمومي نيوتن بلکه پايه هاي فيزيک عصر خود را لرزاند.

 

هر چند قبل از او ماکس پلانک (Max Planck) با ارائه نظريه کوانتم (Quantum) تا حد زيادي فيزيک نيوتني را زير سئوال برده بود اما اينشتين با انتشار مقاله هاي خود راجع به تئوري نسبيت رسما" ثابت کرد که فيزيک نيوتن در حالت هاي بسيار خاص پاسخگوي پديده هاي فيزيکي مي باشد.

 

وي بعد ها با فعاليت هايي که در سالهاي 1920 تا 1925 انجام داد بعنوان يکي از پايه گذاران اصلي مکانيک کوانتم نيز شناخته شد.

 

آلبرت اينشتين طي سالهاي 1930 الي 1955 به بررسي رفتار عالم هستي پرداخت و مقالاتي در اين باره منتشر کرد. او مي خواست با ترکيب تئوري نسبيت و کوانتم به تئوري جامعي براي مدل کردن جهان هستي دست پيدا کند که زندگي اين فرصت را براي تکميل کار به او نداد. اما بعد ها در سال 1933 هابل (Hubble) و هومنسون (Humanson) با تحقيقاتي که در زمينه کهکشانهاي مختلف انجام دادند بر نظريه هاي او را جع به جهان هستي صحه گذاردند.

 

آلبرت انيشتين دو نظريه دارد. نسبيت خاص را در سن 25 سالگي بوجود آورد و ده سال بعد توانست نسبيت عام را مطرح کند.

 

نظريه نسبيت خاص

 

نسبيت خاص يکي از نظرياتي است که انيشتين مطرح کرده و شامل سه پديده در سرعت ‌هاي بالا است .

 

* انقباض لورنتزي که کاهش طول جسم در مسير حرکت است

 

* اتساع زمان که کند شدن زمان است

 

* افزايش جرم .

 

نسبيت خاص بطور خلاصه تنها نظريه ايست که در سرعتهاي بالا ( در شرايطي که سرعت در خلال حرکت تغيير نکند--سرعت ثابت ( ميتوان به اعداد و محاسباتش اعتماد کرد. جهان ما جوريست که در سرعتهاي بالا از قوانين عجيبي پيروي مي کند که در زندگي ما قابل ديدن نيستند. مثلا وقتي جسمي با سرعت نزديک سرعت نور حرکت کند زمان براي او بسيار کند مي گذرد. و همچنين ابعاد اين جسم کوچک تر ميشود. جرم جسمي که با سرعت بسيار زياد حرکت مي کند ديگر ثابت نيست بلکه ازدياد پيدا مي کند. اگر جسمي با سرعت نور حرکت کند، زمان برايش متوقف مي شود، طولش به صفر ميرسد و جرمش بينهايت ميشود.

 

حتي زمان هم نسبي مي باشد!

 

از نتايج جالب تئوري نسبيت خاص مي توان به بيان ارتباط ميان زمان و و فضا (فاصله) و اينکه تمام موجوديت ها در دنيا با يکديگر مرتبط بوده و بر يکديگر اثر مي گذارند، اشاره کرد. نيوتن معتقد بود که زمان ثابت است و در تمام نقاط به يک صورت عمل مي کند. اما اينشتين نشان داد که اينگونه نيست.

 

مثال جالبي که معمولا" در اين باره بيان مي شود آن است که دو برادر دوقلو را در نظر بگيريد. يکي روي زمين مي ماند و ديگري با يک فضا پيما با سرعت نزديک به نور به سمت فضا حرکت مي کند. پس از آنکه برادر روي زمين 100 سال از عمرش بگذرد، برادري که در فضا پيما مي باشد فقط يکسال از عمرش گذشته است

 

نظريه نسبيت عام

انيشتين در نوامبر سال 1915يک سري سخنراني‌هايي در آکادمي علوم پروس ايراد کرد که در آن نظريه جديد گرانش، موسوم به نسبيت عام را مطرح کرد. او در آخرين سخنراني اي که ايراد کرد معادله‌اي را مطرح کرد که جانشين قانون جاذبه نيوتون شد، معادله ميدان انيشتين. اين نظريه قائل به اين است که نه تنها کساني که يا يک سرعت ثابت در حرکتند، بلکه تمامي ناظران يکسان و هم ارز هستند. در نسبيت عام، گرانش ديگر نيرو محسوب نمي‌شود (مانند قانون جاذبه نيوتون)، بلکه آن نتيجه خميدگي مکان- زمان است .

 

به خاطر جنگ، مقالاتي که انيشتين در مورد نسبيت عام چاپ کرده بود، در خارج از آلمان در دسترس نبود. خبر نظريه جديد انيشتين توسط فيزيک دانهاي هلندي هنريک آنتون لورنتز و پل اهرنفست و همکار آنها ويليام دو سيتر که مدير رصد خانه ليدن بود، به منجمان انگليسي زبان در انگليس و آمريکا رسانده شد. در انگليس، آرتور استنلي ادينگتون که دبير انجمن نجوم سلطنتي از دو سيتر خواست تا يک سري مفالاتي به زبان انگليسي به نفع منجمان بنويسد. نظريه جديد او را مجذوب خود ساخته بود و از اين رو يکي از مدافعان و مبلغان اصلي نسبيت شد. . اغلب منجمان هندسي سازي گرانش توسط انيشتين را نمي‌پسنديدند و معتقد بودند پيش بيني‌هاي او در مورد خميدگي نور و به قرمزي گرايي گرانشي درست از آب در نخواهد آمد. در سال 1917، منجمان رصد خانه ويلسون در کاليفرنياي جنوبي نتايج تحليل طيف نور را که در ظاهر نشان مي‌داد که در پرتو خورشيد به قرمزي گرايي گرانشي وجود ندارد، منتشر کردند. . در سال 1918، منجمان رصد خانه ليک در شمال کاليفرنيا تصاويري از خورشيدگرفتگي که در ايالات متحده قابل رويت بود گرفتند.پس از پايان جنگ، آنها نتايج بررسي‌هاي خود را اعلام کردند و مدعي شدند که پيش بيني نسبيت عام انيشتين در خصوص خميدگي نور اشتباه بوده‌است. با اين حال آنها به خاطر خطاهاي احتمالي فراوان، هيچگاه اقدام به چاپ نتايجي که به دست آورده بودند نکردند .

 

آرتور استنلي ادينگتون، طي سفرهايي که درماه مي ‌سال، 1919در زماني که خورشيد گرفتگي در بريتانيا رخ داد، به سوبرال سيارا برزيل و جزيره پرينسيپ در ساحل غربي آفريقا داشت، اندازه گيري خميدگي گرانشي عدسي نور ستاره را به هنگام عبور از نزديکي خورشيد تحت نظارت داشت و در نهايت به اين نتيجه رسيد که محل قرار گرفتن ستاره از خورشيد دورتر است. اين حالت عدسي گرايي گرانشي ناميده مي‌شود و وضعيت ستاره‌هاي مشاهده شده دو برابر حالتي بود که فزيک نيوتني پيش بيني اش را مي‌کرد. معهذا، اين حالت با پيش بيني هم ارزي ميداني انيشتين (هم ارزي ميداني) نسبيت عام همخوان بود. ادينگتون اعلام کرد که نتايج به دست آمده پيش بيني انيشتين را تاييد مي‌کند و مجله تايمز در هفتم نوامبر آن سال با اتنخاب تيتر زير تاييد شدن پيش بيني انيشتين را گزارش کرد: ""انقلابي در علم، نظريه‌اي جديد در مورد جهان، ايده‌هاي نيوتن اعتبار خود را از دست مي‌دهد."" ماکس بورن، برنده جايزه نوبل از نسبيت عام به عنوان ‹‹ بزرگ‌ترين دستاورد و شاهکار تفکر بشري در مورد طبيعت›› بر شمرد و پل ديراک نيز که يکي از برندگان جايزه نوبل است، از آن به عنوان ‹‹ بزرگ ‌ترين اکتشاف علمي آن زمان›› ياد کرد. اين اظهار نظرها و تبليغات متعاقب از آن، باعث شهرت و معروفيت انيشتين شد.او در سطح جهاني معروف شد که موفقيت استثنايي و خاصي براي يک دانشمند محسوب مي‌شود.

 

با اين حال هنوز هم بسياري از دانشمندان به دلايل مختلفي که شامل دلايل علمي (مخالفت با تفسير انيشتين از آزمايش ‌هاي انجام شده، اعتقاد به اتر و يا ضرورت وجود ملاک مطلق) و دلايل رواني- اجتماعي (محافظه کاري، يهود ستيزي) مي‌شد، نظريات انيشتين را نمي‌پذيرفتند. به نظر انيشتين، اغلب مخالفتهايي که با نظريه او مي‌شد، از جانب آزمايش باوراني بود که درک ناچيزي از نظريه مطرح شده داشتند .

 

شهرتي که انيشتين بعد از چاپ مقاله 1919دست آورده بود، باعث شد بسياري از دانشمندان نسبت به ابراز نفرت و انزجار کنند و نفرت و انزجار برخي از آنها حتي تا دهه 30نيز ادامه يافت. مباحث زيادي در مورد ابراز انزجار نسبت به شهرت و معروفيت انيشتين وجود دارد، بويژه در ميان آن دسته: از فيزيک ‌دانان آلماني که بعد‌ها جنبش ضد انيشتيني ‹‹دويچه فيزيک›› را در مقدمه Klaus Hentschel ؛ يعني ‹‹ فيزيک و سوسيالسم اجتماعي›› به راه انداختند.

 بقیه در ادامه مطلب حتما بخوانید..........................