نظریه نسبیت عام

همه ما برای یك‌بار هم كه شده گذرمان به ساعت‌فروشی افتاده است و ساعتهای بزرگ و كوچك را دیده ایم كه روی ساعت ده و ده دقیقه قرار دارند. ولی هیچگاه از خودمان نپرسیده ایم چرا؟مقاله ای كه در پیش رو دارید به بحث درباره نظریه نسبیت عام می پردازد و در آخر پاسخ سؤال بالا را مطـرح مـی كند. انیشتین در نظریه نسبیت خاص با حركت شتابدار و یا با گرانش كاری نداشت.

اولین موضوعات را در نظریه نسبیت عام خود كه در ۱۹۱۵ انتشار یافت مورد بحث قرار داد.نظریه نسبیت عام دید گرانشی را بكلی تغییر داد و در این نظریه جدید نیروی گرانش را مانند خاصیتی از فضا در نظر گرفت نه مانند نیرویی بین اجرام ، یعنی برخلاف آنچه كه نیوتن گفته بود !در نظریه او فضا در مجاورت ماده كمی انحنا پیدا می‌كرد.

در نتیجه حضور ماده اجرام ، مسیر یا به اصطلاح كمترین مقاومت را در میان منحنیها اختیار می‌كردند. با این كه فكر انیشتین عجیب به نظر می‌رسید می‌توانست چیزی را جواب دهد كه قانون ثقل نیوتن از جواب دادن آن عاجز می ماند.سیاره اورانوس در سال ۱۷۸۱ میلادی كشف شده بود و مدارش به دور خورشید اندكی ناجور به نظر می‌رسید و یا به عبارتی كج بود ! نیم قرن مطالعه این موضوع را خدشه ناپذیر كرده بود.بنابر قوانین نیوتن می بایست جاذبه ای برآن وارد شود.

یعنی باید سیاره ای بزرگ در آن طرف اورانوس وجود داشته باشد تا از طرف آن نیرویی بر اورانوس وارد شود.در سال ۱۸۴۶ میلادی اختر شناس آلمانی دوربین نجومی خودش را متوجه نقطه ای كرد كه « لووریه» گفته بود و بی هیچ تردید سیاره جدیدی را در آنجا دید كه از آن پس نپتون نام گرفت.نزدیك ترین نقطه مدار سیاره عطارد به خورشید در هر دور حركت سالیانه سیاره تغییر میكرد و هیچ گاه دوبار پشت سر هم این تغییر در یك نقطه خاص اتفاق نمی‌افتاد.
اختر شناسان بیشتر این بی نظمی ها را به حساب اختلال ناشی از كشش سیاره های مجاور عطارد می دانستند !مقدار این انحراف برابر ۴۳ ثانیه قوس بود. این حركت در سال ۱۸۴۵ به وسیله « لووریه» كشف شد بالاخره با ارائه نظریه نسبیت عام جواب فراهم شد این فرضیه با اتكایی كه بر هندسه نااقلیدسی داشت نشان داد كه حضیض هر جسم دوران كننده حركتی دارد علاوه برآنچه نیوتن گفته بود.وقتی كه فرمولهای انیشتین را در مورد سیاره عطارد به كار بردند، دیدند كه با تغییر مكان حضیض این سیاره سازگاری كامل دارد. سیاره هایی كه فاصله شان از خورشید بیشتر از فاصله تیر تا آن است تغییر مكان حضیضی دارند كه به طور تصاعدی كوچك می شوند.

اثر بخش‌تر از اینها دو پدیده تازه بود كه فقط نظریه انیشتین آن‌را پیشگویی كرده بود. نخست آنكه انیشتین معتقد بود كه میدان گرانشی شدید موجب كند شدن ارتعاش اتمها می شود و گواه بر این كند شدن تغییر جای خطوط طیف است به طرف رنگ سرخ! یعنی اینكه اگر ستاره ای بسیار داغ باشد و به طوری كه محاسبه می كنیم بگوییم كه نور آن باید آبی درخشان باشد در عمل سرخ رنگ به نظر می‌رسد كجا برویم تا این مقدار قوای گرانشی و حرارتی بالا را داشته باشیم، پاسخ مربوط به كوتوله های سفید است.دانشمندان به بررسی طیف كوتوله های سفید پرداختند و در حقیقت تغییر مكان پیش بینی شده را با چشم دیدند! اسم این را تغییر مكان انیشتینی گذاشتند. انیشتین می گفت كه میدان گرانشی شعاع های نور را منحرف می‌كند چگونه ممكن بود این مطلب را امتحان كرد.اگر ستاره ای در آسمان آن سوی خورشید درست در امتداد سطح آن واقع باشد و در زمان كسوف خورشید قابل رؤیت باشد اگر وضع آنها را با زمانی كه فرض كنیم خورشیدی در كار نباشد مقایسه كنیم خم شدن نور آنها مسلم است.

درست مثل موقعی كه انگشت دستتان را جلوی چشمتان در فاصله ۸ سانتیمتری قرار دهید و یكبار فقط با چشم چپ و بار دیگر فقط با چشم راست به آن نگاه كنید به نظر می رسد كه انگشت دستتان در مقابل زمینه پشت آن تغییر جا می‌دهد ولی واقعاً انگشت شما كه جابجا نشده است!دانشمندان در موقع كسوف در جزیره پرنسیپ پرتغال واقع در آفریقای غربی دیدند كه نور ستاره ها به جای آنكه به خط راست حركت كنند در مجاورت خورشید و در اثر نیروی گرانشی آن خم می شوند و به صورت منحنی در می آیند. یعنی ما وضع ستاره ها را كمی بالاتر از محل واقعیش می‌بینیم.

ماهیت تمام پیروزیهای نظریه نسبیت عام انیشتین نجومی بود ولی دانشمندان حسرت می كشیدند كه ای كاش راهی برای امتحان آن در آزمایشگاه داشتند.ـ نظریه انیشتین به ماده به صورت بسته متراكمی از انرژی نگاه می كرد به همین خاطر می گفت كه این دو به هم تبدیل پذیرند یعنی ماده به انرژی و انرژی به ماده تبدیل می شود.

E = mc²دانشمندان به ناگاه جواب بسیاری از سؤالها را یافتند. پدیده رادیواكتیوی به راحتی توسط این معادله توجیه شد. كم كم دانشمندان متوجه شدند كه هر ذره مادی یك پادماده مساوی خود دارد و در اینجا بود كه ماده و انرژی غیر قابل تفكیك شدند.تا اینكه انیشتین طی نامه ای به رئیس جمهور آمریكا نوشت كه می توان ماده را به انرژی تبدیل كنیم و یك بمب اتمی درست كنیم و آمریكا دستور تأسیس سازمان عظیمی را داد تا به بمب اتمی دست پیدا كند.
برای شكافت هسته اتم اورانیوم ۲۳۵ انتخاب شد. اورانیوم عنصری است كه در پوسته زمین بسیار زیاد است. تقریباً ۲ گرم در هر تن سنگ! یعنی از طلا چهارصد مرتبه فراوانتر است اما خیلی پراكنده.در سال ۱۹۴۵ مقدار كافی برای ساخت بمب جمـع شـده بود و ایـن كار یعنی ساختن بمب در آزمایشگاهــی در « لوس آلاموس » به سرپرستی فیزیكدان آمریكایی « رابرت اوپنهایمر » صورت گرفت. آزمودن چنین وسیله ای در مقیاس كوچك ناممكن بود. بمب یا باید بالای اندازه بحرانی باشد یا اصلاً نباشد و در نتیجه اولین بمب برای آزمایش منفجر شد. در ساعت ۵/۵ صبح روز ۱۶ ژوئیه ۱۹۴۵ برابر با ۲۵ تیرماه ۱۳۲۴ و نیروی انفجاری برابر ۲۰ هزار تنT.N.T آزاد كرده دو بمب دیگر هم تهیه شد.

یكی بمب اورانیوم بنام پسرك با سه متر و ۶۰ سانتیمتر طول و به وزن ۵/۴ تن و دیگری مرد چاق كه پلوتونیم هم داشت. اولی روی هیروشیما و دومی روی ناكازاكی در ژاپن انداخته شد. صبح روز ۱۶ اوت ۱۹۴۵ در ساعت ۱۰ و ده دقیقه صبح شهر هیروشیما با یك انفجار اتمی به خاك و خون كشیده شد. با بمباران هیروشیما جهان ناگهان به خود آمد، ۱۶۰۰۰۰ كشته در یك روز وجدان خفته فیزیكدانها بیدارر شد! « اوپنهایمر» مسئول پروژه بمب و دیگران از شدت عذاب وجدان لب به اعتراض گشودند و به زندان افتادند.انیشتین اعلام كردكه اگر روزی بخواهم دوباره به دنیا بیایم دوست دارم یك لوله كش بشوم نه یك دانشمند!

منبع: گرد آورنده : راحله شفیعی
شبکه فیزیکی هوپا