معلومات آخرین
Home / علم / نزریة نسبیت

نزریة نسبیت

نظریة نسبیت حاضره نظریة فیزیکی فضا، وقت و جاز-به را گویند، که علاّمة عصر 20 ا. ایینشتیین سالهای 1905-1915 تهیه کر-ده است. از روی تشبیه خود ایینش­تیین نظریة نوعها سلاله‌ای را می‌ماند، که از دو شجره ترکیب یافته است-عادتاً یکی را ن ا ز ا ر ا یه ا  جوزعی ن ا س ب ا یه ت و دیگری را نظریة کلّی ن ا س ب ا یه ت می‌نامند. (در کارکرد قسمتهای جداگانة آن گ. لارینتس، ا. پونکری، گ. مین­کاوسکیی، د. گلبیرت و دیگران شرکت ورزیده‌اند). از عهد قدیم این جانب بر بنیاد فیزیکه پرنسیب نسبیّت حرکت تسرار گرفته است، که آن را ف. اینگیلس این طور تعریف داده است: «خ، ارکت جسم علی‌حده وجود ندارد،-در بارة حرکت وه‌ای فجت به معنی نسبی سخن گفتن ممکن است».

(مرکس ک. ، این­گیلس ف. ، ساچ. ، ت. 20، س. 564). در واقع چون سخن از حرکت کشتی در بهر یا پایزد با راه آهن می‌رود، ما حتماً باید پلاوه کنام، که آنها نسبت به چه حرکت می‌کنند (ساحل، پلتفارمه). از این جهت اگر ما، ساکنان زمین، همراه سییاره‌امان در فضای تماماً خال ا کیهان پرواز می‌کردیم، هر-گیز مویین کرده نمی‌توانستیم، که در حرکتیم یا در حالت آرامش کلّی، زیرا بی سیستم سرحساب خود مفهوم حرکت یگان معنی ندارد. سنگهایی، که در دو­شنبی و واشنگتن از بلندی پرتافته می‌شوند، به «پایاپ» (روی زمین) می‌افتند، ولی نسبت به مرکز زمین آنها به سمتهای ت­مامن مقابل حرکت می‌کنند. پس، کدام سیستم سرحساب درست است-روی زمین یا مرکز وه‌ای؟ همة سیستمه‌های سرحساب ب­رابر درستند، هرچند که شاید یکی از آنها قلیتر باشد. اگر تخمین فیزیکهای عصر گذشته در بارة وجود داشتن یک نوع محیط عمومیکیهانی (به اصطلاح اسیر یا ایفیر) راست می‌برآمد، آن گاه این محیط را به صفت سیستم سره-ساب همگانی (انیویرسلی) پذیرفته، همة نوعهای حرکت را نسبت به وه‌ای معاینه کردن موم­کین می‌گردید (از جمله افتش سنگ را چه در دوشنبه و چه در واشنگتن یک خیل مویین کردن ممکن می‌بود).

مّا، بر خلاف چشم‌داشت، تجربه‌های فیزیکی، که در آخر عصر 19 به عمل برآورده شدند (نیگ. تجربة میکیلسان) ، با کمال دقیقی وجود نداشتن ایفیر را ثابت کردند. نظریة نوعها عیناً در نتیجة تحلیل و تأمّل دلیل تجربه در خصوص وجود نداشتن سیستی­مة سرحساب همگانی تشکّل یافته است. نظریة جزئی نسبیت با مسئله‌هایی کاردار است، که با سیستمه‌های سرحساب انیرسیلی وابسته‌اند. (این مفهوم از زمان نیوتان این جانب در فیزیکه معمول است. سیستمه‌های سر­هیساب انارتسیلی گفته سیستمه‌های سرحسابی را می‌نامند، که نسبت به یکدیگر با سرعت دائمی حرکت می‌کنند). نظریة کلّی نسبی­یت باشد، به مسئله‌های فیزیکی کاردار است، که با سیستمه‌های سرحساب غیریینیرتسیلی وابسته‌اند. (سیستمه‌های سرهی­ساب غیریینیرتسیلی گفته سیستمهای را گویند، که نسبت به یکدیگر تیزشونده یا سستشونده ه­رکت می‌کنند).

نزریة جزئی نسبیه ت. فیزیکة نیوتان بر پایة تس-دیقات زیرین قرار گرفته بود: 1) وقت و فضا یک نوع اشکال موتلد بوده، ناوابسته به اشیا و حادثات طبیعی وجود دارند (مثال سطیلی، که ناوابسته از آب داشتن و یا نداشتنش خود از خود وجود دارد)؛ 2) وقت و فضا به همدیگر نیز وابستگی ندارند؛ 3) تأثیرات فیزیک در یک آن پهن می‌شه-ود، سرعت وه‌ای حدّ و حدودی ن­دارد؛ 4) سرعت حرکت مرکّب به حاصل جمع سرعتهایی برا­بر است، که از آنها حرکت مذکور ترکیب یافته است. (چنانچه، اگر آدم در درون پایزد رو به سمت هر­کت وه‌ای راه گردد، آنگاه سرعت حاصله به v پایزد+v آدم برابر می‌شود). نظریة جزئی نسبی­یت، که آن به اصطلاح دیگر م ا خ ا ن ا ک ا ا  ریلیتیویستی نام گرفته است، از روی پرنسیبهای اساسی و نتیجه و خلاصه‌هایش از مکانیکة نیوتان به کلّی فرق می‌کند. وه‌ای بر پایة دو پرنسیب زیرین قرار گرفته است، که از خود تجری­بة فیزیک برمیایند. یکی را پرینسینیسبیت گویند، که دلیل وجود نداشتن سیستم سرهیسا­ب همگانی را به حکم قانون می‌درارد. تعریفش چنین است: هر یک قانونی، که نسبت به یگان سیستم سرحساب (ا) اجرا می‌شود، باید در همه گونه سیستم دیگر (و) اجرا شود، به شرطی که ا و و نیس­بت به یکدیگر راست‌خطّه و منتظم حرکت کنند. در حالت ه­رکت یا آرامی نسبی بودن چنین سیستمه‌های فیزیکی را با یگان خیل تجربة مکانیک، الکترومگنیتی و یا یگان طرز دیگر مویین کر­دن ممکن نیست.

دیگر رکن نظریة جزئی نیس­بیت پرنسیب تغییر‌ناپذیری سرعت پهن‌شوی نور است، که آن­ را به طور زیرین تعریف می‌دهند: در فضای حالی (وکئوم) نور روشنایی به همه طرف یک خیل با یک سرعت دائمی پهن می‌شود، که مقدارش از سرعت حرکت خو­د منبة روشنایی وابسته نیست. این حکم فیزیکی را، که اصلاً از باطن الکترودینمیکة مکسویلّ-لا­رینس برمی‌آید، جمع‌بست نتیجه‌های ایکسپیریمینت میکیلسان و مارل دانستن ممکن است. (در این ایکسپیریمینت اثبات گردید، که سرعت پهن‌شوی نور چه به سمت حرکت زمین و چه به سمت مودابیل یک خیل است و حال oن که در مورد اوّل از روی مکانیکة نیو­تان می‌بایست سرعت حرکت ز­مین به سرعت نور جمع می‌شد .)

ین دو پرنسیب منطقاً به هم چندان موافق نمی‌آمدند. محض نظریة جزئی نسبیت بود، که بر عوض تغییر دادن کینیمتی­که، عنیقترش کاملاً دگرگون ساختن تصوّرات کلاسیک عاید به فزا و وقت پرنسیبهای مذکور را اندرون یک عقیدة تام فیزیک متّحد کرده است، که آن پرنسیب نسبیّت ایینشتیین نام دارد. ایینشتیین قانونهای ریلیتیویستی را دریافت، که به دیگرگورسازی کااردینته‌ها و وقت هنگام از یک سیستم انیرسیلی (ا) به دیگرش (و) گذشتن عاید بوده، قانونهای پیشینة گلیلییو نیوتان را تکمیل و تأمین می‌دهند. فرض کردیم، سیستمه‌های مذکوره نسبت به یکدیگر با سرعت v حرکت می‌کنند و ما حادثه‌ای (مثلاً، رعد و برق) را اوّل از سیستم یکم (ا) و سان از سیستم دوّم (و) مشاهده می‌کنیم. حادثة مورد مشاهده در سیستم یکم با کااردییته‌های فزایی خه، اه، zه و وقت tه در سیستم دوّم باشد، با کااردینته‌های فزایی خو، و، zو و وقت tو افاده می‌شود. (در لحظة t=0 در سیستمه‌های ا و و نقطه‌های سرحساب آه و آو به هم راست می‌آیند). هنگام از ا و و گذشتن کااردینته و وقت صادرشوی حادثة مورد مشاهده از روی پرنسیب نسبیّت گلیلیی به طور زیرین افاده می‌یابند:

خو=خه-v tه، و=اa، zو=za؛

ز روی پرنسیب نسبیّت ایینش­تیین باشد، فرموله‌های مذکور شکلهای کاملاً نو را می‌گیرند:

                                                                   x r                 ya      = yb ؛    

                                   zb=za؛ tb= 

(حرکت به سمت تیر خ صورت می‌گیرد و از این ر و و و z تغییر نمی‌یابند). این اراده‌های متیمتیکی را تبدلات لارینتس می‌نامند. در آن جا چنین دلیل تجری­به ثبت شده است، که. یگان جسم طبیعت از نور تیتر حرکت کرده نمی‌تواند، (در صورت v=س مخ­رج افادة مذکوره به صفر برابر می‌شود، هنگام v > س باشد، ریشی    به بزرگی موهوم تبدل می‌یابد). خلاصه‌های نو فیزیکی، که از نظریة جزئی نسبیت برمیایند، اینهایند: 1) یکوقتی و پیدرهمی حادثه‌های فیزیکی نسبیست. چنانچه، دو حادثه‌ای، که در نقطه‌های گوناگون فضا به عمل می‌آیند و آنها را مشاهده یکم (سیستم انیرسیلی ا) یکوقته می‌شمارد، از نظر موشا­هید دوّم (سیستم انیرسیلی و، که نسبت به ا راست‌خطّه و منتظم حرکت می‌کند) یکوقته نمی‌باشد و برعکس؛ 2) قدّ جسمهای متحرّکه به سمت حرکتشان کوتاه می‌شود (به قدر افزودن سرعت جسمها کوتاه شدن می‌گی­رند و نهایت هنگام v=س حجمشان به صفر برابر می‌شود)؛ 3) به قدر افزودن سرعت هرک­ت جسم مسّة وه‌ای تارفت می‌افزاید و هنگام v=س به بزرگی بی‌انتها تبدل می‌یابد؛ 4) در جسمهای متحرّکه ساعت گشت خود را سست می‌کند (چنانچه، ساعتی، که در ایکوتار زمین گذاشته شد­ست، نظر به ساعت در قطب بوده اندکی سستتر می‌گردد) و اگر v=س شود عمومy از oرکت می‌ماند؛ 5) همه گونه جسم انرژیة درونیی را داراست، که مقدارش به حاصل ضرب مسّة ساکن او و کودرت سرعت نور روشنایی ب­رابر است (ا=m0سه).

همة نتیجه‌های نامبرشدة نظریة جزئی نسبیت در عمل سنجیده و باری چند با کمال عنیقی ثابت شده‌اند. اگر نظریة جزئی نسبیت درست نمی‌بود، نه سرعتفیزاهای ذره‌های ایلیمین­تری عمل می‌کردند و نه بمبه‌های یدرایی را ساختن ممکن می‌بود. حادثه‌های نو فیزیکی، که وجود داشتن و چه طور عمل کردن آنها را نظریة جزئی نسبیت پیشگویی و تعبیر می‌دهد، فقط در مورد با سرعتهای تهتونّور حرکت کردن ظاهر می‌شوند. در موردهای مقرّر (یعنی، در صورت v < س) آنها چنان نظرناگیرند، که مشاهده کردن امر محال استیو از این جاست، که در موردهای مذکور قانونهای مکانیکة ریلیتیویستی ایینشتیین به قانونهای مکانیکة نیوتان مبدّل می‌ش­وند. (چنانچه، تبدلات لارینس در صورت    «1 و  خه «ta به تبدلات گلیلیی مبدّل می‌ش­وند .) نظریة جزئی نسبیت ن­زریة جزئی نیست، که در چهار-چوبة یک ساحة مویین فیزیک محدود مانده باشد. وه‌ای نه فقط به مکرافیزیکه، بلکه اینچنین به میکروفیزیکه (از جمله مکانیکة کونتی) بی‌واسطه دخل دارد. قانونهای نظریة جزئی نسبیّت را بار اوّل پ. دیرک به حلّ مسئله‌های میکروفیزیکه تطبیق نموده، در این زمینه نظریة کونتی و ریلیتیویستی الکترون را تهیه کرد. محض در اساس همین نظریه‌ در طبیعت وجود داشتن انتیزرّه‌ها (در مورد مذکور پازیتران، که دوگانیک الکترون بوده، از آن فقط از جهت زرید فرق می‌کند) پیشگویی کرده شد (پ. دیرک، 1928). در نتیجة ترکیباً به هم آمیختن نظریة جزئی نسبیت و مکانیکة کونتی سادة نو فی­زیکه-نظریة کونتی میدان تشکّل یافت، که حالا در نوبت خود برای آموختپ قانونیّتهای عالم ذره‌های المنتاری زمینه شده است. نزریة کلّی نسبیت قانونیّتهای نه فقط حرکت سرعت و سمتش دائمی، بلکه عمومة همة نوعهای حرکت (از جمله حرکت سرعت و سمتش تغییریابنده) -را توصیف و تعبیر می‌کند. نظریة جزئی نسبیت مضمون فیزیکی پرنسیب نسبی­یت حرکت را قسماً استفاده می‌برد، زیرا فقط نسبیّت حرکت راست‌خطّه و منتظمی را معاینه می‌کند، که در فضای از قوّة جاذبه خالی صورت می‌گیرد نز­ریة کلّی نسبیت باشد، مامون پرنسیب نسبیّت همه گونه حرکت را پرّه استفاده برده، قانونهای فیزیکی را در شکل معادلهایی افاده می‌کند، که از انتخاب سیستم سرحساب وابسته نیس­ته این، یعنی در همة سیستمه‌های کااردینته‌ها (از جمله سیستمهایی، که کج‌خطته و تیزشونده حرکت می‌کنند) برابر به کار می‌آیند. غایه اساسی، که بر بنیاد آن نظریة کلّی نسبیت قرار گ-ریفته است، وجود داشتن رابطة درونّیست در بین میدان جازی­به و گیامیتریة فزاوقت. مادیّت این رابطه عبارت از آن است، که خاصیتهای گیامیتری فزاوقت (متریکة وه‌ای) خاصیتهای تغییر‌ناپذیر فزا و وقت نیستند؛ آنها را پدیده‌های کانکریتی فیزیک مویین و مقرّر می‌کنند. سیستیمة معادله‌های نظریة کلّی نسبیت (نیگ. معادله‌های ایینشتیین) نه فقط یگانگی می­دان جاذبه و گیامیتریة فزاوقت را، بلکه اینچنین رابطة میدان جاذبه و گیامیتریة فزاوقت را با مسّه‌های متریالی (در ترکیب معادله‌های ایینشتیین“نماینده ”-ا متیمتیکی آنها تینزار انرژیییمپولس tij می‌باشد) افاده می‌کو­ند. این رابطه رابطة متقابله‌ای است. از یک سو، تقسیمات و حرکت مسّه‌ها طبیعت کانتینووم فزاوقت را به کلّی تغیر می‌دهد (این تغییرات به درجه‌ای است، که گیامیتریة اوکلید دیگر به کار نیامد ا می‌ماند و استفاده بردن گیامیت­ریة ریمن ضرور می‌شود) و از سوی دیگر، خود تقسیمات و حرکت مسّه‌ها از گیامیتریة فزوقت برمی‌آید. به این معنی در بین متیریه و فزاوقت، که ذاتاً شک­ل موجودیّت اوست، یک نوع تأثیر متقابلی جایی دارد. ز سیستم معادله‌های ایینش­تیین برمی‌آید، که در عالم خالی از مادّه و میدان جاذبه جسمها راست‌خطّه و منتظم، یعنی از روی شصت اوّله‌اشان حرکت می‌کنند. در عالم واقعی باشد، جمها از روی خطهای کج حرکت می‌کنند؛ هر یک جسم مسّه‌اش قیاسن کلان فضای اطراف خود را کج می‌-کند. (چنانچه، گرداگرد زمین را دور زده گشتن ماه و از سبب آن است، که زمین او را با قوّه‌ای به خود جذب می‌کود، بلکه به جهت آن می‌باشد، که فضای عطرا­ف وه‌ای کج است). سیستم معادله‌های ایینشتیین عیناً چگونگی خطهای مذکور را (آنها را خ ا ت ه آ ا  گ ا آ د ا ز ی  مینامند) مویین کرده، در ضمن این قانونیّتهای خاص حرکت جسمها را در فزاوقت کج (کانتینووم پسیوداریموی) توصیف و تعبیر می‌دهد. فرق بین نظریة «جاذبة عمومی‌جهانی» نیوتان و نظرویة کلّی نسبیّت ایینشتیین فقط در صورت معاینه کردنه حادثهایی ظاهر می‌شود، که در میدان پرقوّت پرویتتسیانی رویی می‌دهند. در حدود سیستم آفتاب و فرق به غایت درجه نظرناگیر است و از این رو هم تا به همین قریبیها نظریة کلّی نسبیت یک ساحة موهوم فیزیکه حساب می‌شد، که در آن اساساً متیمتیکها قوّه‌آزمایی می‌کردند. از سالهای 60 cap کرده، وقتی که در کیهان کو­زرها و پولسرها برین ابژکتهای غیریادّی کشف شدند، توجّه عالمان به نظریة کلّ نسبیت یکباره افزود. در نتیجه ساحة نو استرافیزیکه-استرافیزی­کة ریلیتیویستی تشکّل یافت، که الّکه‌ای با کامیابیهای هیرتنگیزش (نیگ. سییچاه) نام برآورده در برابر کسمولوژی ریلیتیویستی نفوذ علمی پیدا کرده است. نزریة نسبیت از خود آغاز انتشار شدنش cap کرده مورد بحث و مناظرة فلسفی و متدلوژی قرار گرفته است. نتیجه و خلاصه‌های انقلابی وه‌ای از طرف فیلسوفان گوناگونمسلک به طرز و طریق گوناگون معنیداد گردیده، به عرصه‌گاه زدوخورد شدید غایوی مبدّل شدند. نزریة کلّی نسبیت یک بحث دامنه‌دار فلسفیی را، که در طول 2 هزار سال دوام کرد، انتقادن جمع‌بست نمود. آن بحثی بود در باب سرشت فضا در مناسبت او به متیریه. در خود زمان اتقه در بین دو گروه متفکّران-آنهایی، که فضای خالی از متی­ریه (خلاع) هست می‌گفتند (دیماک­ریت و دگر) و آنهایی که با این عقیده راضی نبودند (ارسطو و دگران) ، جدایی غایوی به وجود آمده بود. در عصرهای میانه نیز بحث دوام کرد. از جمله، ابوعلیابن سینا با کمال قطعیت ثابت می‌کرد، که «خلاع خود نیست و اندر خلاع جنبش و آرامش نیست». در زمان نو در اوراپه این عقیده را پ. گسّیید، ر. دیکرت و x. گیویگینس طرفداری کرده، آن را همجیهته اساسناک کردند، که در نوبت خود به تشکّل فرضیه در بارة اسیر (ایفیر) مساعدت کرد. نظریة نسبیت از این فرضیه کاملاً دست کشیده با­شد هم، مفهوم خلاع را از نو برقpop نکرد. برعکس، بنا به نظریة کولی نسبیت، فضا-وقت خود به خود وجود داشته نمی‌توا-ند، وه‌ای یک نوع خاصیت باطنی میدان فیزیکیست. این عقیده حالا در ضمن نظریة کووتی میدان باز هم غنی‌تر گردیده است (نیگ. وکئوم، خلاع). در پرتو نز­ریة کولی نسبیت جهتهای کاملاً نو مسئلة دیرین فلسفی عاید به انتها داشتن و یا نداشتن فضای کاینات آشکار شدند. فیزیکة کلاسیک به خلاصة قطعی آمده بود، که فضای کاینات بی‌انتهاست؛ خقیقتن هم محض فضای بی-انتها به روح و نهاد اصلی فیزیکة نیوتان موافق می‌آمد. فیزیکة ایینشتیین، که خود بنیاد گیا­میتری فیزیکة کلاسیکی را بازدید نظر کرده است، جهتهای کاملاً نو مسئله را آشکار ساخت. در ضمن نظریة کولی نسبیت مدلهای کاسمالاگی ساخته شده‌اند، که فضای سیچینکه‌اشان انتها داش­ته باشند هم خدّ و حدودی ندارند (نیگ. مدلهای کاینات). ن­زریة ایینشتیین، که بر پایة گیامیتریة ب. ریمن قرار گرفته است، فضای باینتیها را از فضای محدود، فضای بی‌انتها را باشد، از ف­زای نامحدود فرق می‌کند. (بر خلاف این فیزیکة کلاسیکی، که به گیامیتریة اوکلید اساس یافته است، مفهومهای مذکور را به هم مساویی می‌شمارد). بینا به نتیجه‌های تدقیقات ن­وین مسئله جهتهای را نیز دارایت، که تماماً غیریچشمداشت بوده، بیرون از عقیده و غایه‌‌های پیشینة فلسفیند و از این رو تحلیل و تعمیم گناسیالاگی را تقاضا می‌کنند. حالا ضرورت تغییر دادن خود گزارش مسئله پیش آمده است. پیش گمان می‌کردند، که کاینات یا بی‌انتهاست و یا باینتیهاست. حاضر باشد، روشن شد، که باین-تیهای یا بی‌انتهایی کاینات در وقت و فضا اصلاً نسبیست: وه‌ای از سیستم سرحساب وابسته است. چنانچه، مدل کاسمالاگی، که در یک سیستم سرحساب بی‌انتهاست، در دیگر سیستم سرحساب باینتیها بوده می‌تواند. زیاده از این، مادالی، که فزایش بی‌انتهاست، می‌توا­ند فقط یک قسم فضای باینتی­ها را فرا گیرد. از طرف دیگر، مدلهایی نیز معلومند، که هر-چند تمام کاینات را فرا نمی‌گیرند و هم بی‌انتها نیستند، در ترکیبشان فضای بی‌انتها دارند. نزریة کلّی نسبیت، که از آن نتیجه‌های نامبرده به دست آورده شده‌اند، نظریة فیزیکی بنیان متریک فضا-وقت می‌باشد، یعنی بر اساس مفهومهای عادّی مسافه و فاصلة وقت قرار گرفته است. لیکن فضاهای متری فقط حالتهای جزئی فضاهای عمومیتر تاپالاگی می‌باشند و بس. چون سخن از فضای واقعی کاینات می‌رود، با باوری کامل گفتن دشوار است، که وه‌ای فقط سادهترین خاصیتهای تاپالاگی را داراست. (فضاهای متری و تاپالاگی تنها در موردهای جداگانة مخصوص به هم راست می‌آیند). به هر حال، تحقیق و تدقیقی، که حالا در استرافی­زیکه و کسمولوژی ریلیتیویست برده می‌شود، معتمدانه دلالت می‌کند، که بنیان فزایی کاینات ، خیلی مرکّب است و یقیناً ما را کشفیاتهای از این هم هیرت‌آور در پیشند. نیگ. نیز مکان و زمان، فضا-وقت، جاذبه. د .: ایینشتیین ا. ، سابرنی ترو­داف، ت. 1-2، م. ، 1907؛ البیرت ایینشتیین ا تیاریه گرویتتسی. م. ، 1979؛ پرینتسیپ آتناسیتیلناست. سبارنیک رباط پا سپی­تسیلنایی تیاری آتناسیتیلناست، م. ، 1973؛ ف آ ک و. ا. ، تیاریه پراسترنستوه، وریمین ا تیگاتینیه. م. ، 1961؛ چودچن آ و ه. م. ، تیاریه آتناسیتیلناست ا فیلاسافیه، م. ، 197. 2؛ مالچناو یو. ، تورسوناو ا. ، پرابلیمы پراسترنستوه ا وریمین و سویتی فیلاسافسکیخ ادیی و. ا. لنینه.-«کمونیست»، 1974. ش 6.

Инчунин кобед

سفر

سفر (عربی-تهی، خالی) ، ماه دوّم سالشماری قمری هجری، که از 30 روز عبارت است. …