جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

نظریه نسبیت عام

نظریه نسبیت عام

نظریه‌ی نسبیت آلبرت اینشتین در واقع دو نظریه‌ی مستقل است: نظریه نسبیت خاص که در سال ۱۹۰۵ منتشر شد و نظریه‌ی کامل‌تری که ۱۰ سال بعد با عنوان نظریه نسبیت عام مطرح شد.

اینشتین در تمام مدت به دنبال یافتن توضیحی برای موقعیت‌هایی بود که فیزیک نیوتنی در آن با شکست مواجه می‌شد. و در این مسیر مجبور به ایجاد انقللابی عظیم در مفهوم پدیده‌هایی مانند زمان، فضا و گرانش بود.

نسبیت خاص بر دو فرض اصلی استوار بود: سرعت نور برای همه‌ی ناظران ثابت است و قوانین فیزیک برای اجسام در حال حرکت با سرعت‌های مشابه، یکسان اثر می‌کند. بر این اساس اینشتین نتیجه گرفت که زمان برای متحرکی که نسبت به چارچوب مرجع ساکن نیست، تغییر می‌کند. دانشمندان درستی این ایده را در آزمایش‌های متفاوتی سنجیدند و نتایج مثبت زیادی نیز دریافت کردند.

اینشتین ۱۰ سال بعد از اثبات این نظریه را در تلاش برای اضافه کردن مفهوم شتاب به نسبیت خاص گذراند. تا در نهایت، سال ۱۹۱۵ نظریه نسبیت عام را جهانی کرد. ماهیت این نظریه بیان می‌داشت که هر جرم چگال، فضا زمان را دچار خمیدگی می‌کند؛ همان مفهومی که آن را به نام گرانش می‌شناسیم.

بر اساس نظریه نسبیت عام اینشتن هر جسم چگال فضا زمان را خمیده می‌کند
بر اساس نظریه نسبیت عام اینشتن هر جسم چگال فضا زمان را خمیده می‌کند

کشش گرانشی

دو جسم به یکدیگر نیروی کششی وارد می‌کنند که آن را گرانش می‌نامیم. اسحاق نیوتن با تعیین ۳ قانون حرکت خود، مفهوم گرانش را نیز برای ما به صورت نیروی جاذبه‌ی بین دو جسم که به جرم آن دو و فاصله‌ی آن‌ها از یکدیگر بستگی دارد؛ توضیح داد. حتی نیروی جاذبه‌ای که شما از مرکز زمین احساس می‌کنید نتیجه‌ی گرانشی است که میان بدن شما و هسته‌ی چگال زمین برقرار است. زمین شما را به سمت خودش جذب می‌کند و شما نیز متقابلا کره‌ی خاکی را به سمت خود می‌کشید! اما تا زمانی که جرم شما خیلی خیلی کمتر از زمین باشد نمی‌توانید تغییر چشم‌گیری در حرکت آن به وجود بیاورید.
با این حال نیوتن فرض می‌کرد که گرانش یک نیروی ذاتی مربوط به هر جسم است که می‌تواند در فاصله‌های دور نیز تاثیر بگذارد.

فیزیکدانان اروپایی درهم تنیدگی کوانتومی را در ابرهای چگال اتمی بررسی کردند

مشکل نیوتن کجاست؟

رابطه‌ای که نیوتن برای گرانش مطرح می‌کند زیباست، اما یک مشکل دارد!
فرض کنید که در یک دستتان زمین و در دست دیگر خورشید را گرفته‌اید. حالا با سرعت آن دو در جهت خلاف هم پرتاب کنید. این فاصله نیروی بین دو جرم را تضعیف می‌کند و طبق قانون گرانش نیوتن این اتفاق از همان لحظه‌ای که زمین و خورشید را به اطراف پرت می‌کنید رخ می‌دهد.

اما نکته همین جاست. ۱۰ سال پیش اینشتین با نظریه نسبیت خاص خود اثبات کرده بود که هیچ چیز نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور حرکت کند؛ حتی سیگنالی که بخواهد خبر دور شدن دو جسم از یکدیگر را بدهد!

به این ترتیب اینشتین تعریفی جدید از گرانش ارائه داد. او با استناد به فرضیات نسبیت خاص، فضا زمان را یک مفهوم واحد و در هم تنیده تعریف کرد سپس گرانش را میدانی در نظر گرفت که از فضا زمان تشکیل شده است.
جسم سنگینی مانند خورشید را در فضا تصور کنید. اینشتین دریافت که فضا زمان جسمی منفعل نیست بلکه با خمیدگی‌هایی که در آن به وجود می‌آید نسبت به اجرام سنگین واکنش نشان می‌دهد. در واقع هر جسم با توجه به مقدار جرمی که دارد فضا زمان را شکل می‌دهد و اگر جسم دیگری مانند زمین در حال حرکت به خمیدگی ایجاد شده برخورد کند تحت تاثیر آن قرار می‌گیرد. ممکن است حرکت در مسیر مستقیم آن تبدیل به یک حرکت چرخشی در منحنی فضا زمان شود یا حتی در حرکت با سرعت پایین درون گودال افتاده و با جسم سنگین‌تر برخورد کند.

سیارک | Asteroid

از کجا بدانیم که نظریه نسبیت عام اینشتین درست است؟

در طول ۱۰۳ سالی که از انتشار نسبیت عام می‌گذرد، این نظریه تمام آزمایش‌ها را با موفقیت پشت سر گذاشته است. شاید طبیعت آن کمی رازآلود به نظر بیاید اما فراموش نکنیم بسیاری از وسایلی که هرروزه استفاده می‌کنیم مانند GPS گوشی‌های هوشمندمان بر پایه‌ی همین نظریات استوارند.
هرچند همواره علامت‌های سوالی در این نظریه وجود داشته و تعدادی از دانشمندان به ویرایش این نظریه رای می‌دهند؛ اما نسبیت عام همچنان یکی از شگفت‌انگیزترین دستاوردهای تاریخ علم خواهد بود.

 دسته‌ها:
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

عبور سیارک
عبور سیارک بزرگی در روز ۱۰ آگوست از نزدیکی زمین
99
نظریه‌های توطئه‌ی ماه
مهم‌ترین نظریه‌های توطئه‌ی ماه و بررسی آن‌ها
136
ماموریت فرود بر روی ماه
ماموریت فرود بر روی ماه «آپولو۱۱» نشان داد که موجودات فرازمینی فراتر از داستان‌های علمی‌تخیلی هستند
148
تمدن‌های فرازمینی
تمدن‌های فرازمینی از چه راه‌هایی می‌توانند با ما ارتباط برقرار کنند؟
106
دو سیاره شبیه به زمین در اطراف ستاره‌ای در نزدیکی ما یافت شد
دو سیاره شبیه به زمین در اطراف ستاره‌ای در نزدیکی ما یافت شد
159

ذرات بنیادی

اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی
دانشمندان از اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی پرده‌برداری کردند
206
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
96
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
109
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
51
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
173