انجمن نجوم لیرا
نظریه نسبیت عام

   آلبرت آینشتین با افزودن گرانش به نظریه نسبیت خاص خود و ارائه نظریه نسبیت عام، دیدگاه ما را نسبت به فضا و زمان به طور کامل تغییر داد. با فراتر رفتن از قوانین نیوتن، این نظریه ما را با جهانی مملو از سیاهچاله ها، کرم چاله ها و عدسی های گرانشی رو به رو کرد.

 

   فردی را تصور کنید که از بلندای ساختمانی در حال سقوط است و یا چتربازی که از هواپیما با چتر پایین می پرد و در اثر جاذبه به سمت زمین شتاب می گیرد. اینشتین دریافت که در این وضعیت سقوط آزاد، چترباز ها جاذبه ای احساس نمی کنند؛ به عبارتی دیگر آنها احساس بی وزنی می کنند. فضانوردان مبتدی امروزه با پرواز در جت های مسافرتی، در مسیری مانند یک ترن هوایی حرکت می کنند و به بازسازی شرایط گرانش صفر فضا می پردازند. با اوج گرفتن هواپیما، مسافرین به صندلی های خود میخکوب شده و فشار گرانش بیشتری را تجربه می کنند. اما هنگامی که هواپیما مستقیم به راه خود ادامه داده و یا رو به پایین حرکت می کند، آنان از نیروی جاذبه رهایی یافته و می توانند در داخل هواپیما معلق شوند.

 

اینشتین متوجه شد که این افزایش سرعت، معادل نیروی گرانش است. بنابراین همان گونه که نسبیت خاص به تشریح اتفاقات درون چارچوب های مرجع یا چارچوب های لَختی می پردازد که با سرعتی ثابت در تناسب با یکدیگر در حال حرکتند، گرانش حاصل قرار گرفتن در یک چارچوب مرجع در حال شتاب گرفتن است.

 

فضا و زمان و گرانش بخشی جدایی ناپذیر از ماده هستند.

آلبرت اینشتین

 

این نظریه موجب بروز پیشگویی هایی پیرامون شکست نور با استفاده از نیروی جاذبه و این احتمال که کند بودن گردش عطارد به دلیل نیروی جاذبه است، شد.

 

   در نظریه نسبیت عام، سه بعد فضا و یک بعد زمان در شبکه ای چهار بعدی یا متریک گرد هم می‌آیند. سرعت نور همچنان ثابت بوده و هیچ چیز پا فراتر از آن نمی گذارد. در هنگام حرکت و افزایش سرعت، این متریک فضا- زمان است که دستخوش تحریف می‌شود تا سرعت ثابت نور حفظ شود.

 

اعتبار تصویر: forbes

 

   این فرضیه را به وسیله تصویرسازی آن با استفاده از یک صفحه لاستیکی در امتداد یک سطح هموار می توان تشریح کرد. اشیاء دارای جرم همانند گوی های سنگینی هستند که بر روی این صفحه قرار گرفته اند. آنان فضا- زمان پیرامون خود را می فشارند. تصور کنید گویی را به شکل زمین روی این صفحه قرار می دهید. این گوی فرورفتگی ای در محل استقرار خود روی صفحه ایجاد می کند. در این حالت، اگر گوی کوچک‌ترین، بالفرض یک سیارک، را روی صفحه بیاندازید، در شیب به ایجاد شده به سمت زمین حرکت خواهد کرد. این رویداد نشانگر کارکرد جاذبه است. اگر گوی کوچک تر به قدر کافی سرعت داشته باشد و حفره ی ایجاد شده نیز به قدر کافی عمیق باشد، آنگاه همچون موتورسوار بی باکی که در پیست سواری مورب می‌راند، این جرم نیز از مداری چرخشی مشابه مدار گردش ماه پیروی خواهد کرد. کل کیهان را می توان مانند این صفحه لاستیکی عظیم در نظر گرفت. هر یک از ستاره ها و سیارات و کهکشان ها به نوبه خود فرورفتگی هایی ایجاد می کنند که سایر اجرام و کوچک تر را به خود جذب کرده و یا دفع می کنند، درست مانند توپ های گلف که در حد فاصل بین سوراخ های میدان گلف سر گردانند.

 

اعتبار تصویر: qph.fs.quoracdn

 

   اینشتین دریافت که به دلیل همین انحراف فضا- زمان است که نور هنگام عبور از نزدیکی یک جسم پر جرم؛ مانند خورشید، دچار شکست می‌شود. او پیش بینی کرد که موقعیت یک ستاره درست پشت خورشید، اندکی تغییر خواهد داشت، چرا که نور ستاره حین عبور از جرم خورشید دچار شکست می‌شود. در  May 29, 1919، ستاره شناسان جهان گرد هم آمدند تا به آزمایش پیش گویی اینشتین با مشاهده گرفتگی کامل خورشید بپردازند. فرضیه ای که برخی مضحک می پنداشتند، در واقع بسیار به حقیقت نزدیک بود.

 

نظریه های تاثیر گذار در علم نجوم، نظریه نسبیت عام، صفحه 105


ادامه مطلب
نوشته شده در جمعه ۲۹ فروردین ۱۳۹۹ ساعت ۵:۵ ق.ظ توسط |