** همه دعوتید: گروه آموزش کاربردی انجمن برای فراهم شدن امکان مشاهده ابرماه و ماه گرفتگی شامگاه چهارشنبه 11 بهمن در خانه ستاره شناسی تهران واقع در انتهای بلور استاد معین برنامه ویژه ای را برگزار و امکان رصد و عکسبرداری از این پدیده را با تلسکوپ برای عموم علاقمندان فراهم خواهد نمود.**    
 شنبه 30 دی 1396 | 3 جمادي الاول 1439 | 20 ژانويه 2018
مسير :
»
»
»
از ارسطو تا تئوري مهبانگ- قسمت دوم

از ارسطو تا تئوري مهبانگ- قسمت دوم
جمعه 16 مهر 1389 - 01:30 | شاخه : | 2261 بازدید | 0 دیدگاه
عليرضا اسنجاني- گروه علمي انجمن نجوم آماتوري ايران
به نام خدا
 
از ارسطو تا تئوري مهبانگ- قسمت دوم : 
ادامه مقاله- بحث دیگر در این نظریه مبحث هم ارزی جرم و انرژی بود که برای اولین بار در این نظریه فرمول بندی شد. در این مبحث که با فرمول E = MC ( E= انرژی ، m = جرم، c= سرعت نور) معروف فرمول بندی شد بحث در ارتباط با آن است که اگر جسمی بخواهد سرعت بگیرد باید انرژی دریافت کند و این انرژی رابطه مستقیم با جرم آن جسم دارد. هرچه جرم جسم بسشتر باشد نیاز به انرژی بیشتری دارد.از جهتی دیگر برای افزایش سرعت آن جسم نیاز به انرژی بیشتری داریم. از جهتی دیگر در این قانون برای جسم سرعت حدی تعیین شده . بدین معنی که جسم هیچ گاه نمی تواند به سرعت نور رسیده و از آن جلو بزند. چرا که به بی نهایت انرژی نیاز داشته، همچنین با افزایش سرعت جرم جسم نیز گسترش یافته تا آنکه در حدود 90% سرعت نور جرم آن به بی نهایت رسیده و به انرژی تبدیل می گردد. در نتیجه جسم هیچ گاه نمی تواند به سرعت نور برسد و ماهیت خود را حفظ کند.
اما این نظریه عاری از اشکالات نبود. طبق قانون نیوتون اگر جسمی در گرانش جسم بزرگتر باشد به محض حذف جسم بزرگتر جسم کوچکتر از میدان گرانش خارج می شود حتی در فواصلی که فاصله دو جسم بیش از 30000کیلومتر     ( سرعت حرکت نور در 1 ثانیه ) باشد. یعنی اگر خورشید خاموش شود ما نور آن را تا 8 دقیقه پس از خاموشی دریافت خواهیم کرد اما طبق نظریه گرانی نیوتون اگر خورشید را برداریم بلافاصله زمین از مدارش خارج می شود در حالی که طبق قانون هم ارزی ما باید تا 8 دقیقه در مدار باشیم و بعد خارج شویم چرا که هیچ جرمی در فضا نمی تواند از سرعت نور پیشی بگیرد. همچنین بیضی بودن مدار چرخش سیارات به دور خورشید قضیه دیگری بود که نسبیت خاص قادر به جواب گویی به آن نبود. تا آنکه در سال 1915 انشتین نظریه دیگری را اعلام کرد، نظریه ای انقلابی تر درزمینه نجوم و فیزیک. در این نظریه که فرمول بندی و تکمیل آن قریب به 9 سال به طول انجامید تمامی نقایصی که در نسبیت خاص وجود داشت از بین رفت و حل گشت. یکی از مسائل بارز و کلیدی در این نظریه خمیدگی صفحه فضا – زمان بود که حل مسئله تمامی سوال هایی بود که تا آن زمان  در ارتباط با گرانش وجود داشت. طبق این نظریه هر جسمی که در فضا واقع گردد با توجه به جرمش خمیدگی را در صفحه فضا – زمان را ایجاد می کند. درک این مسئله در آن زمان و حتی اکنون نیز سخت است چرا که مسئله ای درکی و غیر شهودی است . تا آن زمان در بحث گرانش قضیه گراویتون ها و نیروی گریز از مرکز به میان بود اما با ظهور این نظریه ، تمامی نظریه های تا آن زمان نقض گشت و از میان رفت. بحث بنیادین دیگر در این نظریه تاثیر میدان گرانش بر سرعت حرکت زمان بود. طبق این نظریه هرچه تحت میدان گرانش باشیم زمان برای ما دیر تر می گذرد.البته این قضیه در گرانش های بسیار قوی ملموس است. این تاثیر بر ساعت بیولوژیکی بدن ما هم تاثیر گزار است که معمای دوقولوها به میان می آید. این نظریه که نسبیت عام انشتین نام گرفت قضیه دیگری را اذعان داشت بر طبق این نظریه اگر در یک فضای کاملا بسته قرار بگیریم به هیچ وجه نمی توانیم تشخیص دهیم که آیا در یک میدان گرانش هستیم یا با شتاب ثابت در حرکت. تمامی شواهد در هر دو حالت یکسان بوده و تاثیر یکسانی دارند. اگر در یک میدان گرانش واقع شویم بر اثر گرانش به سمت کف کشیده می شویم. حال اگر با شتاب ثابت به سمت بالا حرکت کنیم باز هم به سمت کف کشیده می شویم.
همچنین این نظریه توجیهات عقلانی توسط خمیدگی صفحه فضا - زمان در زمینه تشکیل سیاه چاله ها(black hole ) بیان کرد. این نظریه به همراه نسبیت خاص انقلابی اساسی در زمینه نجوم و اختر فیزیک ایجاد کردند که تا کنون مثال نقضی برایشان در پیشگویی وقایع یافت نشده.
نسبیت عام که به دلیل وجود نقایص در نسبیت خاص ظهور کرده بود مبین هوش سرشار و قوه تخیل فوق العاده انشتین بود. پیش تر گفتیم زمانی که جرمی در فضا قرار دارد با توجه به جرمش صفحه فضا - زمان را خم می کند. دلیل آنکه اجسام تحت میدان گرانش آن قرار می گیرند آن است که در چاله ایجاد شده توسط آن جرم در فضا می افتند. مثال ملموس این مسئله که توسط خود انشتین بیان گردید آن است که 4 نفر اطراف چادری را محکم گرفته و بکشند. حال جرمی سنگین مثلا گلوله ای سربی را بر روی چادر می اندازیم. این گلوله چادر را خم کرده و در مرکز قرار می گیرد، حال اگر گلوله ای کوچکتر را از بالای این خمیدگی با سرعتی زیاد در محیط دایره در بالای چاله حل دهیم در ابتدا یک دور حول مدار فرو رفتگی می گردد و بعد به صورت گرداب وار دور گلوله سنگین می چرخد و در نهایت به انتهایی ترین نقطه که کنار جرم سنگین است می رسد. حال اگر گلوله به گونه ای سرعت اولیه خود را حفظ کند تا ابد به چرخش خود ادامه خواهد داد تا زمانی که گلوله سنگین را برداریم و چادر صاف شود ( دلیل متوقف شدن گلوله در چادر اسطکاک آن با سطح چادر است ). سیاه چاله ها دارای جرم بسیار زیاد هستند که با توجه به جرمشان این خمیدگی بسیار زیاد است تا جایی که باعث پارگی صفحه می گردد.
چندی بعد و در اواخر قرن 2نظریه فیزیک کوانتوم سر بر آورد، نظریه ای که بر خلاف نظریه های قبلی به بحث درابعاد بسیار کوچک ماده در حد اتم          می پرداخت . نظریه ای که به سرعت جای خود را در عرصه علم باز کرد و حتی درمثال هایی به مبارزه جهت نقض نسبیت انشتین ( درتوجیه حالات سیاه چاله ها ) پرداخته است و هم اکنون نیز مطالعات بر سر آن ادامه داشته و هنوز به ایده واحدی در این نظریه نرسیده ایم.
اما از سال ها قبل و به موازات مطالعات تئوری در زمینه نجوم، فعالیت های رصدی بسیاری نیز صورت گرفته بود. در سالهای میانی قرن 2با گسترش ابزار الات رصدی و سطح دانش، علم مسیر تکامل نسبتا سریعی را یافته بود. دانشمدان بسیاری فعالیت های گوناگونی انجام داده بودند. دوپلر(Doppler) از جمله این دانشمندان بود که فعالیت های زیادی را به انجام رساند. ماحصل این فعالیت ها کشف قانونی بود که به نام قانون دوپلر معرفی گشت. بر طبق این قانون اگر جرمی از ما دور شود طول موج طیف رنگی آن به قرمز که دارای طول موج کوتاه است می گرود و اگر به ما نزدیک شود به رنگ آبی که دارای طول موج بلند است. همچنین در صوت نیز هنگامی که منبع در حال نزدیکی به ما باشد صدای آن زیر و هنگام دور شدن صدای آن بم خواهد بود.
ادوین هابل( Edwin hubble) از رصد گرانی بود که مطالعات زیادی در رصد کهکشان ها انجام داده بود. او با توجه به پدیده دوپلر و اعتقاد بر جهان ایستا انتظار داشت که کهکشان ها به صورت تصادفی نسبت به کهکشان ما دور و نزدیک شوند. یعنی برخی طول موجشان به سمت قرمز که بیان گر دور شدن از ما بود و برخی به سمت آبی میل کند که بیانگر نزدیکی به ما بود. اما او در میان مطالعات خود به نتیجه ای جالب بر خورد و آن این بود که او متوجه شد تمامی کهکشان هایی که او مورد مطالعه قرار داده بود بدون فرق در مکانشان در فضا انتهای طیف آنان به قرمز میگروید. این پدیده با توجه به قانون دوپلر مبین آن بود که این کهکشان ها در حال دور شدن از ما هستند. پدیده ای که دقیقا خلاف نظر دانشمندان تا آن زمان بود. آنان بر این اعتقاد بودند که جهان به یک آهنگ سکون رسیده و در حالتی ایستا است و کاتوره ای در حال حرکت که این مشاهده دقیقا خلاف این نظر را اعلام داشت.
بعد از این کشف عظیم جورج گاموف(george gamooph)  برای اولین بار این ایده را اعلام داشت که جهان می بایست روزی در یک حالت چگال و داغ بوده باشد و بعد از یک انفجار عظیم با شتاب از مکان اولیه خود دور شده و به مکان اکنون در فضا رسیده است(big bang) و همچنان به حرکت خود در جهت گسترش در فضا ادامه می دهند. آن زمان بود که نظریه انفجار بزرگ سر بر آورد و واقعه مهبانگ ظهور کرد و بن کل اعتقاد بر ایستا بودن دفتر آفرینش را ورق زد و صفحه ای جدید را گشود. صفحه ای که هنوز بسیاری از سر تیترهایش سوالات حل نشده و بنیادین برای پیش بینی انتهای این جهان است. جهانی که سر شار از زیباییها ، گستردگی ها و معماهاست که تماما قدرت الهی را نمایش می دهد. خداوندی که مارا آفرید تا رشد کنیم ، بیاموزیم و تفکر کنیم ...
 
منابع :
تاریخچه زمان
نجوم به زبان ساده
سیاه چاله ها
انفجار بزرگ
اینترنت


اشتراک گذاری در:

بیان دیدگاه

- لطفاً نام و دیدگاه‌ خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
- سایت انجمن نجوم آماتوری ایران مجاز به ویرایش ادبی دیدگاه‌ها است.
- دیدگاه‌هایی که حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی و موارد مغایر با قوانین کشور باشند منتشر نخواهند شد.
- دیدگاه‌ها پس از تأیید منتشر می‌شوند.
نام:(اجباری)
رایانامه:(اجباری)
دیدگاه:

کد امنیتی:
(از چپ به راست)
https://telegram.me/iranastronomy
هم اکنون