تبلیغات
۩۞۩ BERMODA ۩۞۩ - فصلی نو در نظریه نسبیت 2 (قسمت دوم)
۩۞۩ BERMODA ۩۞۩
الهم عجل لولیک الفرج
صفحه نخست       پست الکترونیک          تماس با ما              ATOM            طراح قالب
گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من
درباره وبلاگ


وبلاگ توسط دو نفر از بچه های مهندسی صنایع تبریز ایجاد شده است.

مدیر وبلاگ :صادق قدسی
نظرسنجی
چه نوع مطالبی را بیشتر می پسندید؟











ادامه مطلب فصلی نو در نظریه نسبیت 2 (قسمت اول)

چهار حالت ماده، چهار حالت جاذبه و ضد جاذبه

در گذشته برای جهان چهار حالت ماده در نظر می گرفتند. خاك، آب، باد و آتش.

در ادامه می خواهیم از این چهار حالت ماده ذكر شده توسط پیشینیان، عالم هستی و برخی از پدیده های اطرافمان را با كمك نظریات جدید توجیه نماییم.

همه ما با چهار حالت ماده آشنایی داریم، كه عبارتند از : جامد (خاك)، مایع (آب)، گاز (باد) و پلاسما (آتش، اتر، پلاسما، انرژی تاریك و ...)

در بالا در مورد فضا-زمان صحبت كردیم و گفتیم كه هر چه جسم دارای جرم بیشتری باشد، فضا-زمان فشرده تری دارد. از این حالت می توانیم این نتیجه را بگیریم كه 4 حالت فضا-زمان كلی داریم.

فشرده ترین فضا-زمان را جامدات دارند و كمترین فشردگی فضا-زمان را پلاسما دارد.

البته در این قسمت باید توجه داشته باشیم كه نور هیچگونه فضا-زمانی ندارد، زیرا جرم ندارد و هرآنچه كه جرم نداشته باشد، فضا-زمان نیز نخواهد داشت.

در این قسمت به بررسی جاذبه از دیدگاهی جدید می پردازیم. نظریات گذشته، چه نیوتنی و چه انیشتینی، نظر بر این داشتند كه جاذبه یك نیرویی است كه یا جسم را به پایین می كشد و یا آنكه از بالا بر آن فشار وارد می كند.

حال می خواهیم بگوییم كه هیچگونه نیروی جاذبه ای وجود ندارد! یعنی در اصل آنچه كه به عنوان جاذبه شناخته شده است توجیهی برای فضا-زمان بوده است!

در جهان هستی چهار نوع ماده وجود دارد با فشردگی فضا-زمان های متفاوت، كه در اصل جاذبه را ایجاد می كنند. اگر در مجاورت یك جرم بزرگتر از خود قرار بگیرید، به سمت آن متمایل می شوید و در اصطلاح توسط نیروی جاذبه آن جذب می شوید. نیروی جاذبه مایعات كمتر بوده و می توانند تا حدودی آزادانه تر حركت كنند. گازها نسبت به مایعات دارای فضا-زمان با فشردگی كمتری هستند، در نتیجه نسبت به مایعات آزادانه تر حركت می كنند. در نهایت، پلاسما قرار می گیرد كه نمونه ملموس آن آتش (قسمتی از آتش كه دیده نمی شود) را می توان تصور كرد كه از تمامی حالات ماده آزادانه تر در جهان می تواند حركت كند.

مثالی را بیان می كنم تا بتوان مطلب را بهتر درك كرد. اگر یك بطری برداشته و مقداری خاك، آب و قسمتی از آن را خالی (پر از هوا) بگذاریم، سپس درب آنرا بسته به شدت تكان دهیم، پس از مدتی كه ساكت قرار گیرد، ذرات خاك ته نشین شده، بر روی آن آب و در آخر هوا را می بینیم. همانگونه كه در این آزمایش ساده می توان مشاهده كرد، ذرات با فضا-زمان های مختلف از یكدیگر جدا شده و ذرات با فضا-زمان مشابه در كنار یكدیگر قرار می گیرند. این عمل در هرجای عالم كه انجام شود، همین نتیجه را خواهد داشت، البته بستگی به فشردگی فضا-زمان آن محل، زمان انجام آن متغیر خواهد بود، مثلاً در فضا در زمان طولانی تری و در مكان هایی با فضا-زمان فشرده تر، سریعتر انجام خواهد گرفت.

اصل این اتفاق به اصل بی نظمی عالم باز می گردد و چون بطری یك سیستم بسته محسوب می شود، بی نظمی آن تا آنجایی پیش می رود كه به تعادل برسد. در اینجا، تعادل را بر جدا شدن كامل ذرات با فضا-زمان های مختلف از یكدیگر می گذاریم. ذرات با فضا-زمان با فشردگی كمتر، آزادی برای پراكندگی بیشتر و بی نظمی بیشتری دارند و در نتیجه تمایل به فرار از این حالت را دارند. در عین حال تمایلی به تركیب با ذرات با فضا-زمان های دیگر را ندارند، در نتیجه از آنها نیز دور می شوند. نتیجه آزمایش همانی می شود كه همیشه مشاهده می كنیم. در این حالت می توانیم ببینیم كه جدا شدن ذرات بر اساس جاذبه نیست، بلكه بر اساس فضا-زمان ذرات و تمایل به بی نظمی موجود در آنها است.

حال بر می گردیم به كره زمین. بر روی كره زمین نیز دقیقاً همین حالت صادق است. در مركز، خاك، بر روی آن آب، بر روی آب هوا و در نهایت، مابقی را پلاسما تشكیل می دهد.

آیا تا به حال با خود فكر كرده اید كه چرا یك جسم جامد هنگامی كه رها می شود به سمت زمین می افتد؟ چرا مایعات بر روی زمین جریان دارند؟ و چرا گازها به خودی خود به سمت بالا حركت می كنند؟ آیا تاكنون فكر كرده اید كه در كره زمین، گازها تا كجا می توانند بالا بروند؟ آیا دقت كرده اید تا یك حدی بالا رفته و در آنجا متوقف می شوند؟ آیا دقت كرده اید كه برای پرتاب موشك از هوا استفاده نمی شود، بلكه از پیشرانه آتش استفاده می كنند؟ در ادامه اقدام به پاسخ به این سوالات با نظریات جدید می نماییم.

بحث را با گازها آغاز می كنیم. همانطور كه گفتیم ذرات تمایل به بی نظمی دارند، در نتیجه برای مثال اگر حجمی از گاز هیدروژن را درون یك بالن قرار دهیم و بالن را آزاد كنیم به آسمان رفته و در نقطه ای (احتمالاً در محدوده ای از آسمان) به صورت شناور قرار می گیرد. دلیل این حالت، ضد جاذبه بودن نیست، بلكه در درجه اول تمایل به بی نظمی و در درجه دوم عدم تمایل به جذب شدن توسط ذرات با فضا-زمان های دیگر می باشد. حال اگر قرار بر ضد جاذبه باشد، و جاذبه نیوتنی (و یا حتی انیشتینی) را در نظر بگیریم، گاز باید بتواند به بالا تر نیز برود، در حالی كه چنین اتفاقی رخ نمی دهد. علت آن این است كه محدوده فضا-زمانی گاز همین جاست و نمی تواند وارد محدوده فضا-زمانی پلاسما شود، كه دلیل آن هم همان دلیلی است كه گاز ها نسبت به فضا-زمان های فشرده تر از خود دارند، پلاسما اجازه ورود گاز با فشردگی فضا-زمان بیشتر به محدوده با فشردگی فضا-زمان كمتر را نمی دهد.

حال كه با تئوری های جدید این مسئله را بررسی كردیم، بحث را به سمت پلاسما می بریم و اینكه چگونه یك موشك می تواند به فضا پرتاب شود، با توجه به اینكه دیگر جاذبه ای از سمت زمین برای جسم در نظر نمی گیریم.

برای بررسی این مسئله باز هم با مثالی دیگر آغاز می كنیم. ما بر روی زمین هستیم و موشكی داریم كه با نوعی سوخت جهت پرتاب آماده كرده ایم. دلیل وزن داشتن آن این است كه نوع فضا-زمان موشك كه جسمی جامد است از نوع خاك و دارای همان مقدار فشردگی فضا-زمان است (البته به صورت تقریبی). بنابراین طبق صحبت های گذشته، هر چقدر جرم اتمی ذرات آن بیشتر باشد وزن آن بیشتر خواهد شد، زیرا جایگاه آن درون فضا-زمان خود ( زمین) است و نه در فضا-زمان هوا (جو زمین). حالا می خواهیم موشك را به فضا پرتاب كنیم. اولین چیزی كه به ذهن می رسد، مقدار نیروی لازم برای غلبه بر جاذبه زمین می باشد. همانطور كه گفتیم، جاذبه زمین دیگر تعریف گذشته را ندارد و تعریف جدیدی پیدا كرده است، در نتیجه باید یك راه حل جدید ارائه كنیم.

در اینجا به یك اصل جدید اشاره می كنیم. برای آنكه جسمی از جنس فضا-زمان با فشردگی بیشتر بتواند به جایگاهی در محیطی با فشردگی فضا-زمان كمتر وارد شود باید یك "حامل" داشته باشد. حامل باید از نوع فضا-زمان مقصد باشد با "جرمی بیش از" جرم جسمی كه قرار است حمل شود تا حامل بتواند آنرا تا محدوده فضا-زمان مقصد منتقل كند.

در مثال ما، حامل آتش خروجی از موشك هنگام پرتاب است. احتمالاً در فیزیك كلاسیك پرتاب موشك به اینصورت بیان می شود كه آتش خروجی از موشك فشاری را وارد می كند كه باعث غلبه بر جاذبه، پرتاب و به بالا رفتن موشك شود. اصلاً چرا از آتش استفاده می شود؟ چرا از گاز استفاده نمی شود؟ اگر هدف غلبه بر نیروی جاذبه زمین است (طبق تعریف كلاسیك آن)، چرا از فشار هوا استفاده نمی شود؟

در هر صورت، این نظریه هر توجیهی كه داشته باشد فقط تا هنگام خروج از جو ممكن است بدون اشكال باشد، اما ما می دانیم كه هنگامی كه موشك به فضا وارد می شود، باز هم با پیشرانه آتش خود می تواند به جلو حركت كند. این حالت را فیزیك كلاسیك چگونه توجیه می كند؟

جواب این سوالات را برعهده شما می گذاریم و بر می گردیم به ادامه بحث و توجیه بر اساس تئوری های جدید. همانطور كه گفتیم، پس از آتش كردن موشك، آتش خروجی در هر لحظه باید جرمی بیش از جرم موشك داشته باشد. در این حالت آتش خروجی (كه در اصل همان پلاسما محسوب می گردد)، تمایل به بی نظمی دارد. چون در سمت زمین، فضا-زمان با فشردگی بیشتر وجود دارد، در نتیجه آتش خروجی فرار از این فضا-زمان را انتخاب می كند و به سمت بالا می رود. چون موشك بر سر راه فرار آن قرار دارد، به ناخواه موشك را نیز با خود حمل می كند و آتش خروجی می شود حامل و موشك می شود جسم مورد حمل. در اینجا ما بر روی فشار های موجود در فیزیك كلاسیك بحث نمی كنیم، بلكه بر روی بی نظمی می خواهیم تمركز كنیم.

دقت داشته باشید كه اگر آتش خروجی از موشك در هر لحظه از جرم موشك كمتر باشد، فضا-زمان  موشك و تمایل به بازگشتن به فضا-زمان خود غلبه كرده و در اصل موشك حامل می شود. اگر جرم هر دو در هر لحظه یكسان باشد، موشك به حالت شناور در می آید و نه به بالا و نه به سمت پایین حركت نمی كند. در نهایت اگر جرم آتش بیشتر باشد، موشك را به سمت فضا هدایت می كند. در اینجا توجه داشته باشید كه ما هیچگونه فشاری را در محاسبات لحاظ نكردیم و به خوبی می توانیم نتیجه را پیش بیینی كنیم و حتی می توان گفت كه شدت فشار ایجاد شده، برابر با مقدار جرم خروجی آتش می باشد. نكته دیگری كه باید به آن توجه داشت این است كه، هرچه جرم حامل بیشتر باشد، سرعت حركت آن نیز بیشتر خواهد شد.

در نتیجه، طبق تئوری های ارائه شده، ما نیازی به فشار برای خروج از فضا-زمان كره زمین نداریم. در حقیقت كافی است كه ما بتوانیم ماده ای هم جرم (یا بیشتر) با جسمی كه قصد فرستادن آن به فضا را داریم پیدا كرده و به عنوان حامل از آن استفاده كنیم.

نكته دیگر كه در این قسمت قابل توجه است، آن است كه اگر بتوان به نجوی انرژی آتش خروجی از موشك كه در یك لحظه خارج می شود و نیروی كافی جهت حركت موشك به سمت بالا دارد را مهار كنیم (یا مشابه آن را با همان ماهیت فضا-زمان استفاده كنیم)، به گونه ای كه مثلاً در محفظه ای نگهداری كنیم و امكان فرار از آن محفظه را نداشته باشد، در آن صورت نیاز به سوختن مداوم سوخت موشك نداریم و می توانیم از همان انرژی ذخیره شده برای پرتاب موشك استفاده كنیم. برای درك بهتر این حالت، بالنی را در نظر بگیرید كه داخل آنرا با گاز پر می كنیم، این بار بتوانیم با انرژی خروجی از موشك یا همان آتش (قسمت نامرئی آتش) پر كنیم تا بتوانیم به فضا برویم. البته در حال حاظر با علم و تكنولوژی های موجود، چنین كاری غیر ممكن است، ولی به امید آنكه با تئوری های جدید، به زودی تكنولوژی های جدیدی خلق شوند.

حال می رسیم به این نكته كه هنگامی كه موشك در فضا-زمان پلاسما قرار گرفت، چگونه با آتش خروجی خود به سمت جلو حركت می كند. توجیه این مسئله را با یك نظریه جدید پی می گیریم، به این صورت كه، هر جسمی كه در فضا-زمان مطلق خود قرار گیرد، می تواند به صورت آزادانه به هر سمتی حركت كند. البته طبق این نظریه، هرچه فشردگی فضا-زمان كمتر باشد، آزادی حركت نیز بیشتر خواهد شد. البته حركت آن نیاز به پیشرانه (حامل) از نوع همان فضا-زمان و یا با فشردگی كمتر نیاز است. در نتیجه موشك باز با همان پیشرانه آتش خود می تواند به هر سمتی كه تمایل دارد حركت كند.

حال اگر طبق تئوری های جدید به مسائل فكر كنید، می بینید كه قوانین حاكم بر حالت های دیگر ماده در ارتباط با یكدیگر نیز به خوبی از قوانین ذكر شده پیروی می كنند.

سفر در زمان یا خم كردن فضا-زمان

انسان همیشه به دنبال راهی برای رفتن به گذشته و آینده بوده است و یا به بیان دیگر سفر در زمان بوده است. اما آیا واقعاً سفر در زمان امكان پذیر است؟

در این قسمت تئوری های موجود در مورد امكان و یا عدم امكان سفر در زمان را بررسی نخواهیم كرد. فقط این نكته را ذكر می كنیم كه طبق تئوری های موجود، امكان سفر در زمان وجود دارد و قانونی در فیزیك حاضر موجود نیست كه این مسئله را نقض كند، در نتیجه دانشمندان راه های مختلفی را برای سفر در زمان ارائه كرده اند. طبق نظریه نسبیت انیشتین، نور در همه جا سرعت یكسان دارد، كه البته این مسئله ثابت شده است ولی دلیل آنرا دقیقاً نمی دانند. به همین دلیل برای توجیه آن می گویند كه در سرعت های بالا زمان كشیده می شود و تا جایی كه در سرعت نور زمان برای ناظری كه با سرعت نور حركت می كند به صفر می رسد، یعنی زمان دیگر برای او نمی گذرد. این نظریه با آزمایشات مختلفی امتحان شده است و صحت آن تایید می شود. ولی اصل ماجرا از چه قرار است؟

طبق نظریه های جدید ارائه شده در این مقاله، هر جسمی فضا-زمان نسبی اطراف خود دارد، در نتیجه زمان برای هر ذره ای نسبی و متفاوت است. اما، چون تمامی موجودات هستی از ذرات بنیادین مشابهی تشكیل شده اند (مانند اتم، الكترون، پروتون، نوترون، كوارك و ...)، فضا-زمان های مشابهی را تجربه می كنند، ولی با قرار گرفتن در فضا-زمان های فشرده تر و خمیده تر، می توانند فضا-زمان نسبی خود را افزایش داده و فضا-زمان جدید (غالب) را تجربه كنند (همانگونه كه توضیح داده شد). توجه داشته باشید كه همانگونه كه گفتیم هیچ ذره ای نمی تواند از فضا-زمان خود بكاهد و در نتیجه نمی تواند فضا-زمانی كمتر از آنچه فضا-زمان نسبی خود است را تجربه كند مگر آنكه تغییر ماهیت دهد، كه در آنصورت دیگر جسم اولیه نیست. با دقت بر روی این نكته به راحتی می توان فهمید یك ذره نمی تواند با سرعت نور حركت كند، زیرا جسمی كه با سرعت نور حركت می كند فاقد فضا-زمان است و اگر جسمی به غیر از خود نور با سرعت نور حركت كند، ماهیت خود را تغییر می دهد و دیگر آن جسم قبلی نیست.

حال اگر بخواهیم تصور كنیم كه انسان بتواند با سرعت نور حركت كند، می بینیم كه طبق تئوری های جدید امكان پذیر نیست. البته اگر به هر نحوی بتواند با سرعت نور حركت كند، دیگر ماهیت انسانی ندارد و تغییر هویت داده و به جسم دیگری تبدیل می شود. پس تكلیف سفر در زمان چه می شود؟ طبق صحبت های گذشته، فضا-زمان نسبی است و فضا-زمان كلی برای پیمایش وجود ندارد. مانند ذرات رادیو اكتیو كه نیمه عمر مخصوص خود را دارند و با قرار گرفتن در شرایط فضا-زمانی مختلف، نیمه عمر آنها كاهش می یابد (طبق نظریه جدید، هیچ وقت كاهش نمی یابد و حداقل فضا-زمان نسبی خود را تجربه می كنند)، زمان نیز چنین خاصیتی دارد و وابسته به جسم می باشد. ما امكان جدا سازی فضا-زمان از جسم را نداریم و ماهیت جسم در هم آمیخته و متشكل از زمان و فضا (چهار بعد) است. در نتیجه در یك نگاه، امكان سفر در زمان وجود ندارد. اما آیا می توان حالتی را در نظر گرفت كه بتوان به نحوی به گذشته یا آینده رفت و یا آن را دید؟ در ادامه به این مسئله می پردازیم.

- سفر به گذشته یا سفر به آینده، كدام یك امكان پذیر است؟

همانطور كه گفته شد، زمان بعد جدایی نیست كه بتوان آنرا جداگانه پیمایش نمود. اما در اینجا این سوال مطرح می شود كه چه راه حلی برای سفر در زمان می توان ارائه نمود. طبق تئوری های ارائه شده یك حالت سفر در زمان می توانیم داشته باشیم، البته در این حالت دیگر نمی توان آنرا سفر نامید و در اصل ما فقط می توانیم برهه دیگری از زمان را مشاهده كنیم.

ابتدا بگذارید این مسئله را روشن كنیم كه سفر به آینده غیر ممكن است. زیرا فضا-زمان نسبی جسم حداكثر مربوط به حال است و فضا-زمان آینده جسم هنوز تشكیل نشده است. بنابراین امكان سفر و یا حتی مشاهده آینده وجود ندارد.

و اما گذشته. همانطور كه گفتیم امكان سفر در زمان وجود ندارد ولی می توانیم به نحوی گذشته را مشاهده كنیم. برای این كار، ما می توانیم جسم را در فضا-زمانی فشرده تر از فضا-زمان خود قرار دهیم. در این حالت، زمان برای ناظر مطابق با فضا-زمان فشرده غالب بر فضا-زمان نسبی خود خواهد شد، در نتیجه اگر به قدری فضا-زمان اطراف فشرده شود، می تواند با خم شدن فضا-زمان اطراف خود، گذشته همان مكان را مشاهده كند. در این حالت به نحوی می توان گفت كه در حال مشاهده گذشته هستیم.

همانطور كه می دانیم، مشاهده ما از جهان اطراف، بر اساس نور ستارگانی كه به ما می رسد، مربوط به سال ها پیش است و در اصل نوری كه به ما می رسد مربوط به گذشته جهان است. می توان با ساختن دستگاهی كه بتواند فضا-زمان یك ناحیه را به شدت خم كند و ما از داخل آن به سمت دیگر نگاه كنیم، زمان آنسوی دستگاه، در اصل مربوط به فضا-زمانی نزدیك به فضا-زمان فعلی می شود و هرچه فضا-زمان را فشرده تر كنیم، به زمان حال آن ناحیه نزدیك تر می شویم ولی باز حداكثر فشردگی و خمیدگی فضا-زمان، این امكان را به ما می دهد تا آنسوی جهان را در زمان حال ببینیم و هر چه فضا-زمان تولید شده را كاهش دهیم، به گذشته جهان و در اصل به آنچه اكنون می بینیم نزدیكتر می شویم.

در هر حال، ما همیشه فضا-زمان نسبی خود را همراه خود داریم و همیشه آنچه به عنوان گذشت زمان برای ما مطرح است، وجود خواهد داشت و نمی توان از آن خارج شد و تنها در صورت امكان می توان فضا-زمان های اطراف را خم نمود و آنها را مشاهده كرد.

- حل پارادوكس دوقلو ها با تئوری های جدید

همه ما با این پارادوكس آشنا هستیم و نیاز به توضیح مجدد نمی باشد. اگر این پارادوكس را با تئوری های جدید بررسی كنیم، می بینیم كه هیچگونه پارادوكسی بوجود نمی آید. یك قل از دوقلو ها بر روی زمین زندگی می كند و تحت تاثیر فشردگی فضا-زمان زمین است، دیگری به سفر به دور دنیا می رود و حداكثر فضا-زمانی كه تحمل می كند، فضا-زمان نسبی خود است (زیرا كمتر از آن را نمی تواند داشته باشد). در این حالت، اصل گذشت زمان طبیعی را فردی كه در حال سفر به دور دنیاست تجربه می كند، زیرا فقط فضا-زمان نسبی خود را تحمل می كند و فردی كه روی زمین است علاوه بر فضا-زمان نسبی خود، فضا-زمان نسبی كره زمین نیز به آن اضافه می شود و زمان برای او بیشتر می گذرد. فردی كه در حال سفر به دور دنیاست، عمر طبیعی خود كه طبق فضا-زمان تعریف شده برای جسمش است را تجربه می كند، در حالی كه فردی كه بر روی زمین است، زمان بیشتری را سپری می كند و زودتر پیر می شود. در نتیجه فردی كه روی زمین است گذشت زمان بیشتری را تجربه می كند كه بیشتر از زمانی است كه باید در حالت عادی تجربه كند.

- حل پارادوكس پدر بزرگ با تئوری های جدید

این پارادوكس را نیز همه به خوبی با آن آشنایی دارند كه البته دیگر مسئله به قدری روشن است كه نیازی به توضیح ندارد. طبق تئوری های جدید ارائه شده، هنگامی كه سفر به گذشته به طور كامل منتفی گردد، طرح چنین مسئله ای به خودی خود باطل است.

آیا نور همیشه با سرعت ثابتی حركت می كند؟

طی آزمایشاتی كه به عمل آمده، نشان داده شده است كه نور در تمامی شرایط با سرعت یكسانی حركت می كند. توضیح این مطلب مفصل است، بنابراین فرض را براین می گیریم كه شما با این مطلب آشنا هستید. و اما با تئوری های جدید چگونه چنین حالتی قابل توجیه است.

در اینجا باید به یك نكته جدید اشاره كنیم و یك تئوری جدید را بیان كنیم. نور فضا-زمان ندارد، در نتیجه امكان ورود به فضا-زمان را ندارد، در نتیجه مسیر حركت نور از ما بین فضا-زمان ذرات است. اگر امكان عبور را داشته باشد (بستگی به شدت فضا-زمان)، به همان نسبت عبور می كند، در غیر اینصورت اگر فضا-زمان آن به قدری فشرده باشد كه امكان عبور را نداشته باشد (مانند جامدات كدر)، نور از سطح آن بازتاب می شود.

چون نور فضا-زمان ندارد، درنتیجه امكان تعریف سرعت (كه كمیتی است بر اساس زمان) را برای نور نداریم. پس چگونه سرعت نور اندازه گیری می شود؟ نور در بین فضا-زمان، با سرعت صفر در حركت است، یعنی در همه جا به صورت آنی وجود دارد. اما هنگامی كه با یك جسمی دارای فضا-زمان برخورد می كند، فضا-زمان جسم را تحت تاثیر قرار داده و باعث مشاهده چیزی به نام نور با سرعتی ثابت و ماهیت دوگانه موج-ذره كه در محدوده فضا-زمان جسم وارد شده است را می بینیم كه قابل اندازه گیری است. آنچه ما به عنوان نور می بینیم، در اصل آن نوری كه بین فضا-زمان ها در حركت است نیست، بلكه جرمی است كه در اثر برخورد نور با فضا-زمان جسم ایجاد شده است. در ادامه با توجیه آزمایش های انجام شده برای اندازه گیری سرعت نور با استفاده از این تئوری، مسئله قابل درك تر خواهد شد.

- توجیه آزمایش ناظر ساكن و ناظر در حال حركت و صاعقه نور

همه ما این آزمایش را می شناسیم. به طور كلی این آزمایش می گوید كه برای مثال قطاری در حال حركت است، یك ناظر داخل قطار نشسته است و ناظر دیگری در ایستگاه قطار ایستاده است.

هنگام رسیدن قطار به ایستگاه، دو صاعقه به دو سر قطار به صورت همزمان برخورد می كنند. ناظری كه در ایستگاه ایستاده است، برخورد این صاعقه به دو سر قطار را به صورت همزمان مشاهده می كند. اما ناظری كه درون قطار است (طبق فرضیه های فیزیك كلاسیك) باید صاعقه ای كه به جلوی قطار برخورد كرده است را قبل از برخورد صاعقه به عقب قطار را مشاهده كند، زیرا طبق فیزیك كلاسیك، سرعت قطار باید با سرعت نور جمع و یا از سرعت آن كم شود.

اما نكته قابل توجه آن است كه ناظر درون قطار نیز برخورد صاعقه به دو سر قطار را به صورت همزمان می بیند!

تنها توجیهی كه فیزیك كوانتومی و نظریه نسبیت انیشتین در این مورد دارد آن است كه، سرعت نور همیشه یكسان است. اما چگونه می توان این حالت را با تئوری های جدید توجیه كرد؟

همانطور كه در تئوری های جدید خواندید، نور سرعتی ندارد و هنگامی دارای سرعت می شود كه با فضا-زمان ناظر برخورد كند. در این حالت می توان گفت، ناظر از آن زمان حركت نور تابشی برایش شروع می شود كه نور برخورد شده به چشم ناظر، وارد محیط فضا-زمان آن جسم می شود. در این آزمایش نور همزمان به دو سر قطار برخورد می كند و سپس باز هم بدون سرعت راه خود را تا چشم ناظر طی می كند. در این لحظه با چشم ناظر برخورد نموده و تغییر ماهیت می دهد و وارد فضا-زمان ناظر می شود. از آن زمان است كه سرعت نور آغاز می شود تا زمانی كه ناظر نور را ببیند و یا درك كند، كه این قسمت است كه دارای فضا-زمان و قابلیت سرعت و اندازه گیری دارد. چون چشم ناظر نسبت به ناظر ثابت است نور هم با همان سرعت حركت می كند و همزمان از هر دو طرف رسیده و ثبت می شود.

ما چه چیزی را می بینیم (تو مو بینی یا پیچش مو ؟!)

در این قسمت سوال پیش می آید كه اصلاً ما چه چیزی را می بینیم؟

انیشتین گفته است كه ما سایه اجسام را می بینیم نه خود اجسام. حال می خواهیم با تئوری های ارائه شده این نظریه را كمی اصلاح كنیم. آنچه ما می خواهیم بگوییم آن است كه "ما می توانیم فضا-زمان اجسام را ببینیم، نه خود اجسام را". در این حالت، نور به فضا-زمان جسم تابیده می شود و به محیط فضا-زمان چشم ما (یا هر گیرنده نور دیگر) با تغییر ماهیت وارد می شود و به اصطلاح دیده می شود. آنچه ما از اجسام می بینیم، خمیدگی فضا-زمان آنهاست نه جسم و جسم اجسام به هیچ عنوان قابل دیدن نیست.

آیا جسمی می تواند با سرعت نور حركت كند؟

سوال دیگری كه مطرح است، آن است كه آیا یك جسم می تواند با سرعت نور حركت كند؟ طبق تئوری های ارائه شده فیزیك معاصر و نظریه های موجود، محدودیتی برای آن وجود ندارد، ولی اگر جسمی سرعتش به سرعت نور رسید، دیگر جسم نیست و در آن حالت یا تبدیل به نور می شود (اگر ظرفیتش را داشته باشد) و یا به ماده دیگری تبدیل می شود؟ برای درك بهتر مثال ساده تری بیان می كنیم. ما گفتیم كه آتش (پلاسما) دارای حداقل فضا-زمان است. اگر جسمی بخواهد دارای فضا-زمان آتش شود باید چه كند؟ خوب معلوم است باید بسوزد! ولی آیا با سوختن تبدیل به آتش می شود یا فقط تغییر ماهیت می دهد و تبدیل به یك ماده دیگری می شود؟ دلیل آنكه تبدیل به آتش نمی شود و (معمولاً) تبدیل به كربن می شود، آن است كه فضا-زمان آن متعلق به فضا-زمانی فشرده تر از فضا-زمان آتش است و امكان تبدیل به چیزی با فضا-زمان با فشردگی كمتر را ندارد. در مورد نور نیز همین حالت صادق است. شاید ماده به حالتی برسد كه بتواند نور تابش كند، ولی آیا هر جسمی می تواند به نور تبدیل شود؟

توجیه دوگانگی ماهیت نور

شاید پیچیده ترین پدیده موجود در جهان هستی نور باشد. زیرا همانگونه كه خواندیم، نور دارای فضا-زمان نیست، در نتیجه ما هیچگاه نمی توانیم به ماهیت اصلی آن پی ببریم. تنها چیزی كه ما از نور می توانیم درك كنیم، نتیجه اثرات آن بر اجسام دارای فضا-زمان است و از روی اثرات می توانیم به وجود نور پی ببریم، زیرا نور ماده نیست و خارج از درك ماده است.

آزمایشات زیادی برای درك ماهیت نور انجام گرفته است. نتیجه این آزمایشات بیان می كنند كه نور به دو شكل موج و ذره ظاهر می شود، كه بستگی به شرایط ناظر دارد.

در این قسمت سعی بر توجیه ماهیت نور می نماییم (هر چند نمی توان نور را به طور كامل درك كرد). آنچه توضیح خواهم داد، بر اساس تئوری های جدید خواهد بود و در اصل توجیه و تفسیر ماهیت اثرات نور است نه خود نور.

همگی با آزمایش دو شكاف برای تعیین ماهیت نور آشنا هستیم. در این آزمایش بیان می شود كه بستگی به شرایط ناظر (چشم، دستگاه های شناسایی ماهیت نور یا ...)، نور دو ماهیت موج بودن و ذره بودن را دارد كه البته این دو خاصیت را به صورت هم زمان نیز می تواند داشته باشد.

آنچه با تئوری های ذكر شده می توان درباره ماهیت نور گفت آن است كه نور فضا-زمان ندارد تا بتوان ماهیت آنرا تعیین نمود. حالت های مشاهده شده نیز، همانطور كه در قسمت های قبلی گفته شد، بستگی به ناظر دارد. یعنی ناظر (دستگاه تشخیص فوتون یا موج)، پس از اینكه نور با گیرنده دستگاه برخورد كرد، بستگی به انتظار ناظر، به همان حالت تبدیل می شود. سوالی كه در اینجا مطرح می شود آن است كه آیا نور فقط دو حالت موج یا ذره دارد؟ جواب صریح آن خیر است. این دو حالت، دو حالتی است كه برای ماده تاكنون توسط بشر كشف شده است. اگر روزی برسد و ما حالت دیگری برای ماده كشف كنیم، آنگاه با دستگاه های تشخیص حالت سوم هنگام تشخیص، نور به همان حالت مورد نظر ناظر، خود را نشان می دهد. مشاهده نور به شكل های مختلف (طبق انتظار ناظر) به این دلیل است كه نور با برخورد به فضا-زمان جسم، تغییر ماهیت می دهد و تبدیل به هرآنچه كه ناظر مد نظر دارد تبدیل می شود.

نتیجه گیری

در این مقاله تعدادی نظریه جدید در رابطه با فیزیك كوانتوم و ماهیت نور بیان شد كه برای اولین بار مطرح می شوند. مشكلاتی مانند پارادوكس دوقلو ها، پارادوكس پدر بزرگ، سفر در زمان، جاذبه، دوگانگی ماهیت نور و ... مورد بررسی قرار گرفتند و راه حل هایی برای هر یك از مشكلات مطرح شد. هدف از بیان این تئوری ها، شناخت بهتر جهان هستی و یافتن راه حل های جدید برای مشكلات پیش روی علم و تكنولوژی و نگاه به جهان پیرامون با دیدگاهی جدید است. امید به آنكه این مقاله شروعی باشد برای تكامل علم و پیشرفت های چشمگیر جدید.

منبع: پارس اسكای





نوع مطلب : علمی، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
          
سه شنبه 8 شهریور 1390
سه شنبه 28 شهریور 1396 ساعت 03 و 13 دقیقه و 26 ثانیه
Hello There. I discovered your blog the usage of msn. This is a really well written article.
I will be sure to bookmark it and return to read more of
your helpful information. Thanks for the post.

I'll definitely comeback.
دوشنبه 25 اردیبهشت 1396 ساعت 02 و 08 دقیقه و 45 ثانیه
Do you mind if I quote a couple of your posts as long as I provide credit and
sources back to your blog? My blog is in the exact same area of interest as yours and my users would truly
benefit from a lot of the information you provide here.
Please let me know if this okay with you. Thanks!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر





آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی
کسب درآمد