سفارش تبلیغ
صبا ویژن
بیدار شو!

بیدار شو! قسمت نهم (آرزوی انشتین)

پنج شنبه 88 اردیبهشت 24 ساعت 3:6 صبح
به نام خداوند یکتا
بیدار شو! قسمت نهم (آرزوی انشتین)

انسانها همیشه به دنبال این بودند که راز وجود خود و چرا و چگونگی این دنیا را دریابند. اینکه آیا شانسی سر از این دنیا در آورده اند و همه چیز در این دنیا سرآمد یک پدیده ناگهانیست و هیچ هدفی از بودنشان وجود ندارد یا اینکه خالقی ماهرانه ما را و دنیای ما را با تمام اشیاء درونیش, از کوچکترین چیز تا بزرگترینش را به صورت دقیق و زیبا و هدفمند آفریده است. این سؤال همیشه در وجود انسان متداول بوده. و انسان همیشه برای جواب این سؤال دست به سوی علم دراز کرده تا بتواند عطش خویش را سیراب سازد. مهمترین سؤال برای انسان چگونگی به وجود آمدن بود تا بتواند با آن وجود یا وجود نداشتن خالق را اثبات کند. این مسئله در ابتدای تنها در حصار علم فلسفه و الاهیات بود. که فلاسفه بزرگ یونان با سوفسطاییان بر سر این زمینه بر سر و کله هم می زدند. و این متداول بود تا اینکه علم در دو صدیه گزشته رونق خاصی گرفت وانسان تصمیم گرفت برای پیدا کردن جواب سؤال خود قدری از حصار فلسفه ما وراء در آید و واقیت میدان را در علوم دیگر جستجو کند. اینکه انسان قانون جامعی را  که برای همه چیز است را پیدا کنند. یک قانونی که جواب همه چیز در آن وجود داشته باشد. انشتین از شخصیتهای بارز این طرح بود. او معتقد بود همه چیز و هر اتفاقی که برای آن می افتد سبب و هدفی دارد که می توان با قانون جامعی راز آن را دریافت. و نام این قانون جامع را قانون همه چیز نهاد.
حکایت از اینجا شروع می شود.
مسئله ی قانون جامع مدتی بسیار زیاد قبل از انشتین و به صورت اتفاقی زیر یک درخت سیب پدیدار شد.



سال 1665 مرد جوانی زیر درختی نشسته بود و ناگهان سیبی که از درخت افتاد را دید. و با افتادن این سیب از بالا به پایین آن جوان که اسحاق نیتون نام داشت نگاه ما را به جهانمان به صورت انقلابی دگرگون کرد. نیوتون با دیدن آن صحنه بر این عقیده شد (نیرویی که سیب رابه زمین کشاند مانند و در اصل همان نیرویی است که ماه را در مدار  دور زمین نگه می دارد.) .
و با این صحنه نیوتون زمین و آسمان را در یک قانون جمع کرد که آن را قانون جاذبه نامید. این قانو توانست بما بفهماند که چه نیرویی باعث نگه داشتن جرم های آسمانی در مدارشان است و قدرتش چه اندازه است. این قانون نیوتون توانست ما را در عصر تکنلوجی آنقدر جلو ببرد که انسان بتواند پایش را بر کره ی ماه بگذارد و ماهواره ها را به آسمان شلیک و آنها را در مدار زمین نگه دارد.




نیتون چگونگی عمل با قدرت نیروی جاذبه را می دانست ولی مشکلی برایش وجود داشت. اینکه این نیرو در واقعیت چه گونه کار می کند یعنی این نیرو چگونه است. دانشمندان برای حل این مسئله در طول 250 سال سر و پنجه نرم می کردند تا اینکه جوان گمنامی در اویل صدیه نوزدهم  همه چیز را تغییر داد.



نام این جوان انشتین بود که در ابتدای تحقیقاتش در چگونگی  و سرعت نور بود. وی در سن 26 سالگی کشف کرد که مقدار نور مرتبط به یک سرعتی است که هیچ سرعت همانندی ندارد. ولی این کشف باعث شد که با کشف نیوتون روبرو شود یعنی سرعت نور از  نیروی جاذبه سریعتر است.
نیوتون بر این عقیده بود که اگر خورشید ناگهان ناپدید شود نیروی جاذبه آن هم همان لحظه از بین می رود و سیاره ها در همان لحظه از مدار خورشید خارج و در فضا رها می شوند. ولی این با کشف انشتین کنار نمی آمد. نورخورشید در فاصله زمان تقریبا 8 دقیقه به ما می رسد. یعنی اگر خورشید ناپدید شود بعد از 8 دقیقه ما متوجه ناپدید شدن خورشید می شویم. چگونه زمین در همان لحظه ناپدید شدن خورشید از مدار خارج شود در حالی که ما 8 دقیقه دیگر می توانیم خورشید را ببینیم. این سرعت نور که هیچ سرعتی مانندش در جهان وجود ندارد در مقابل عقیده پدر قانون جاذبه قرار گرفت. انشتین برای حل این مشکل باید راه حل جدیدی پیدا می کرد. پس از تقریبا 10 سال کوشش انشتین توانست راه حلی پیدا کند. او مفهوم کلی ما را درباریه جهان عوض کرد. او برای اینکه سرعت نور با نیروی جاذبه مشکلی پیدا نکند یک قانون جامعی را برای هر دو پیدا کرد. او فضا را در 4 بعد دانست یعنی عرض , طول , ارتفاع و زمان که این چهار بعد کارخانه ی فضا می باشند که همه جرم ها مانند شناور بودن در آب در آن شناور هستند. و فرو رفتگی آنها در میدان سه بعدی فضا بعلاویه یک بعد زمان جاذبه معرفی می شود. یعنی آنچه که زمین را در مدار خورشید نگه می دارد آن گودی خورشید در کارخانه ی فضا و زمان است که یک مدار منحنی دور خود ایجاد کرده است.







 اگر خورشید ناپدید شد مسبب یک موج می شود مانند موج حلقوی که با سنگ در آب انداختن ایجاد می شود. و سیاره ها در مدار  منحنی میدانی شناور می مانند تا آن موج آنها را از مدار بیرون سازد. انشتین توانست سرعت این موج را محاسبه کند و آن برابر با سرعت نور بود. یعنی همن لحظه که خورشید از چشمانمان ناپدید شد همان لحظه زمین از مدار خورشید خارج خواهد شد.




این یک انقلاب جدیدی بود که نشان داد مفهوم 250 ساله ی نیتون از جاذبه اشتباه بوده است. انشتین نام این کشف جدید را نسبیت عام قرار داد وموفق شد پس اثبات این ادعا جایزه نوبل را ازان خود کند. نسبیت عام باعث شهرت انشتین شد تا به آن حدی که روزنامه ها از وی به مانند یک ستاره ی بزرگ و صفحات خود را از نام و چهره ی او پر کردن.
پس از این پیروزی که او را در اوج دانش قرار داده بود انشتین تصمیم گرفت یگ گام جلوتر بردارد و قانونی را پیدا کند که جوابگوی تمام سؤالات ما در باره چگونگی جهان باشد.
در آن زمان به جز نیروی جاذبه نیروی دیگری در طبیعت شناخته شده بود بنام الکترو مغناطیسه.



بعد از اسحاق نیتون دانشمند دیگری توانست اتحاد دو نیروی الکتریسیته و مغناطیسه را در چهار فورمول ساده پیاده کند. و این یک گامی بزرگی بود برای بشر . انشتین در آن زمان یکی از دانشمندان معتقدین به وجود خدا بود که می خواست قانونی که جهان منظم و هدفمند در آن در حال حرکت است را به ما اثبات کند.
اسحاق نیتون زمین و آسمان را در جاذبه متحد کرد. مکس ول توانست الکتریسیته و مغناطیس را در الکترو مغناطیسه متحد کند و البرت انشتین می خواست تمام نیروهای شناخته شده در آن زمان را که باعث ایجاد جهان شده بود را در یک قانون متحد کند یعنی اتحاد الکترو مغناطیسه و جاذبه .



انیشتین بر این عقیده بود اگر این دو نیرو هر دو سرعتشان مساوی با سرعت نور است می توان راهی برای اتحاد آنها پیدا کرد. انشتین در این جو بود که خود را در برابر مشکلی یافت.
اگر جاذبه اینقدر قدرتش زیاد است که حتا یک سیب قدرت این را ندارد در مقابلش ایستادگی کند و به زمین می افتد پس چرا در زمین فرو نمی رود؟. جواب سؤال گرچه کمی سخت قابل درک باشد ولی جواب الکترو مغناطیسه است. همه چیز دارای این الکترو مغناطیسه هستند. همه اشیا از اتم تشکیل شده اند که جو اتمها دارای یک بار الکتریکی منفی هستند که وقتی سطح سیب با سطح زمین برخورد می کنند با قدرت بسیار بالا همدیگر را باز می گردانند که حتی قدرت جاذبه زمین اینجا دیگر نمی تواند در مقابلش ایستادگی کند. در حقیقت نیروی الکترو مغناطیسه 1000000000000000000000000000000000000000  بار از نیروی جاذبه قویتر می باشد. نیروی جاذبه تنها در میان حجمهای بزرگتر از حجم اتم حرفی برای گفتن داشت و از حجم اتم به پایین دیگر مورد استفاده قرار نمی گرفت. این یک معرکه بزرگی بود که انشتین می بایستی راه حلی برایش ایجاد کند. اینجا ابتدای کار انشتین بود که ناگهان دنیای فیزیک او را از صحنه دور ساخت.



در سالهای 1920 گروهی از دانشمندان انشتین را رده رقابت کنار زدند. این دانشمندان با مفهومی جدید از جهان صحنه را از وجود انشتین خالی کردن. آنها با افکاری غریب از فهم دنیا دیگر جایی برای قانون اتحاد نگذاشتند. یک دانشمند فیزیک به نام نیلس بور نشان داد که مفهوم ما از اینکه اتم کوچکترین ذره که ما از آن به وجود آمده ایم غلط است و اتم از از یک هسته که از نترون و پرتون است و الکترونها دور این هسته می چرخند, تشکیل شده است. اینجا دیگر قانون مکس ول و انشتین نمی توانند به ما بفهمانند که اجزاء داخلی اتم چگونه کار می کنند. در اواخر ده بیست دانشمندان توانستند نظریه ای به نام مکانیک کوانتومی ارائه دهند که این نظریه توانست رفتار داخلی اتم ها را برای ما قابل درک سازد. این نظریه در مقابل عقیده انشتیین که جهانمان به صورت دقیق و هدفمند کار می کند, قرار گرفت و نشان دادند جهان ما حاصل رفتار بی نظم و انظباط داخلی اتم هاست و جز شانس چیز دیگری قابل ایجاد این جهان نمی باشد.  
جهان در اندازه حجم اتم خیلی عجیب و غریب می باشد




اینجا دیگر هیچ تعهدی و جود ندارد و بروز رفتارهای غیر قابل وجود را وجود می بخشد. در جهان کوانتومی همه رفتارها به نظر ما دیوانگی می باشد. بالا یا پایین چپ یا راست عقب یا جلو دیروز یا فردا و همه رفتارها معنی ندارند. اگر الان از یک دوست در خواست سیب کنی شاید آب آلبالو با طعم خرما دریافت کنی انهم نه الان بلکه هفته پیش در یک جای دیگر از نزد یکی از نویه نوهایت.
این نظریه برای من و شما هم قبل درک نیست و همچنین برای انشتین قابل درک نبود.



 دانشمندان و انشتین در آن زمان تلاش می کردند که به نحوی این مسئله را حل کنند ولی هر چه بیشتر زمان وتلاشها جلو می رفت واقعیت مکانیک کوانتومی بیشتر جنبه واقعیت از نظر دانش پیدا می کرد. و نشان می داد که عقیده انشتین از فهم جهان در اندازه اتمی غلط می باشد.
نظریه انشتیین نمی توانست پاسخگویه اینکه مثلا چرا نور از آب عبور می کند چرا ملوکولها اینونگونه پدیدار می شوند و صد چرای دیگیر باشد. در حالی که مکانیک کوانتومی توانست بخوبی جواب گوی همه آنها باشد.
در دهه سیم آرزوی انشتین دیگر رونقی بین دانشمندان نداشت. دانشمند پس از تحقیات در اتم دریافتند که دو نیروی جاذبه و الکترو مغناطیسه تنها نیروی جهان نیستند. بلکه دو نیروی دیگر را وارد بازار علم کردند.



 این دو نیرو یکی به نام نیروی قوی است که محتوای هسته داخلی اتم را با قدرت بسیار بسیار بالایی به هم چسبانده است و دیگری نیروی ضعیف نام دارد که نترونها را به پروتون و هم زمان باعث تولید اشعه پرتو زا می شود, است. در سال 1945 دانشمندان در پی تست یک بمب اتمی وجود این دو نیرو را به جهانیان ثابت کردن. با این تجربه فهم ما را نه تنها در علم بلکه در به پدید آوردن سلاح صلح و جنگ و انرژی دگرگون کردند.
ولی انشتین بازهم در برابر نظریه کوانتومی مقاوت می کرد.  



در سال 1935 دانشمند اتریشی اروین شرودینگر برای قابل درک ساختن دنیای کوانتومی گربه اش را در جعبه ایی گذاشت و به بازار پر جنب و جوش فیزیک آورد و مورد استقبال گرم دانشمندان قرار گرفت.
ماجرای گربه شرودینگر از این قرار است:



 فرض کنید گربه ای در جعبه‌ای در بسته زندانی است. در این جعبه یک شیشه گاز سیانور، یک چکش، یک حسگر پرتوزا (رادیواکتیو) و یک منبع پرتوزا نیز وجود دارد. همانطور که می‌‌دانید ذرات پرتوزا بصورت نامنظم تابش می‌کنند و به همین دلیل برای آنها نیمه عمر در نظر می‌‌گیرند. حال فرض کنید سنسور و چکش طوری تنظیم شده باشند که در صورت تابش موج پرتوزا بین ساعت 12 و 12:01، چکش شیشه حاوی گاز را شکسته و گربه بمیرد. اگر شما در ساعت 12:01 در جعبه را باز کنید چه خواهید دید؟ اگر از طریق فرمول نیمه عمر منبع، احتمال تابش بین ساعت 12 و 12:01 را 50% پیش بینی کنید. گربه داخل جعبه در هنگام برداشتن درب جعبه 50% مرده است و 50% زنده است. اما وقتی درب جعبه را بر می‌‌دارید خواهید دید که گربه یا مرده و یا زنده است. نمی توان گفت 50% سلولهای بدن گربه مرده‌اند و50% آنها زنده اند. در فاصله یک لحظه، احتمال به یقین تبدیل خواهد شد.
دوستان انشتین می خواستند او را قانع کنند که او در راه غلطی حرکت می کند ولی او هیچ وقت عقیده اش را تغیر نداد. او فیزیک از راه کوانتومی را قبول نداشت. نامه ها و مجلات و روزنامه ها یی که درباره مکانیک کوانتومی برایش فرستاده می شد را نمی خواند و اگر کسی دنیای کوانتوی را به رخش می کشید جوابش را اینگونه می داد: خداوند مرده ها را اینگونه رها نمی کند.
وی حتی تا آخرین لحظات عمرش در بستر مرگ دست از کار برای اثبات عقیده اش بر نداشت. ولی عمرش دیگر مجال نداد و در سال 1955 دار فانی را وداع گفت و نظریه اتحاد نیروها را با خود به گور برد.



بعد از او دانشمندان فیزیک در دو قانون نسبیت عام انشتین و مکانیک کوانتومی متحیر بوند و این مشکل آنها را به دو دسته تقسیم می کرد یک دسته که قانون نسبیت عام  را می خواند که در حجمهایی بزرگتر از حجم اتم مانند ما طبیعت ما و خورشید ماه ستاره ها و کهکشانها که دراین قانون به صورت زیبا و دقیق و هدفمند حرکت می کردند و دسته دیگر قانون دنیای کوانتومی را می خواند که مربوط به دنیایی از حجم اتم پاینتر که در آن همه رفتارها بی نظم و انظباط هست. این دو نظریه در همجای طبیعت وجود دارند ولی با هم دیگر کنار نمی آیند مانند دو نفر در یک خوانواده با دو قانون مختلف که باهم کنار نمی آیند و باهم حرف نمی زنند در و یک خانه باهم زندگی می کنند.    



در سال 1916 در اوج جنگ جهانی دوم دانشمندی به نام کارل شوارتزشیلد چند ماه بعد از شهرت انشتین برای تایید نظریه نسبیت عام انشتین یک نوع محاسبات جدیدی انجام داد که در آن نشان داد که در یک قطعه با ماده بسیار زیاد مانند ستاره های بزرگ  که تمام این ماده ها به یک فضای بسیار کوچکی مرتکز می شوند, اینجا کارخنه زمان و مکان همچون گردابی می شود که همه چیز را می بلعد و هیچ چیز توانایی مقاومت در برابرش را نخواهد داشت حتی نور. اینگونه قطعه های در کارخانه 4 بعدی زمان و مکان را سیاه چاله می نامند.




در چند دهه دانشمندان محاسبات شوارتزشیلد را تنها یک نظریه خیالی می دانستن. ولی امروز ماهواره ها تلسکوپی در فضا که صحنه های بسیار دور را برایمان نزدیک می سازند, تصویرهایی را نشان می دهند که محاسبات شوارتزشیلد را حقیقت می بخشد. این تساویر نشانگر مکانهایی با جاذبه بسیار بالا همه ماده و نور را در خود می بلعند اکثر دنشمندان تا یید می کنند که این قطعه ها سیاه چاله هستند.



در این جا برای سیاه چاله ها که هم کوچک منظورم احجام از اتم کوچکتر و هم بزرگ ها ماند ستاره ها را در خود دارند, نمی شود هر دو قانون آنشتین و میکانک کوانتوم را داشت. این دو روش در محاسبات سیاه چاله ها مانند دو  چراغ ترافیک درهر طرف یک چهار راه هستند! که در یک زمان در هر طرف هم چراغ سبز را نشان می دهند هم چراغ قرمز را. نمی شود دیگر گفت که اینجا هم بی نظمی و شانس است و هم دقیق و مرتب و با هدف معین! باید قانونی برای اتحاد همه نیرو ها یافت.
در این صدیه جدید دانشمندان توانستند راه حلی پیدا کنند که این راه حل هم آرزوی دیرینه انشتین را برآورده می کند و هم گربه شرودینگر را از خطر درون جعبه رها می کند!



ادامه دارد...
منتظر قسمت دهم باشید انشاءالله.
و من الله توفیق خادم شما محمد جابری.   



  • کلمات کلیدی :
    • نوشته شده توسط : محمد | نظرات دیگران [ نظر]


    لیست کل یادداشت های این وبلاگ

    بعد از شیش سال برگشتم
    یک استکان چای داغ با نبات زعفرانی
    بیدار شو! قسمت نهم (آرزوی انشتین)
    بیدار شو! قسمت هشتم انسان جهانیست در خود اندیش! بخش دوم
    بیدار شو! قسمت هشتم انسان جهانیست در خود اندیش! بخش اول
    بیدار شو قسمت ششم مقدمه فصل دوم
    بیدار شو! مقدمه
    [عناوین آرشیوشده]