اخبار, فیزیک

به مناسبت یکصدمین سالگرد نظریه نسبیت انیشتین

۰ 75
image-20151122-435-1eaferq

آیا نظریه‌ی نسبیت عام اینیشتین نیاز به تغییر دارد؟
اینیشتین و تلاش‌های بسیارش برای ارائه‌ی نظریه‌ی نسبیت عام شهره‌ی عام و خاص هستند اما کمتر کسی می‌داند که او به پدید آمدن مکانیک کوانتوم کمک شایانی کرده است، خود او نیز توجه زیادی به این موضوع نداشت. اما آیا برای مطرح کردن «نظریه همه چیز» نیاز به بازنویسی نسبیت عام خواهیم داشت؟
نسبیت عام و مکانیک کوانتوم دو دیدگاه به جهان اطراف هستند، که پایه و اساس فیزیک مدرن را تشکیل داده‌اند. بدون این دو ما امکان سفر در فضا، تصویربرداری پزشکی، سیستم‌های موقعیت یاب جهانی و استفاده از انرژی هسته‌ای را نخواهیم داشت.
نسبیت عام در زمینه‌ی شرح جهان در ابعاد بزرگ بدون رقیب است. اجرامی مانند کهکشان‌ها و سیاره‌های که در گذشته جواب قانع‌کننده‌ای برای توضیح تمامی رفتار آن‌ها نداشتیم. در حالی که مکانیک کوانتوم فیزیک را در کوچک‌ترین ابعادش مانند اتم‌ها و حتی بخشی از اتم‌ها، توضیح می‌دهد. جمع‌آوری این دو نظریه در یک نظریه‌ی واحد با نام نظریه‌ی همه چیز در حال حاضر بزرگ‌ترین چالش پیش روی فیزیک مدرن است و پیشرفت‌ها در این زمینه به کندی جلو می‌روند.
دانش ما از دنیای اطرافمان براساس دسته‌ای از قوانین طبیعی است. با گذر زمان و در نتیجه‌ی مشاهدات تجربی یا تغییرات در مفهوم، این قوانین دچار تغییراتی نیز شده‌اند. یکی از اساسی‌ترین تغییرات که شاید بزرگ‌ترین تحول در تاریخ فیزیک نیز باشد، تغییر مفهوم زمان توسط اینیشتین بود. در نتیجه‌ی این تغییرات، شاهد بزرگ‌ترین پیشرفت‌ها در درک ما از دنیای اطراف بودیم.
با ترکیب سه بعد فضا (طول، عرض و ارتفاع) با جهت زمان ساختاری جدید با نام فضازمان پدید آمد که پنجره‌ای جدید به دنیا را بر ما گشود. زمانی که اینیشتین جاذبه را نیز به نظریه‌ی خود افزود، نظریه‌ی او توانایی اثبات از طریق آزمایش را نیز یافت. در نتیجه توانستیم امواج جاذبه و سیاه چاله‌ها را با این نظریه شرح دهیم.

اما نسبیت تنها زمینه‌ی کاری اینیشتین نبود. بزرگ‌ترین مشکل در آن زمان این بود که قوانین مکسول از توضیح پدیده‌ای الکتورمغناطیسی عاجز بودند. در نتیجه‌ی این اتفاق، اینیشتین بیان کرد که نور متشکل از فوتون‌های دارای انرژی است که در ارتباط مستقیم با رنگ آن است. بسیاری از دانشمندان در مورد صحت نظریه‌ی اینیشتین شک داشتند چرا که آزمایش‌ها نشان داده بودند که نور ماهیت موج دارد و نه ذره.
یکی از این افراد رابرت میلیکان بود، فردی که در نهایت توانست نظریه‌ی اینیشتین را به صورت آزمایشی نیز اثبات کند. به علاوه میلیکان نشان داد که اجزای باردار که با نام الکترون شناخته می‌شوند، مشخصات موج مانند نیز دارند. این آزمایش‌ها با نظریه‌ی اینیشتین همراه شدند تا نشان دهند که هر دوی ماده و نور می‌توانند به عنوان ذره یا موج شناخته شوند. ایده‌ای که توسط دانشمندان دیگر دنبال شد و پیشرفت‌های زیادی را در مکانیک کوانتوم بوجود آورد.
این نظریه حتی قابل اعمال بر روی کوچک‌ترین اجزا نیز بود، جایی که می‌توان از جاذبه صرفنظر کرد چرا که این نیرو در مقایسه با سایر نیروهای موثر، ناچیز است. نه تنها این نظریه باعث شد تا شرح قانع کننده‌ای برای تابش‌ها و مواد در زندگی روزمره داشته باشیم بلکه ذرات و روندهای جدیدی را نیز پیش‌بینی کرد که امروزه آن‌ها را در شتاب دهنده‌های با انرژی بالا بر روی زمین یا پدیده‌های کهکشانی در فضا مشاهده می‌کنیم.
مدعیان نظریه‌ی ریسمان به عنوان نظریه‌ای برای یکپارچه کردن شرح ماده و امواج با نیروی جاذبه خودنمایی کرد. این نظریه بیان می کند که ماده از اجزایی دارای لرزش که مانند ریسمان به هم متصل شده‌اند، تشکیل شده است نه از ذرات ریز و جدا. هر لرزش از سوی این ریسمان متناظر با حالتی از ماده است که ما آن را مشاهده می‌کنیم.
یکی از این لرزش‌ها متناظر با کوانتوم جاذبه‌ای نیز هست. با این حال برای این که بتوان این نظریه را صحیح دانست باید بعد جدید را به فضازمان افزود که فناوری امروز از دیدن آن عاجز است. تا به امروز هیچ آزمایش خوبی برای اثبات نظریه‌ی ریسمان انجام نشده است.
در نقطه‌ی مقابل جایی که نیروی جاذبه قابل صرفنظر باشد، مکانیک کوانتوم با وجود شرح دنیای عجیب، بدون رقیب است. این نظریه بیان می‌کند که ذرات می‌توانند در یک آن در چند حالت به صورت همزمان وجود داشته باشند، اما این نظریه کاستی‌هایی دارد و در نتیجه‌ی آن نمی‌تواند پیش‌بینی کند که کدام حالت در دنیای قابل مشاهده برای ما، اتفاق خواهد افتاد.
به علاوه بنابر نظریه‌های مکانیک کوانتوم، حالت یک ماده می‌تواند تحت تاثیر حالت مواد دیگر قرار بگیرد حتی اگر در فاصله‌ی بسیار زیادی از یکدیگر قرار گرفته باشند. اینیشتین این نظریه را قبول نداشت چرا که آن را نقضی بر نظریه‌ی خود می‌دانست که هیچ چیزی نمی تواند با سرعتی بالاتر از سرعت نور حرکت کند. او احساس می‌کرد که تاثیر مواد بر یکدیگر از فواصل دور اثباتی بر غیرجامع بودن نظریه است اما تا به امروز شواهد آزمایشگاهی عکس آن را نوید داده‌اند.
تحقیقات بسیاری در این زمینه در حال انجام است و مشخص نیست که مکانیک کوانتوم یا نسبیت عام برای توضیح مشاهدات در آینده آیا نیاز به تغییرات مفهومی یا محاسباتی خواهند داشت یا خیر. در حالی که نتایج این تحقیقات در حال حاضر مشخص نیست اما تاثیر عمیق اینیشتین بر علم فیزیک غیرقابل انکاراست.

ترجمه: میعد بافراست

 

منبع:

http://www.iflscience.com/physics/will-we-have-rewrite-einstein-s-theory-general-relativity

www.zoomit.it

هرگونه استفاده و یا کپی برداری از این اثر تنها با ذکر منبع مجاز خواهد بود

در باره نویسنده / 

مدیریت

مطالب مرتبط

ارسال پاسخ

ایمیل شما نمایش داده نمی‌شود. موارد مورد نیاز علامتگذاری شده است *

The Thunderbolts Project

پر بیننده ها

  • mag_field_current_450x370

    میدان های الکتریکی و مغناطیسی در فضا

    ۲ توان گرانش و نیروهای الکتریکی میتوان گفت گرانش نیروی نسبتا ضعیفی است. نیروی الکتریکی کولنی بین یک پروتون و یک الکترون در حدود ۱۰ به توان ۳۹ بار قوی تر از نیروهای گرانشی بین آنهاست. چهار نیروی بنیادین در فیزیک اثرات متقابل هردو میدان گرانشی و الکترومغناطیسی به صورت نامحدودی ادامه دارد.  نیروی نسبی…

  • عضوگیری

    عضوگیری بخش فارسی پروژه آذرخش – فروردین ۹۶ (تمدید شد)

    بخش فارسی پروژه بین المللی آذرخش، تعدادی محدود عضو فعال “ناپیوسته” می پذیرد. انواع عضویت در آذرخش پارسی: ۱٫ عضویت ناپیوسته: ویژه دانشجویان مقطع کارشناسی دارای مهارت لازم زبان انگلیسی هر عضو ناپیوسته طی یک بازه زمانی یک ساله در این مجموعه عضویت داشته و از کلیه امکانات لازم بهره ور خواهد شد، این بازه…

  • plasma_lab_450x303

    پلاسما

    ۳ معرفی پلاسما مسئله اینکه جهان از پلاسما تشکیل شده است برای همه شناخنه شده است. در واقع، پلاسما رایج ترین نوع ماده در جهان است. در مکان های مختلف مانند: آتش، چراغ های نئون، و رعد و برق بر روی زمین و فضای کهکشانی و بین کهکشانی یافت می شود. تنها دلیلی که ما…

آخرین دیدگاه ها

بخش فارسی پروژه آذرخش

پروژه تحقیقاتی بین المللی، در زمینه ترویج عمومی و یا مطالعه تخصصی مدل های نوین در علوم طبیعی
بخش فارسی آن تحت نظارت بخش مرکزی، از اسفند ماه سال 1391 با محوریت مطالعه و بررسی مدل های نوین نجومی آغاز به کار نموده است.