سلام
بعنوان اولین پستم در ماه شمسی و قمری جدید، ورود به ماه مبارک رمضان را خدمت دوستان تبریک عرض میکنم.
اول لازم میدانم این را از گردن خودم بردارم و فکرم را از رنجش راحت کنم که بگویم که وقتی در مطلب قبلی ام گفتم " چه کسی راست میگوید و چه کسی دروغ" منظورم آن نبود که خیلی میبخشید آنقدر علم گله گشاد است که هر چیزی را بتوان گقت درست است! بلکه منظورم در همان بحث بود و میخواستم نشان دهم و القا کنم که چیزهایی که میگویم با هم برابر هستند و همه چند زاویه دید ولی با یک مفهوم واحد از واقعیتی واحد هستند مثل "بلند و طویل و دراز" و اصلاً منظورم قابلیت پذیرش هر چیزی نبود.
این توضیح را به انتهای مطلب قبلی هم اضافه کردم.
با این تفاصیل اگر جسمی با سرعت نور و با فاصله ی بسیار زیاد از زمین به سمت زمین حرکت کنه زمین نباید هیچ حرکتی (چرخشی یا موضعی) داشته باشه. همچنین موجودات و هر چه در زمین حرکت می کنه!
اجازه دهید سوال شما را کمی شسته رفته تر کنیم!
فرض میکنیم جسمی با سرعت 0.5 نور در حال حرکت است و دو جسم دیگر از مقابل با سرعت 0.6 و 0.7 به سمتش می آیند.
میدانیم که ناظر داخل جسم اول سرعت دو شی مقابلش را مشابه سرعت نور محاسبه خواهد کرد.
سوال شما اینجاست پس تفاوت سرعت دو جسم چه شد؟ مگر نه اینکه جسم سریعتر زودتر میرسد؟
سوالتان به طور شسته رفته همین است؟ درست و کامل است؟
=====
نخست اجازه دهید به بررسی یک سلسه اتفاقاتی که در سرعت بالا رخ میدهد و نیز گذرا اشاره ای به ثابت بودن سرعت نور داشته باشیم.
طبق قوانین سرعت نور در هر دستگاه لخت (بدون شتاب=سرعت ثابت) همواره یکسان است!!!
این از اصول و ارکان های نسبیت است.
(چه حرفا! اگر واقعاً بخواهیم گیر دهیم این خیلی عجیب تر از سوال این تاپیک است! والبته خیلی مهم تر! یعنی چه به سمت منبع نور بروید و چه دور شوید همیشه سرعت نور را همان 300 هزار بدست خواهید آورد!)
=====
از مفهوم این مثال در این مطلب بارها استفاده شده:
میزی یک متری با خط کشی ده سانتی، همجنس و هم دما فرض کنید، میز را با خط کش اندازه میگیرم و به ابعاد 10 برابر خطکش و برابر یک متر میرسم.
دما را افزایش/کاهش میدهم، میز و خط کش هردو دچار انبساط/انقباض میشوند ولی با این وجود اگر باز مجدد میز را با خط کش اندازه بگیریم به همان 10 برابر خط کش و برابر یک متر میرسم!
پس انبساط/انقباض چه شد؟ واضح است انبساط/انقباض خود خط کش ، انبساط/انقباض میز را خنثی کرد.
این مشابه همان اتفاقی است که در سرعت بالا رخ میدهم!
بافت فضا-زمان در سرعت زیاد طبق فرمول لورنتس در جهت حرکت با هم منبسط/منقبض میشوند.
کد:
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید
با افزایش سرعت صفینه فرضی، ناظر داخلی متوجه هیچ چیز نمیشود، درست مثل همان خط کشی که متوجه تغییر ابعاد میز نمیشود!
ولی ناظر خارجی میبیند که زمان کندتر و ابعاد صفینه کوتاه تر شده، درست مثل ناظر خارجی که متوجه تغییر ابعاد خط کش و میز میشود.
ذات و شیره سوال اینجا میشود که اگر سرعت نور 300 و صفینه 100 باشد، آیا ناظر داخل صفینه نباید مثلاً سرعت نور را 200 بدست آورد؟
ولی هر دوناظر داخل صفینه و ناظرساکن بیرون، سرعت نور را مقدار ثابتی بدست می آورند!!! 300! چرا؟؟؟
چون سرعت تقسیم فضا بر زمان است! این مشابه همان عدد 10 برابر است که با وجود گرما و سرما همواره ثابت خواهد ماند.
در واقع ما وقتی میگوییم سرعت، منظورمان تقسیم فضا بر زمان است
در واقع در سرعت زیاد بافت فضا و زمان دچار انقباض و انبساط میشوند و شرایط فرمول ها در همچین محیطی رخ میدهد.
طبق معادلات لورنتس فضا در راستای حرکت کوتاه تر میشوند (گرچه مجدد تاکید میکنم ناظر داخلی متوجه هیچ تغییری نمیشود)
(اعداد زیر مستند و دقیق هستند)
مثلاً اگر صفینه ای با سرعت 200,000km/s حرکت کند...
هر 300,000km مصافت برای او(متحرک) برای ناظر ساکن نظاره گر او 223,606km بنظر میرسد.
و هر 1000ms زمان برای او(متحرک) برای ناظر ساکن نظاره گر او 745ms بنظر میرسد.
گرچه تاکید میکنم ناظر متحرک متوجه این تغییر خود نمیشود (مانند همان خط کش ...)
(با کلمه 'بنظر' به اشتباه تان نیافتید، تقصیر من است که کلمه بهتری نیافتم! 'بنظر' به معنای واقعیت علمی اش. یعنی ساعت واقعاً کندتر حرکت میکند و...)
پس ناظر ساکن اگر چیزی هر 300,000km را در 1000ms طی کند میتواند بگوید سرعت نور دارد.
و ناظر متحرک هم سرعت نور را درست محاسبه میکند که توجیحش از دید ناظر ساکن میتواند تقسیم 223606 بر 0.745 باشد! که باز 300,000km/s میشود.
حالا بهتر میتوانیم به سوال شما برسیم (البته اگر هنوز به جواب نرسیده باشید!)
مشکل اصلی یا شاید کم دقتی آنجاست که سرعت یک کمیت فرعی فیزیکی است نه کمیت اصلی نیست.
سرعت دیمانسیون یا معادله ابعادی دارد که حاصل تقسیم فضا بر زمان است.
پس در شرایطی که بافت فضا-زمان دچار انقباض و انبساط میشوند مفهوم فاصله نسبی و همزمانی رویدادها کاملاً نسبی میشود.
سرعت میتواند عدد مشخصی شود ولی در شرایط نسبیت و معادلات لورنتس باید تفکرتان را اصلاح کنید، مسافت و همزمانی تغییر میکند، مثلاً سرعت یا حتی ساعت ها میتواند بظاهر برابر باشند ولی اجسام میتوانند جلو و عقب باشند (به شکل قبل دقت کنید)
=====
در واقع اشتباه انجاست که میخواهیم آن را با زندگی روزمره خود و فیزیک کلاسیک تطبیق دهیم و همزمانی و مسافت و جرم و... را ثابت فرض کنیم.
مشکل آنجاست که برای ما منطقی نیست با دوربین به ساعت طبقه هم کف ساختمان نگاه کنیم و ساعت 12 را ببینیم در حالیکه با نگاه به ساعت طبقه بالا ساعت 15 را ببینیم! این واقعیتی است که امکان رخ دادن دارد (در شرایط غیر لخت شتاب یا جاذبه) ولی ما اصلاً نمیتوانیم به آن فکر کنیم و در ذهنمان امکانش را فعال نگاه داریم...
ما عادت نکرده ایم همزمانی و مسافت و جرم و... را لاستیکی ببینیم.
حتی در مدرسه به ما آموزش میدهند وزن غیر ثابت و جرم ثابت است! چه برسد به زندگی واقعی! واین دید در این شرایط محکوم به ابطال است.
=====
میبخشید دیر و طولانی شد.
موفق باشید.