صد سالگی نظریه نسبیت آینشتاین

 آلبرت آینشتاین در سال 1879 در آلمان به دنیا آمد و در سال 1915 (صد سال پیش) نظریه نسبیت عام را برای گروهی از دانشمندان زمان خود در آکادمی علوم پروس تشریح کرد. نظریه نسبیت عام مجموعه ای از معادلات ریاضی است که در آن پدیده فضا-زمان و جاذبه که تا آن زمان با فرمول های مکانیکی نیوتون یا 'نیرو' توضیح داده می شد، به شکل یک خمیدگی مطرح شده می شود.

پدرو فریرا، نویسنده کتاب نظریه کامل که کتابی در خصوص نظریه نسبیت آینشتاین است، می گوید که این نظریه مجموعه ای ساده اما ظریف و زیبا از معادلات است؛ معادلاتی که اگر بتوانید آنها را حل کنید، به چیزهای بی نظیری می رسید.
سیاه چاله های فضایی، نظریه مه بانگ (بیگ بنگ)، دستگا ه های ره یاب (جی پی اس)، کرم چاله های فضایی و همگرایی گرانشی از جمله مواردی است که از دل نظریه نسبیت بیرون آمده است.

 سیاه چاله های فضایی
یکی از عجیب ترین و اولین چیزهایی که از دل نظریه نسبیت بیرون آمد، مساله سیاه چاله های فضایی بود.سیاه چاله ناحیه ای از فضا-زمان است که جرم در آن به شدت فشرده شده است. وجود سیاه چاله ها در نظریه نسبیت آلبرت آینشتاین پیش بینی می شود. این نظریه پیش بینی می کند که یک جرم به اندازه کافی فشرده می تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاه چاله شود.
به گفته فریرا، در سال 1915 وجود سیاه چاله ها برای اولین بار به وسیله یک سرباز آلمانی که در جبهه های جنگ جهانی اول می جنگید، از نظریه نسبیت عام آینشتاین نتیجه گیری شد. این سرباز که کارل شوارتزشیلد نام داشت، نتیجه خود را برای آینشتاین فرستاد. اما آینشتاین با اینکه این معادله را تحسین کرد به وجود سیاه چاله باور نداشت.
کارل شوارتزشیلد در سال 1916 می میرد و سیاه چاله ها تا یک دهه بعد از مرگ آینشتاین نیز باور نمی شوند؛ اما از همان زمان دست مایه داستان ها و فیلم های علمی تخیلی زیادی شده اند.

نظریه مه بانگ (بیگ بنگ)
معادلات نظریه نسبیت نشان می دهد که جهان در حال انبساط است. اما اگر زمان به عقب برگردد و جهان کوچک و کوچک تر شود به کجا می رسیم؟ اگر در زمان به عقب برگردیم، به نقطه ای در گذشته می رسیم که در آن قوانین فیزیکی شناخته شده، کارایی خود را از دست می دهند و نقطه تکینگی نام دارد. این نقطه، نقطه پیدایش گیتی است.
باز هم مانند مساله سیاه چاله ها، خود آینشتاین در خصوص پذیرش فرضیه مه بانگ مقاومت نشان داد تا آن که داده های تلکسوپ هابل نشان داد که واقعا جهان ما در حال بزرگ شدن است.

 دستگاه های ره یاب (جی پی اس)
وقتی از دستگاه ره یاب خودرو یا نقشه های تلفن هوشمندتان استفاده می کنید، احتمالا به نطریه نسبیت آینشتاین فکر نمی کنید. اما باید بدانید که اگر این سامانه ها فرضیه نسبیت را لحاظ نکنند، روزی 10 کیلومتر خطا خواهند داشت و خیلی زود از کار خواهند افتاد.

کرم چاله های فضایی
کرم چاله ها ساختارهای فضا زمانی پل مانندی هستند که دو گستره جدا از یک فضا-زمان یا دو فضا زمان جدا از هم را به یکدیگر پیوند می دهند. کرم چاله ها زمان لازم برای رسیدن از یک نقطه به نقطه دیگر را کوتاه و آسان می کنند.
آینشتاین ثابت کرده که جهان تنها سه بعدی نیست، بلکه زمان بعد چهارم جهانی است که ما می شناسیم. در این فضا-زمان چهار بعدی، کرم چاله ها می توانند سوراخی به جهانی دیگر یا ناحیه ای دیگر از همین جهان باشند.

همگرایی گرانشی
فرضیه نسبیت می گوید که یک جرم با چگالی بسیار بالا مانند خورشید، می تواند شکل نور در اطراف خودش را تغییر دهد و مسیر نور را خم کند. بر اساس نسبیت عام، جرم می تواند فضا زمان را خمیده کند و در نتیجه میدان گرانشی بسازد که نور را منحرف می کند.
با همگرایی گرانشی می توان اطلاعاتی درباره جسم میانی (عدسی) از جمله جرم آن به دست آورد و این به دانشمندان اجازه مطالعه ستاره ها و سیاره های بسیار دور دست را می دهد.

منبع:ایرنا

No tags for this post.