یک رویداد باورنکردنی، دو قلوهای عجیب، یکی پیر یکی جوان! - وبلاگ افرا

به گزارش وبلاگ افرا، اگر یکی از دوقلوها با یک موشک پرسرعت به فضا سفر کند، فکر می نماید زمانی که به زمین بازگردد خواهد دید که جفتش دوقلوی اش سریع تر از او پیر شده است.

پریسا عباسی- تصور کنید در حال رانندگی و سفر در سرتاسر کشور هستید و منظره ها را دیدن می کنید. درختی را در دوردست ها می بینید، درخت به شما نزدیک و نزدیک تر می گردد، از کنار شما رد می گردد و دوباره در پشت سر شما حرکت می نماید و از شما دور می گردد.

قطعا می دانید که این درخت نیست که به شما نزدیک یا از شما دور می گردد. بلکه این شما هستید که با ماشین به سمت درخت حرکت می کنید. در واقع درخت فقط در مقایسه یا نسبت به شما در حال حرکت است، و این چیزی است که فیزیکدانان آن را نسبیت می نامند. اگر دوست شما کنار درخت ایستاده باشد، او شما را با همان سرعتی می بیند که در حال حرکت به سمتش هستید، که شما آنها را می بینید که به سمت شما می آیند.

گالیله، اخترشناس معروف در کتاب خود با عنوان تبادل نظر در باب دو نظام عمده عالم که در سال 1632نوشت، برای اولین بار اصل نسبیت را شرح داد. این نظریه که دنیا، همواره باید رفتار یکسانی داشته باشد، حتی اگر دو نفر یک رویداد را، به این دلیل که یکی نسبت به دیگری در حال حرکت است، به شکل متفاوتی تجربه نمایند.

اگر شما در ماشین باشید و توپی را در هوا پرتاب کنید، قوانین فیزیکی اعمال شده روی توپ، نظیر نیروی گرانش، باید همچون قوانینی اعمال شده روی ناظری باشد که کنار جاده ایستاده است و دیدن می نماید. با این حال، در حالی که شما توپ را در حال حرکت به سمت بالا و پایین می بینید، شخصی که در کنار جاده ایستاده نیز می بیند که توپ بالا و پایین می رود و به او نزدیک یا از او دور می گردد.

نسبیت خاص و سرعت نور

آلبرت اینشتین بعداً برای شرح بعضی مشاهدات گیج نماینده که در آن موقع شرح شهودی نداشتند، نظریه ای که اکنون به عنوان نسبیت خاص شناخته می گردد، را ارائه کرد. اینشتین از کار بسیاری از فیزیکدانان و ستاره شناسان اواخر دهه 1800 استفاده کرد تا نظریه خود را در سال1905 ارائه دهد، او نظریه خود را با دو عنصر کلیدی آغاز کرد: اصل نسبیت، و مشاهده عجیبی که سرعت نور برای هر ناظری یکسان است و هیچ چیز نمی تواند سریعتر از آن حرکت کند. هر کس که سرعت نور را مقدار گیری می نماید، بدون در نظر گرفتن مکان یا سرعت حرکتشان، نتیجه یکسانی خواهد گرفت.

فرض کنید شما در یک ماشین هستید و با سرعت 95 کیلومتر در ساعت رانندگی می کنید و دوست تان در کنار یک درخت ایستاده است. وقتی آنها توپی را با سرعت95 کیلومتر در ساعت به سمت شما پرتاب می نمایند، ممکن است به طور منطقی فکر کنید که دوست شما و درخت با سرعت95 کیلومتر در ساعت، و توپ با سرعت 190 کیلومتر در ساعت به شما نزدیک می گردد.

اختلاف آنچه شما با جمع کردن دو عدد انتظار دارید، و آنچه که جواب واقعی است، با نزدیکتر شدن سرعت یکی یا هر دوی شما به سرعت نور افزایش می یابد. اگر شما در حال حرکت با موشکی باشید که با 75٪ سرعت نور حرکت می نماید و دوست شما توپی را با همان سرعت پرتاب کند، هرگز توپ با 150٪ سرعت نور به سمت شما حرکت نخواهد کرد. زیرا هیچ چیز نمی تواند سریع تر از نور حرکت کند؛ و به نظر می رسد که توپ همچنان با سرعتی کمتر از سرعت نور به سمت شما حرکت می نماید. با اینکه ممکن است همه اینها بسیار عجیب به نظر برسند، اما شواهد تجربی زیادی برای حمایت از این مشاهدات وجود دارد.

اتساع زمان و پارادوکس دوقلوها

سرعت تنها عاملی نیست که نسبت به ناظر تغییر می نماید. یکی دیگر از پیامدهای نسبیت، مفهوم اتساع زمان است که در آن افراد بسته به سرعت حرکت شان نسبت به یکدیگر، زمان سپری شده متفاوتی را مقدار گیری می نمایند.

به طور معمول هر فردی زمان را نسبت به خودش تجربه می نماید. اما فردی که سریع تر حرکت می نماید، زمان سپری شده کمتری را نسبت به فردی که کندتر حرکت می نماید، تجربه می نماید. این افراد تنها زمانی که ساعت هایشان را با هم مقایسه می نمایند، متوجه می شوند که ساعت یکی از آنها زمان بیشتری را نشان می دهد و ساعت دیگری زمان کمتری را.

این منجر به یکی از عجیب ترین نتایج نسبیت می گردد: پارادوکس دوقلوها. در این پارادوکس آمده که اگر یکی از دوقلوها با یک موشک پرسرعت به فضا سفر کند، فکر می نماید زمانی که به زمین بازگردد خواهد دید که جفتش دوقلوی اش سریع تر از او پیر شده است. توجه به این نکته مهم است که زمان درک شده به وسیله هر دوقلو عادی است(دقیقاً همانطور که شما اکنون زمان را تجربه می کنید)، حتی اگر مقدار گیری های آنها برعکس باشد و این را نشان ندهد.

دوقلویی که در سفینه فضایی است نه تنها با سرعت خاصی حرکت می نماید که در آن چارچوب مرجع ثابت می ماند، بلکه در مقایسه با دوقلوی روی زمین شتاب می گیرد. بر خلاف سرعت که برای ناظر نسبی است، شتاب مطلق است. اگر روی ترازو بروید، وزن شما در واقع شتاب شما به واسطه گرانش است. این وزن بدون توجه به سرعت حرکت زمین در منظومه شمسی، یا حرکت منظومه شمسی در کهکشان، یا کهکشان در عالم هستی، ثابت باقی می ماند.

وقتی یکی از دوقلوها به سرعت نور نزدیک می گردد، هیچ یک از آنها چیز عجیبی را در ساعت خود تجربه نمی نمایند، و هر دوی آنها زمان را مانند من و شما تجربه می نمایند. تنها زمانی که یکدیگر را می بینند و مشاهدات خود را با هم مقایسه می نمایند، متوجه تفاوت ها خواهند شد، تفاوتی که به خوبی به وسیله ریاضیات نسبیت تعریف شده است.

منبع: theconversation

5858