باتوجهبه اینکه در قسمت قبلی، به فراخور مطلب استفاده از روابط ریاضیاتی الزامی بود، در نظر داشتیم در این قسمت بخشی از فیزیک نوین را برای شما روایت کنیم، که جذاب، پرکشش و در عین پیچیده بودن قابل تصور باشد و چه انتخابی بهتر از یک واقعهی علمی که در خلال همان سالهای داغ جدال فیزیک کلاسیک و نوین رخ داد؟مجموعه مقالات گذری بر فیزیک کوانتوممکانیک کلاسیک و هر آنچه باید راجع به آن بدانیدفیزیک کلاسیک؛ تاریخ جهان فیزیک پیش از کوانتومبررسی نارساییهای فیزیک کلاسیک و آغازی بر فیزیک کوانتوماز مدل های اتمی تا پیدایش اسپینپیدایش مکانیک ماتریسی و مناظره بزرگان شرودینگر و مکانیک موجیاز تشکیل جهان تا پیدایش جهانهای موازیسفر در زمان و ورود به ابعاد بالاترفیزیک هستهای؛ از ماری کوری تا لیزه مایتنرفیزیک هستهای؛ انریکو فرمی و بمباران اتمی.
عبارت فضا-زمان بهعنوان یک مفهوم عمومی فراتر از رویدادهای فضا-زمان در ۱+۳ بُعد معمولی در نظر گرفته میشود، فضا-زمان واقعاً ترکیبی از مکان و زمان است، اما برخی دیگر پیشنهاد کردهاند که بُعدهای جدیدی که بعدها اضافه میشود هم در مجموعهی تئوری فضا-زمان قرار گیرد (نظریههای دیگری وجود دارند که توانستهاند بُعدهای جدیدی را اضافه کنند که این بُعدها دیگر شامل مکان و زمان نمیشوند)؛ اینکه واقعاً چند بُعد برای توصیف جهان لازم است سؤالی است که هنوز پاسخ قطعی برای آن پیدا نشدهاست. تا آغاز قرن بیستم گذر زمان مستقل از حرکت در نظر گرفته میشد و فرض این بود که در تمام دستگاههای مختصات، زمان تنها در یک محور مشخص با سرعت ثابت پیش میرود؛ اما تجربیات بعدی نشان داد که زمان در سرعتهای بالا کندتر حرکت میکند (کاهش سرعت زمان با عنوان تأخیر زمان در نسبیت خاص توضیح داده شده است)؛ برای مثال یک ساعت اتمی را روی یک شاتل فضایی نصب کردند و دیدند که زمان برای ساعت روی شاتل کندتر از زمان در سطح زمین میگذرد.
قواعد تازه بیان شدهی فیزیک کوآنتومی در حوزهی ذرات زیر اتمی از یک سو، و قوانین کشف شده توسط آلبرت اینشتین دربارهی ماهیت زمان (Albert Einstein) از سویی دیگر، تغییراتی اساسی در باورهای علمی ما، خصوصا در عرصهی کیهانشناسی و فیزیک ذرات به وجود آورد. فرض بنیادین تئوری حاضر این است که زمان و فضا یک کلیت یکپارچه و بهمپیوسته را تشکیل میدهند، و برخلاف آنچه فیزیک کلاسیک میگوید، دو عنصر جدا از یکدیگر نیستند. اگر میخواهید با یکی از نظریات انقلابی در عرصهی علم آشنا شوید، فرصت مطالعهی کتاب نظریه نسبیت خاص و عام اثر آلبرت اینشتین را به هیچ عنوان از دست ندهید.
باری، اینشیتن بیتوجه به حوادث به تحصیل و دستوپنجه نرم کردن با پرسشهای علمی خود ادامه داد، و به مرور نام خود را در میان فیزیکدانانِ وقت مطرح ساخت. اینشتین به مرور دستگاه فیزیک نیوتنی را تماماً نقد کرده، و به انکار تصورات تا پیش از آن رایج دربارهی فضا و زمان برخاست. این اثر قطعا بهترین منبع برای یادگیری ابتدایی نظریه نسبیت میباشد، چرا که به قلم مبدع این نظریه نوشته شده است. اینشتین کوشیده تا اصلیترین ایدههای خود در این باره را، با زبانی ساده برای مخاطبین عام شرح دهد. در این اثر هرآنچه را که دانستنش در جهت فهمِ هرچه تمامتر نظریهی نسبیت ضروریست، خواهید آموخت.
این اثر را به تمام خوانندگانی که مایل به آشنایی با تحولات فیزیک جدید هستند، پیشنهاد میکنیم. برخی دیگر از افتخارات آلبرت اینشتین عبارتند از: انتخاب به عنوان مرد قرن از سوی نشریهی تایم. او بیتردید از بزرگترین چهرههای علمی دنیا، و احتمالا مشهورترین دانشمند تاریخ بود. نظریه نسبیت او که نخستین بار در سال 1905 ارائه شد، نامش را به شدت بر سر زبانها انداخت. - عقل سالم مجموعهای از قضاوتها و پیش داوریهاست که تا سن 18 سالگی به دست آمدهاند. تلاشهای فکری و علمی اینشتین در نهایت برای او جایزهی نوبل را نیز به ارمغان آورد. نظریه نسبیت اینشتین، تشکیل شده از دو نظریه با نامهای نسبیت عام و نسبیت خاص است.
آنها در ادامه با مقایسه سرعت، حرکت و توده این اجرام توانستند نسخه کیهانی از تست مشهور گالیله در اواخر دهه ۱۵۰۰ میلادی را اجرا کنند (در آن تست گالیله دو کره با جرم های مختلف را از برج کج پیزا رها کرد و هر دوی آنها در یک زمان به سطح زمین رسیدند). Guillaume Voisin از دانشگاه منچستر انگلستان و همکارانش با استفاده از یک تلسکوپ رادیویی نحوه چرخشیدن یک ستاره نوترونی به دور دو ستاره کوتوله سفید را در یک منظومه مشابه به منظومه خورشید، ماه و زمین بررسی کردند. با گذشت چندین دهه از آن زمان، نظریه های علمی او از همگرایی گرانشی گرفته تا امواج گرانشی به اثبات رسیدند و حالا هم نوبت به اصل هم ارزی رسیده است.
اینشتین نظریه نسبیت و اصل هم ارزی را ابداع کرد تا در نهایت توضیحی برای قوانین طبیعت ارائه نماید که چنین نتایجی را به دست می دهند. دانشمندان متوجه شدند که نتیجه هر دوی این تست ها در مورد منظومه ستاره ای مورد اشاره با هم برابر است اما نمی توانستند علت را توضیح دهند. نتایج این آزمایشات نیز نشان داد که هر سه ستاره به یک اندازه تحت تاثیر میدان های گرانشی قرار دارند. تنها نظریه مربوط به گرانش که پیرو اصل هم ارزی است همین نظریه نسبیت عام است؛ دیگر فرضیه ها در مراحلی آن را نقض می کنند. در این آزمایش بار دیگر نظریه نسبیت عام اینشتین به اثبات رسید.
این اختلاف در سال 1964 وقتی حل شد که گروهی از دانشمندان متشکل از رابرت براوت،5 فرانسوا انگلرت6 و پیتر هیگز7 میدان های اسکالری را مطرح کردند که به لحاظ نظری با بوزون های پیش بینی شده الکتروضعیف برهم کنش می کردند و فوتون های مشاهده شده بدون جرم نیروی الکترومغناطیسی و بوزون های جرم دار نیروی ضعیف W و Z را تولید می کردند. به نظر می رسد با توجه به اینکه جرم لپتون های باردار، کوارک ها، بوزون های حامل نیرو از مرتبه یک MeV تا چند صد Gev است، جرم بسیار پایین اما غیرصفر نوترینو ها دست کم این امکان را به وجود می آورد که آن ها جرمشان را از منبع دیگری به دست می آورند.
درست است که گزاره «جرم یک جسم با افزایش سرعت آن افزایش می یابد» ولی از لحاظ کیفی و ساده لوحانه معقول است، اما چنانکه در شکل 4 دیده می شود افزایش سرعت جسم از 90 تا 95 درصد سرعت نور از افزایش صفر تا 5 درصد سرعت نور مشکل تر است و انرژی بیشتری می خواهد (دقیقاً بیشتر از 725 مرتبه). (2) . بنابراین، اگرچه، هم ارزی جرم لختی و جرم گرانشی در مقیاس های بزرگ به وضوح نشان داده می شود و پیامد آن به سازگاری فضا و زمان و نظریه نسبیت عام می انجامد، اما آنچه در مقیاس های کوچک (زیراتمی) روی می دهد برایمان ناشناخته است.
اما نمی دانیم چرا؟ این صرفاً یک اصل اثبات شده نسبیت عام است و این ایده که لختی به وسیله عواملی به نیروی گرانی ارتباط دارد که با دیگر نیروها اختلاف دارد، می تواند سرنخی واقعی در این مورد باشد که نظریه غایی فیزیک باید چگونه باشد. (1) . این آزمون ها شامل نسبت جرم الکترون به جرم پروتون یا ثابت ساختار ریز است که با شواهد جمع آوری شده از تماشای اختروش های دوردست و یا به وسیله اطلاعاتی که از راکتور طبیعی شکافت هسته ای اُکلو3 به دست آمده تعیین شدند.
ارتقاء سریع سایت در گوگل با ❌بک لینک قوی❌
مشاهده
وبلاگ یکتاس خاص
