Printable View
سلام به دوستان عزیز فیزیکدان....
یه مساله قدیمی چند وقت پیش یادم اومد می خواستم ببینم این جریانش چی بود؟؟؟
همون جریانی که 2 برادر دوقلو یکیشون میره فضا یکیش می مونه زمین و بعد از چند سال اونی که فضا بوده و برمی گرده نسبت به اون یکی اصلا پیر نشده بود...این رو لطفا توضیح بفرمایید قضیه اش چیه و چرا؟؟؟
ممنون
به نام خدا
دوست عزيز قضيه ش تا جايي كه خاطرم هست در مورد نسبيت و سفر در زمان هست.نسبيت ميگه اگه بتونيم با سرعت نور يا سرعتي نزديك به اون سفر كنيم زمان هم كمتر ميگذره و اينجوري ميشه كه اون دوقلويي كه توي فضا پيما هست توسط ساعت هاي نصب شده در اون 2 سال سفر كرده ولي وقتي بر ميگرده دوقلوش رو ميبينه كه چندين سال از سنش پيرتر شده.اين رو تا حدي هم امتحان كردن.محققا چند تا ساعت اتمي رو قرض گرفتن و يكيشو توي يه هواپيما گذاشتن و ديدن كه زماني كه ساعت اتمي هواپيما ثبت كرده كمتر ار ديگر ساعت هاي اتمي بوده!
این مسئله همون پارادوکس دوقولوی انیشتینه.
انیشتین توی نسبیت خاص خودش می گه اگه جسمی با سرعت نور حرکت کنه نسبت به شخصی که در جایی
ساکنه اطلاعات متفاوتی میده.برای توضیح گفت فرض کنید دو تا دوقلو یکی توی زمین و دیگری تو سفینه ای با سرعت نور از هم جدا می شن. نسبیت این جا می گه بخاطر وضعیت فضا زمان کسی که روی زمین یا ثابته
وقتی بخواد ساعت طرف مقابل که توی سفینست رو ببینه شاهد کش اومدن زمان هست یعنی اگه اینجا یک تیک تاک ساعت یک ثانیه طول می کشه اونجا یک تیک تاک مثلا 2 ثانیه طول می کشه.در نتیجه اینی که توی زمینه بعد از مدتی که سنش به مثلا 40 سالگی که رسید وقتی از برادرش که رفته بود سوال می کنه تو چند سال از عمرت گذشته مثلا می گه من تازه 30 سالمه.
البته علاوه بر زمان که کش می اد طول هم کاهش پیدا می کنه.یعنی اگه به هر دو برادر همان زمان که بدنیا اومدند یه خط کش یک اندازه بدیم بعد از زمانی اگه اونها بخوان خط کش ها رو با هم مقایسه کنند می بینند
مال اون که توی سفینه هست کوتاهتره.
اما چرا پارادوکس:
این همه که گفتیم از منظر کسی بود که تو زمینه(ثابته).ولی برای اون که تو سفینه هست چی؟
درسته اون که تو سفینه هست فکر می کنه زمان برای برادرش که تو زمینه کش می اد و طول برای اون کوتاه شده.چون توی فرض ما از قبل برای فهم بیشتر فرض کردیم یکی ثابت و یکی متحرکه دلیل نمی شه کسی که توی سفینه هست متوجه این تغییر بشه.چون اون فکر می کنه سفینه اون ثابته و زمین با برادرش دارند با سرعت نور از او دور می شند.پس اینجا یه وضعی پیش میاد!!
کدوم درست می گن؟واقعا اون که توی زمینه درست می گه یا اون که تو سفینه هست؟اخه یکی باید درست بگه.
پارادوکس دقیقا همینه.نمی دونیم کدوم درست می گن ولی می دونیم هر دو درست می گن!!!!!!!!
این پارادوکس با یه اصلی همراهه که می گه شما نمی تونی دستگاه مرجعی رو به عنوان اصل در نظر بگیری
یعنی نمی تونی بگی چون من الان توی زمینم پس واقعیت همینه که من می بینم.همین موضوعات دقیقا حرف انیشتین رو که می گه زمان بستگی به دستگاه مرجعی که شما توشی متفاوته رو می رسونه.یعنی اگه دستگاه شما در سرعت نزدیک به سرعت نور باشه زمانی که اندازه می گیری با زمانی که تو سرعت ثابت هستی اندازه می گیری متفاوته.
امیدو ارم توضیحم باعث گیج تر شدنت نشده باشه
اگه سوالی از هر قسمتش داری جدا جدا بپرس تا دقیقتر بگم.دوستان هم زیادند که اطلاعاتشون از من بیشتره.
با سلام و تشکر از 2 دوست عزیز...
بسیار جالب بود ... مطمئنا سوالاتی پیش میاد...اول اینکه این قضیه زمان ... درسته ... نسبی هست ... و برای اون 2 نفر ممکنه کوتاهتر وبلندتر به نظر بیاد....اما یک مساله و اونم اینکه بیایم در نظر بگیریم به زمان سپری شده از لحاظ ساعت و سال نگاه نکنیم...این رو برای خودمون مرجع قرار بدیم که این دو در یک لحظه از هم جدا شدند(حالا هر کی هر جا رفته)و پس از گذشت مدت ثابتی همدیگر رو ملاقات کردند...حالا یکی فکر کنه 20 سال .یکی 40 سال...مهم اینه که چرا یکی جوونتر مونده؟؟؟شاید قضیه کوتاه شدن طول که گفتید موثر باشه....یعنی حضور در شرایط خلا و عدم جاذبه باعث بشه یه همچین حالتی پیش بیاد نه به خاطر حرکت در سرعت نور...در این مورد واقعا درک این موضوع سخته...خصوصا که آدم رشتش فیزیک نباشه ولی علاقمند به فیزیک باشه که نتونه ساده از ایبن مسائل بگذره...اگه اطلاعاتی راجع به اینمورد دارین ممنون میشم...
دوست عزیز برای راحتی بیشتر ما فرض رو بر سال و ماه گرفتیم. وگرنه همونطور که می دونی این ازمایش اثبات شده و اینطور نبوده که یکی رو چند سال بفرستند بره بعد بیاد بلکه مدت زمان ارتعاش یه ذره رو که می دونستند ثابته در دو وضعیت ثابت و سرعت زیاد مقایسه کردند دیدند قضیه درسته.نقل قول:
اما اینکه بگی چون در فضا هستند طول کم می شه و لی زمان رو نمی شه درک کرد. حرفت درست نیست.
چون اصلا ربطی به موندن توی فضا و خلا نداره.دانشمندانی هم که این موضوع رو مترح کردند دلایل خاص خودشون رو داشتند.
عده ای از اونها معتقد بودند این حالت خود از خوصوصیات فضا و زمانه و هیچ ربطی به عوامل خاصی نداره.
یعنی اصلا خاصیت فضایی که ما توشیم اینه که زمان در سرعت های بالا کش بیاد.یک سری دیگه هم می گن
نه این شرایطی هست که سرعت باعث اونه و ............
یعنی به این سادگی ها نیست که جاذبه یا نبود اون رو دلیل بدونیم.لی این طور هم نیست که دلیل واقعی اون رو هم بدونیم.
فكر ميكنم براي روشن تر شدن قضيه و داشتن درك بهتري از اون و مسائل شبيهش پيشنهاد ميكنم كتاب جهان در پوست گردو (The universe in a Nutshell) كه نام ديگش هست جهان در يك نگاه رو مطالعه كنيد.اين كتاب باعث ميشه علاقه شما به فيزيك چند برابر بشه!
من خودم اين كتاب رو دارم ولي نميدونم آيا نسخه الكترونيكيش هم هست يا نه؟
در هر صورت من اين كتاب رو كه نوشته ي پروفسور استيون هاوكينگ هست و بيش از دو سال در آمريكا و 4 سال در لندن در ليست پر فروشترين كتابها قرار داشته به تمام علاقمندان فيزيك توسيه ميكنم!
آقا مرتضی ممنون از توضیحاتتون....
آقا ناصر..حتما سعی می کنم این کتاب رو بخرم(خوندن کتاب از طریق کامپیوتر رو اصلا دوست ندارم)...راستی کتاب ترجمه هست یا زبون اصلی؟؟؟و اینکه درک متن کتاب راحت هست یا تخصصیه؟؟
دوست خوبمون پیشنهاد عالی کرد.
دو کتاب پرفروش هاوکینگ که به نامهای تاریخچه زمان و جهان در پوست گردو از کتاب های بسیار مهم در
شناخت فیزیک محسوب می شه.نویسنده توی این دو کتاب به زبانی ساده سعی می کنه حتی سختترین
معادلات فیزیکی رو توضیح بده و جالبه بدونیم بجز رابطه E=mc^2 از هیچ رابطه ای دیگری توی این دو کتاب
استفاده نشده.
یعنی این طور بگم که خود اقای هاوکینگ در سرمقاله کتاب می گه که مقصودش ارز نوشتن این کتاب درک
فیزیک توسط مردم عادی بوده.من خودم 2 بار کتاب تاریخچه رو خوندم.و کتاب جهان در پوست گردو رو هم
داشتم می خریدم که نشد .ولی به زودی اون رو هم می خونم چون در اصل این دو کتاب مکمل هم هستند.
به راحتی هم می تونید اون رو تو بازار پیدا کنید.
دوست عزيزم shamim 24 كتابش فارسيه (مترجم:مهندس رضا راهدار)
چون ديدم به خوندن اين كتاب علاقه داري چند صفحه از اون رو (در ارتباط با سوالي كه كردي) توي تايپك بعدي برات ميزارم
فكر نكني از جايي گيرش اوردم آآآآ!!!خودم از روي كتاب برات تايپش كردم.:20:
از زبان پروفسور استيون هاوكينگ :
در سالهاي پاياني قرن نوزدهم دانشمندان اعتقاد داشتند كه به تشريح كامل جهان نزديك شدند.آنها تصور مي كردند كه فضا با يك انتقال دهنده ي پيوسته به نام اتر پر شده است.
اشعه هاي نور و علايم راديويي امواجي در اين اتر هستند.مانند اينكه صدا ها امواج فشار در هوا مي باشند.تنها چيز لازم براي نظريه ي كامل اندازه گيري دقيق خواص كشندگي اتر مي بود.درواقع در ارتباط با چنان اندازه گيري هايي آزمايشگاه جفرسون در دانشگاه هاروارد تماما بدون يك ميخ آهني ساخته شد تا تداخلي با اندازه گيري هاي مربوطه ي مغناطيسي ايجاد نكنند . اما برنامه ريزي ها فراموش كرده بودند كه آجر هاي سرخ قهوه اي كه آزمايشگاه و بيشتر ساختمان هاي هاروارد با آن ساخته شده اند خود داراي مقدار زيادي آهن هستند . هرچند هنوز هم ساختمان مورد استفاده است اما هاروارد مطمعا نيست كه كف آزمايشگاه بدون ميخ آهني قادر به حمل چه مقدار وزني خواهد بود.در پايان قرن اختلافات فضاي تماما پر شده از اتر سر باز زدند. انتظار مي رفت كه نور در اتر با سرعت ثابتي حركت خواهد كرد اما اگر شما در درون اتر در جهت نور سفر كنيد سرعتش كمتر مي نمايد ولي اگر در جهت مخالف نور حركت كنيد بر سرعتش افزوده مي شود. اما يكسري آزمايشات چنين عقيده اي را ثابت نكردند. با دقت ترين و دقيق ترين اين آزمايشات آزمايشي بود كه توسط البرت مايكلسن و ادوارد مارلي در مدرسه ي علوم پايه ي كِس در كِليولند اوهايو (آمريكا) در 1887 انجام گرفت. آنها سرعت نور را در دو پرتو عمود بر يكديگر مقايسه كردند.به موازات حركت زمين در محور خويش و گردش آن به دور خورشيد ااسباب درون اتر با سرعت و جهتي متفاوت حركت مي كنند. اما ما يكلسن و مارلي اختلاف روزانه و سالانه اي بين دو پرتو نور پيدا نكردند. اين به آنجا بر مي گردد كه اگر نور هميشه با سرعتي ثابت نسبت به جايي كه هستيم ،بدون توجه به اينكه با چه سرعت ودر چه جهتي حركت مي كنيم،حركت كند.
بر اساس آرمايش ما يكلسن - مارلي فيزيكدان ايرلندي جورج فيتز جرالد و فيزيكدان هلندي هندريك لورنتز نتيجه گرفتند كه اجسامي كه داخل اتر حركت مي كنند منقبض شده و ساعتها كند مي گردند. اين جمع شوندگي و كندي ساعت بدين خاطر مي باشد كه مردم همگي نور را در يك سرعت ثابت،بي توجه به اينكه با چه سرعتي نسبت به اتر حركت مي كنند،نگاه مي دارند(فيتز جرالد و لورنتز هنوز اتر را يك ماده ي حقيقي به حساب مي آورند).به هر حال،دو رساله اي كه در ژوئن 1905 نوشته شد،اينشتاين اشاره كرد كه اگر كسي نتواند در يابد كه درون فضا حركت مي كند يا نه،انديشه اتر تكراري مي باشد. در عوض او با اين ادعا شروع كرد كه قوانين علم بايد براي تمام بينندگاني كه آزادانه حركت مي كنند يكسان باشد.به ويژه، آنها همگي بايد يك اندازه براي سرعت نور، بي توجه به اينكه با چه تندي اي حركت مي كنند،داشته باشند.سرعت نور بي ارتباط با حركت آنها در تمام جهات يكسان است.
لازمه ي اين كار به دور انداختن انديشه اي است كه تمام ساعتها يك مقدار جهاني به نام زمان دارند.بر عكس هر كس زمان شخصي خويش را دارد. زمان دو نفر كه نسبت به هم ساكن باشند يكسان مي باشد اما وقتي كه حركت ميكنند اين طور نخواهد بود.
اين را چندين آزمايش تأييد كرده است.از جمله اينكه دو ساعت دقيق را در دو جهت مخالف دور دنيا پرواز دادند و وقتي كه برگشتند زمان هاي به نسبت متفاوتي را نشان مي دادند. شايد بتوان نتيجه گرفت كه اگر كسي بخواهد زندگي درازتري داشته باشد بايد به طرف شرق پرواز كند جايي كه سرعت سياره به دوران زمين اضافه مي شود!!!. به هر حال،پاره ي باريكي از ثانيه را كه يك نفر كسب مي كند ممكن است بيشتري را با خوردن غذاهاي شركت هواپيمايي از دست بدهد.ادعاي اينشتاين،مبني بر اينكه قوانين طبيعت بايد براي هر ناظري كه آزادانه حركت مي كند يكسان باشد،اساس نظريه نسبيت شد.اين گونه است زيرا حركت نسبي است كه اهميت دارد. زيبايي وسادگي اش نظر متفكران زيادي را به خود جلب كرد،اما مخالفان زيادي نيز به همراه داشت اينشتاين دو مطلق علم قرن نوزدهم،سكون مطلق آن طور كه با اتر نمايانده شد و زمان مطلق با جهان شمول كه تمام ساعات يك اندازه دارند،را به دور ريخت. بسياري اين را مفهومي بي ثبات مي پنداشتند. آنها مي پرسيدند آيا اين ميرساند كه همه چيز نسبي هستند و هيچ استاندارد اخلاقي مطلق وجود ندارد؟چنين تشويشي در دهه هاي 1920 و 1930 ادامه يافت وقتي كه جايزه ي نوبل 1921 به اينشتاين هديه شد استشهاد به امر مهم ولي(در استاندارد او)كم اهميت تر از كاري كه 1905 انجام گرفت،بود.در آن اشاره اي به نسبيت نشد كه بسيار جدالي ارزيابي شده بود.(من هنوز هم هفته اي دو يا سه نامه مبني بر اينكه اينشتاين در اشتباه بود دريافت مي كنم).در هر صورت نظريه ي نسبيت اكنون كاملا توسط مجامع علمي پزيرفته است و پيش بيني هايش درعملكردهاي بيشماري تأييد شده اند.
معماي دو قلو: در نظريه ي نسبيت هر بيننده اي اندازه خودش از زمان را دارد.اين مي تواند به معماي دو قلو راه ببرد يكي از جفتهاي دو قلو در فضا زندگي مي كند و با سرعتي نزديك نور سفر مي كند وقتي كه برادرش در زمين مي ماند.به خاطر جنبش زمان در سفينه ي فضايي در ديد جفت زميني اش بسيار كند تر مي گزرد بنابر اين در بازگشت از سفر فضايي در مييابد كه برادرش از خودش پير تر شده است هرجند مخالف رسم عام مي نمايد ولي تعدادي آزمايشات متعدد نشان مي دهد كه در اين سناريو جفت مسافر در حقيقت جوان تر مي باشد.
چه طور بود؟
;)