سه شنبه ۰۲ مرداد ۱۴۰۳
۱۱:۴۹ - ۱۹ خرداد ۱۴۰۳ کد خبر: ۱۴۰۳۰۳۱۰۲۵
نجوم و فضا

ایده‌هایی که جهان را تغییر دادند؛ نظریهٔ نسبیت چگونه به وجود آمد و چه تاثیری بر درک ما از جهان گذاشت؟

آلبرت انیشتین,نظریه‌ی نسبیت خاص ,نظریه‌ی نسبیت عام
ایده‌های زیادی هستند که ما آن را بدیهی می‌دانیم، اما زندگی مان را دگرگون کرده‌اند. ایده‌هایی که قبل از آن‌ها زندگی جور دیگری بود؛ جوری که حالا نمی‌توانیم تصورش را کنیم. مجله بریتانیایی «ویک» مجموعه گزارش‌هایی با عنوان «ایده‌هایی که زندگی ما را تغییر دادند» منتشر کرده است. رویداد۲۴ این ایده‌ها را به زبانی ساده برای شما روایت می‌کنیم. در این شماره خواهیم گفت که نظریه‌ی نسبیت از کجا آمد و چگونه تصویر بشر از جهان را تغییر داد.

رویداد ۲۴: «نظریه نسبیت» عبارتی است برای اشاره به دو نظریه بزرگ علمی که توسط فیزیکدان معروف، آلبرت انیشتین، وضع شده است: نظریه‌ی نسبیت خاص و نظریه‌ی نسبیت عام. نظریه‌ی نسبیت، در مجموع، عبارت از این ایده است که قوانین فیزیک برای همه و در همه جا یکسان هستند.

قاعده‌ی اصلی نسبیت خاص از این قرار است: سرعت حرکت اغلب امور جهان براساس موقعیت ناظر آن متغیر است، اما سرعت نور همواره برای همه ثابت است. دان فالک، نویسنده علمی، در مقاله‌ای توضیح می‌دهد که نور همیشه با سرعت ثابت ۱۸۶۰۰۰ مایل در ثانیه حرکت می‌کند و «اینکه ناظر یا جسم ساطع‌کننده نور با چه سرعتی حرکت می‌کنند تاثیری در این امر ندارد.»

انیشتین پس از ارائه‌ی این نظریه، عامل شتاب را وارد ایده‌های خود کرد و به نظریه نسبیت عام رسید. براساس نظریه‌ی نسبیت عام، اجسام عظیم باعث ایجاد انحا و خم شدگی در فضا-زمان می‌شوند و همین امر باعث ایجاد گرانش می‌شود. هرچه یک جسم بزرگتر باشد، فضا-زمان اطراف خود را بیشتر خم می‌کند. به تعبیر دان فالک، «گرانش درهمان لحظه که فضا را منبسط یا معوج می‌کند، باعث انبساط زمان نیز می‌شود.»

نظریه‌ی نسبیت چگونه به وجود آمد؟

پیش از ارائه‌ی نظریه نسبیت انیشتین، دانشمندان جهان را بر اساس قوانین سه‌گانه‌ی نیوتن، که در دهه ۱۶۸۰ میلادی وضع شد، می‌نگریستند. این قوانین را می‌توان چنین خلاصه کرد: جهان دارای زمانی مطلق است. اجسام در فضایی مطلق حرکت می‌کنند؛ و جهان برای تمام ناظران، صرف‌نظر از موقعیت و سرعت‌شان، یکسان به نظر می‌رسد؛ بنابراین در حالی که ممکن است ناظران از زوایای مختلفی رویداد‌ها را مشاهده کنند، «بازنمود اساسی رویداد‌هایی که برای ناظران آشکار می‌شوند یکسان است؛ و قوانین فیزیکی‌ای که توسط این افراد به دست می‌آید، به معنای واقعی کلمه، یک شکل خواهند بود.»

تحقیقات گسترده دانشمندان در قرن نوزدهم میلادی، که پیرامون موضوعاتی همچون الکتریسیته، مغناطیس و نور انجام گرفت، بسیاری از آن‌ها را به این نتیجه رسانده بود که نمی‌توان همه پدیده‌های جهان را با نظریه نیوتون تبیین کرد. انتشار معادلاتی که دانشمند اسکاتلندی، جیمز کلرک ماکسول، پیرامون این سه پدیده انجام داده بود و عنوان «الکترومغناطیس» را یدک می‌کشید، بسیاری را متقاعد کرد که وضعیت ناظر_ متحرک یا غیرمتحرک بودن آن_ مهمتر از آن چیزی است که قبلا تصور می‌شد.

این تغییر دید، منجر به خلق «تبدیلات لورنتس» شد؛ یعنی مجموعه‌ای از معادلات که در اوایل قرن بیستم توسعه یافتند و رسما بیان‌گر مفاهیم نسبیت هستند: اینکه فضا و زمان مطلق نیستند، اینکه طول و زمان و جرم نسبت به حرکت ناظر معین می‌شوند، و اینکه سرعت نور در خلاء ثابت و مستقل از حرکت ناظر یا منبع آن است.

بیشتر بخوانید:ایده‌هایی که جهان را تغییر دادند؛ طلاق | چگونه طلاق از رسوایی اخلاقی به حق زنان تبدیل شد؟

این معادلات انیشتین را به کندوکاو در مطلق بودن زمان و مکان و همچنین تامل در تغییرناپذیری قوانین فیزیک کشاند. او به این نتیجه رسید که قوانین فیزیک نمی‌توانند متغیر باشند و تمام آنها، در همه‌ی چارچوب‌های مرجع، باید شکل یکسانی داشته باشند. این امر انیشتین را به وضع نسبیت خاص رهنمون کرد.

اما انیشتین متوجه شد که ایده‌های او_ همراه با تئوری‌های موجود پیرامون چیستی گرانش_نشان می‌دهند که فقط زمان و مکان به امور ثانویه (و متغیر) نیستند، بلکه هندسه نیز چنین است. مجله‌ی ساینس‌ورلد می‌نویسد: «انیشتین متوجه شد که فضا مانند یک ملافه‌ی پارچه‌ای است که وقتی اشیاء روی آن قرار می‌گیرند، اعوجاج پیدا کرده و خمیده می‌شود.» انیشتین از این امر به یک استنتاج قابل توجه رسید: آنچه ما به عنوان گرانش درک می‌کنیم، برآیند جنبشی در فضا-زمان است و هرقدر خمیدگی فضا-زمان ببیشتر باشد، گرانش نیز قوی‌تر است.

انیشتین در سلسله معادلاتی دست به تبیین این ایده و تحلیل ارتباط خمیدگی‌ها و سطوح هندسی با فضا-زمان زد و در سال ۱۹۱۵ نتایج پژوهش‌های خود را منتشر کرد. این معادلات پایه و اساس نظریه نسبیت عام قرار گرفتند.

نظریه‌ی نسبیت چگونه جهان را تغییر داد؟

لایوساینس می‌نویسد: «نظریه‌ی نسبیت یکی از مهم‌ترین اکتشافات قرن بیستم است و پیامد‌های این مشهورترین نظریه‌ی آلبرت انیشتین بسیار عمیق و دامنه‌دار است». به قول نویسنده‌ی بی‌بی‌سی، «این نظریه هنوز به عنوان مهم‌ترین ایده‌ی فیزیک مدرن در نظر گرفته می‌شود».

نظریه‌ی نسبیت درک علمی ما از جهان را به‌طور اجتناب‌ناپذیری تغییر داده و به ادراکی از جهان رهنمون شد که تاکنون نیز ادامه دارد. این نظریه علاوه بر نکته‌ی مذکور، کاربرد‌های عملی فراوانی هم داشته است. نظریه‌ی نسبیت پایه و اساس قانون فارادی است؛ قانونی که می‌گوید یک میدان مغناطیسی پویا، جریان الکتریکی ایجاد می‌کند.

توماس مور، استاد فیزیک در کالج پومونا کالیفرنیا، می‌گوید: «ترانسفورماتور‌ها و ژنراتور‌های الکتریکی بر اساس اصل فارادی کار می‌کنند و به همین دلیل هرکسی که از الکتریسیته استفاده می‌کند، در حال تجربه کردن تاثیرات نظریه‌ی نسبیت است.»

هدایت GPS نیز بر نظریه‌‎ی نسبیت متکی است. جیمز مک‌دانل، استاد فیزیک در دانشگاه واشنگتن، در مقاله‌ای می‌گوید: «بدون کاربرد مناسب نظریه‌ی نسبیت، سیستم هدایتگر GPS در عرض حدود دو دقیقه از کار می‌افتد. بنابرین اگر برایتان سوال شد که فیزیک پایه به چه دردی می‌خورد، به زمانی بیاندیشید که سوار هواپیما هستنید و هواپیمای شما در شرایط آب و هوایی بد راه خود را یافته و سالم به فرودگاه می‌رسد. در واقع این امر را مدیون انیشتین و ردیاب GPS هستیم.»

  • 12
  • 4
۵۰%
همه چیز درباره
نظر شما چیست؟
انتشار یافته: ۰
در انتظار بررسی:۰
غیر قابل انتشار: ۰
جدیدترین
قدیمی ترین
مشاهده کامنت های بیشتر
بزرگمهر بختگان زندگینامه بزرگمهر بختگان حکیم بزرگ ساسانی

تاریخ تولد: ۱۸ دی ماه د ۵۱۱ سال پیش از میلاد

محل تولد: خروسان

لقب: بزرگمهر

حرفه: حکیم و وزیر

دوران زندگی: دوران ساسانیان، پادشاهی خسرو انوشیروان

ادامه
صبا آذرپیک بیوگرافی صبا آذرپیک روزنامه نگار سیاسی و ماجرای دستگیری وی

تاریخ تولد: ۱۳۶۰

ملیت: ایرانی

نام مستعار: صبا آذرپیک

حرفه: روزنامه نگار و خبرنگار گروه سیاسی روزنامه اعتماد

آغاز فعالیت: سال ۱۳۸۰ تاکنون

ادامه
یاشار سلطانی بیوگرافی روزنامه نگار سیاسی؛ یاشار سلطانی و حواشی وی

ملیت: ایرانی

حرفه: روزنامه نگار فرهنگی - سیاسی، مدیر مسئول وبگاه معماری نیوز

شغل های دولتی: کاندید انتخابات شورای شهر تهران سال ۱۳۹۶

حزب سیاسی: اصلاح طلب

یاشار سلطانیبیوگرافی یاشار سلطانی

ادامه
زندگینامه امام زاده صالح زندگینامه امامزاده صالح تهران و محل دفن ایشان

نام پدر: اما موسی کاظم (ع)

محل دفن: تهران، شهرستان شمیرانات، شهر تجریش

تاریخ تاسیس بارگاه: قرن پنجم هجری قمری

روز بزرگداشت: ۵ ذیقعده

زندگینامه امامزاده صالح

باورها و اعتقادات مذهبی، نقشی پررنگ در شکل گیری فرهنگ و هویت ایرانیان داشته است. احترام به سادات و نوادگان پیامبر اکرم (ص) از جمله این باورهاست. از این رو، در طول تاریخ ایران، امامزادگان همواره به عنوان واسطه های فیض الهی و امامان معصوم (ع) مورد توجه مردم قرار داشته اند. آرامگاه این بزرگواران، به اماکن زیارتی تبدیل شده و مردم برای طلب حاجت، شفا و دفع بلا به آنها توسل می جویند.

ادامه
شاه نعمت الله ولی زندگینامه شاه نعمت الله ولی؛ عارف نامدار و شاعر پرآوازه

تاریخ تولد: ۷۳۰ تا ۷۳۱ هجری قمری

محل تولد: کوهبنان یا حلب سوریه

حرفه: شاعر و عارف ایرانی

دیگر نام ها: شاه نعمت‌الله، شاه نعمت‌الله ولی، رئیس‌السلسله

آثار: رساله‌های شاه نعمت‌الله ولی، شرح لمعات

درگذشت: ۸۳۲ تا ۸۳۴ هجری قمری

ادامه
آپولو سایوز ماموریت آپولو سایوز؛ دست دادن در فضا

ایده همکاری فضایی میان آمریکا و شوروی، در بحبوحه رقابت های فضایی دهه ۱۹۶۰ مطرح شد. در آن دوران، هر دو ابرقدرت در تلاش بودند تا به دستاوردهای فضایی بیشتری دست یابند. آمریکا با برنامه فضایی آپولو، به دنبال فرود انسان بر کره ماه بود و شوروی نیز برنامه فضایی سایوز را برای ارسال فضانورد به مدار زمین دنبال می کرد. با وجود رقابت های موجود، هر دو کشور به این نتیجه رسیدند که برقراری همکاری در برخی از زمینه های فضایی می تواند برایشان مفید باشد. ایمنی فضانوردان، یکی از دغدغه های اصلی به شمار می رفت. در صورت بروز مشکل برای فضاپیمای یکی از کشورها در فضا، امکان نجات فضانوردان توسط کشور دیگر وجود نداشت.

مذاکرات برای انجام ماموریت مشترک آپولو سایوز، از سال ۱۹۷۰ آغاز شد. این مذاکرات با پیچیدگی های سیاسی و فنی همراه بود. مهندسان هر دو کشور می بایست بر روی سیستم های اتصال فضاپیماها و فرآیندهای اضطراری به توافق می رسیدند. موفقیت ماموریت آپولو سایوز، نیازمند هماهنگی و همکاری نزدیک میان تیم های مهندسی و فضانوردان آمریکا و شوروی بود. فضانوردان هر دو کشور می بایست زبان یکدیگر را فرا می گرفتند و با سیستم های فضاپیمای طرف مقابل آشنا می شدند.

فضاپیماهای آپولو و سایوز

ماموریت آپولو سایوز، از دو فضاپیمای کاملا متفاوت تشکیل شده بود:

ادامه
نیلوفر اردلان بیوگرافی نیلوفر اردلان؛ سرمربی فوتسال و فوتبال بانوان ایران

چکیده بیوگرافی نیلوفر اردلان

نام کامل: نیلوفر اردلان

تاریخ تولد: ۸ خرداد ۱۳۶۴

محل تولد: تهران 

حرفه: بازیکن سابق فوتبال و فوتسال، سرمربی تیم ملی فوتبال و فوتسال بانوان

سال های فعالیت: ۱۳۸۵ تاکنون

قد: ۱ متر و ۷۲ سانتی متر

ادامه
حمیدرضا آذرنگ بیوگرافی حمیدرضا آذرنگ؛ بازیگر سینما و تلویزیون ایران

چکیده بیوگرافی حمیدرضا آذرنگ

نام کامل: حمیدرضا آذرنگ

تاریخ تولد: تهران

محل تولد: ۲ خرداد ۱۳۵۱ 

حرفه: بازیگر، نویسنده، کارگردان و صداپیشه

تحصیلات: روان‌شناسی بالینی از دانشگاه آزاد رودهن 

ادامه
محمدعلی جمال زاده بیوگرافی محمدعلی جمال زاده؛ پدر داستان های کوتاه فارسی

تاریخ تولد: ۲۳ دی ۱۲۷۰

محل تولد: اصفهان، ایران

حرفه: نویسنده و مترجم

سال های فعالیت: ۱۳۰۰ تا ۱۳۴۴

درگذشت: ۲۴ دی ۱۳۷۶

آرامگاه: قبرستان پتی ساکونه ژنو

ادامه
ویژه سرپوش