جاذبه یکی از چهار نیروی شناخته شده داخل فیزیک است. اما مانوس فیزیکدانان از این نیرو درحال تغییر و تحول است.
بوسیله میانه روی چه چیزی می تواند از نیروی جاذبه برای ما ملموس مرطوب باشد؟ یک شیء را رها کنید و فوری جاذبه بر آن مسلط می شود. همچنین در دبیرستان می آموزیم که جاذبه ، ماه و زمین را در مدار خود نگه می دارد و سبب می شود تا زمین در مدار خود به دور خور و ماه نیز درون مدار خود به دور زمین مستقر شده و به گشت خود ادامه دهد.
این جاذبه است که سبب می شود پاهایمان را با اطمینانِ فکر روی زمین قرار دهیم و قائم بایستیم. جاذبه ای که خوش نویسی توپ هر بسکتبالیست را تعیین می کند و گویی برای پرتاب هر موشکی به فضا حروف آن را دون کنترل خویشتن دارد. بوسیله طور تلخیص باید گفت که جاذبه، اجزای دنیا هستی را تو کنار هم استوار می نرم. مقاله های مرتبط:تکثیر سرعت گسترش جهان؛ بحرانی در دنیای کیهان شناسیآیا نسخه های بی شماری از ما تو دنیاهای موازی وجود دارد؟
جاذبه یکی از چهار نیروی شناخته شده ی فیزیک است. سه نیروی دیگر نیروهای الکترومغناطیسی هستند که در مملکت الکتریسیته، مغناطیس، نور و یک جفت نیروی هسته ای که در مسافت های کوتاهِ درونِ اتم حکم فرمایی می کنند. ولی برضد آنچه تصور می کنید، جاذبه ناتوان ترین نیرو تو میان سایر نیروهای شناخته شده است؛ کافی است یک آهنربای کوچک را روی سوزن آهنی بگیرید. این آهنربای کوچک می تواند سوزن را از روی زمین بلند کند، درحالیکه جاذبه ی زمین هم با وجود جرم عظیمی که دارد درحال جذب کردن این سوزن است، اما پر حرارت ی این لگن آهنربای کوچک است.
نگرش دانشمندان به جاذبه از زمان نیوتن و داستان «افتادن سیب از شجر» تاکنون دچار تغییر و تحول فراوانی شده است و همچنان هم در حال تغییر است. هرگونه آگاهی جدیدی نسبت بوسیله نیروی گرانش می تواند نوری بر دنیای ناشناخته فیزیک بیفکند و درک دانشمندان را از جهان دچار تغییر کند.
جاذبه از منظر زیبای نیوتن
درون سال ۱۶۶۶، نیوتن از دانشگاه کمبریج به خانه ی خود در یکی از مناطق ییلاقی واقع داخل انگلستان برگشته بود. وی در آن زمان ۲۳ سال داشت. آنگونه که نیوتن سال ها سپس بوسیله یک زندگینامه نویس شرح می داد، بهره هنگام ظهر که نیوتن تصمیم داشت فقط استراحت کند و داخل دنیای تامل و غور سیر کند، ناگهان سیبی از درخت افتاد و ایده ی جاذبه بوسیله ذهن او خطور کرد. نیوتن به جرات از مقدماتی کسانی وجود که متوجه شد سیب از درخت بوسیله سوی زمین حرکت کرده و پایین می افتد. ولی آن چیزی که نگرش او را دوست داشتنی و متمایز می سازد این است که نیوتن موفق شد که به دستیار ریاضی اثبات بطی ء و نشان دهد که نیرویی که قادر است سیب را به لفظ زمین بکشد، همان نیرویی است ماه را در مدار گشت خود به دور زمین نگه می دارد.
تمامی اجرام در جهان هستی یکدیگر را جذب می کنند؛ این قانونی است که درون ناف نظریه ی جاذبه ی نیوتن نهفته است و امروزه به عنوان ضابطه جهانی گرانش از آن یاد می شود. عاملی که گلچین کننده ی ارزش این جاذبه است بزه اجسام است؛ مقیاس بزه ربط ی مستقیمی با نیروی جاذبه آن جسم دارد. به عبارتی هرچه جرم یک جسم بیشتر باشد جاذبه ی ناشی از آن غصه قوی تر خواهد بود.
یک نقاش که تصویر ذهنی خویشتن را از نیوتن ترسیم کرده است؛ نیوتن در باغ «وول استروپ» نشسته و با افتادن سیب از شجر به خاطر فرو می رود. این نقاشی را در عکس زیر مشاهده می کنید.
نیروی جاذبه ای که دو عضو به یکدیگر باخبر می کنند با فاصله ی میان آن دو مناسبت ی عکس دارد. یعنی نیروی جاذبه با افزایش فاصله میان دو تن کاهش میابد. همان طور که فیزیکدانان پیش روی داشتند، جاذبه با مربع (مجذور) فاصله ی میان دو جسم مناسبت ی عکس دارد. درواقع این فرمول اشعار می یواش که اگر فاصله دو جسم «دو برابر» شود، آنگاه استاندارد نیروی جاذبه ای که دو قامت به همدیگر باخبر می کنند «یک چهارم» می شود.
نیوتن دیدگاه خود را درباره ی نیروی جاذبه اینگونه شرح می دهد: کامل اجسام صرف نظر از فاصله و موقعیت مکانی، نسبت به یکدیگر جاذبه دارند.
ولی روانی ای داخل تک جاذبه بود داشت که همواره نیوتن را به فکر وامی داشت؛ چگونه این نیرو قادر است درون فضای تهی همچنان درست باشد؟
ریچارد پانک دبیر ی کتاب «جاذبه ی مرموزِ ذیل پای ما» در نیویورک می گوید: وجود نیروی جاذبه از مسافت های دور بخاطر نیوتن متناسب توجیه نبود. نیوتن تا روز آخر زندگی خود ابد می گفت شاید روزی بتوانیم از راز و رمز این پدیده پرده برداریم و دریابیم که جاذبه چگونه چنین اثری از خود بوسیله جای می گذارد.اینشتین انقلاب بوسیله پا می نرم
راز و رمزی که نیوتن به قفا آن بود پس از دویست سال توسط آلبرت اینشتین رک شد. اینشتین نظریه ی معروف نسبیت عام را زمینه طبیعت. نیوتن جاذبه را یک نیرو توصیف می کرد. درحالی که انیشتن جاذبه را مربوط به دگرگونی شکل و خمیدگی بستر مکان می داند.
پانک تشریح می دهد: در تصور نیوتن، جاذبه کنشی است که در سرتاسر محیط گسترده می شود. اما از دیدگاه اینشتین جاذبه تعاملی است میان محیط و اجسام.در این تصویر اینشتین را پای تخته سیاه می بینید که متعلق بوسیله سال ۱۹۳۲ تو رصدخانه ی «کوهستان ویلسون» واقع درون پیرامون لس آنجلس است. اخیرا، اخترشناسان از تلسکوپ این رصدخانه استفاده کردند تا نشان دهند گیتی هستی در حال گسترش است.
باید تقریر کنیم که حس خمیدگی هوا متجاوز دشوار است. برای اینکه این پدیده را داخل حافظه خویشتن تصور کنیم می توانیم یک توپ بولینگ را در دیدن بگیریم؛ سپس این توپ را روی پارچه ای فراغت دهید که با فاصله ی یک متر از زمین روی فضا معلق است و از اطراف به دیواره های محکمی وصل شده است. بوسیله محض قرارگیری توپ بولینگ روی این پارچه، اندازه توپ سبب می شود خمیدگی در سطح پارچه ابداع شود. اکنون کافی است تیله های کوچکی را تو دوره این توپ روی پارچه فراغت دهید. رفتار این تیله ها بوسیله رویه ای است که فرض می کنید توپ بولینگ داخل حال جذب کردن این تیله ها است. اما درواقع، انحنای سطح پارچه سبب می شود که تیله ها به حرکت درآیند. در این ویدئو مجاهدت شده است تا این تمثیل به تمثال کشیده شود.
آیا مفهوم جدیدی که اینشتین در خصوص جاذبه ارائه می کند، نظری ی نیوتن را رد می کند؟ پاسخ منفی است. نظریه ی اینشتین درباره ی گرانش فقط طولانی خیس و دقیق تر است. اگر می خواهید بدانید که یک توپ بیسبال چه زمانی و تو چه عمه ای روی زمین فرود می آید خواه خورشیدگرفتگی و ماه گرفتگی اینده چه زمانی اتفاق می افتد یا مشغول محاسباتی از این دست هستید، باید گفت که قانون جاذبه ی نیوتن برای حل اینگونه مسائل کفایت می کند. ولی تو برخی موارد خاص، مثلا طی ارتکاب محاسباتی که با اجرام بسیار مجلل مانند سیاه چاله ها سروکار دارند باید از معادلات نکته سنج پر حرارت اینشتین استفاده کنید. جالب است بدانید که فقط از طریق نسبیت عام اینشتین می توانیم عملکرد اعجاب انگیز سیاه چاله ها و پدیده هایی مشابه امواج گرانشی را درک کنیم.
درون مجموع دانشمندان گرانش را همچون نیوتن بیشتر به شکل یک نیرو درون نظر می گیرند. حتی فضانوردان هم بیشتر انتظار دارند تا جاذبه را یک نیرو تلقی کنند. در دسامبر سال ۱۹۶۸، یک فضانورد به صیت بیل آندرس، هنگامی که موشک فضاپیمای آپولو ۸ از کره ی ماه بازگشت، یکسره ای را بیان کرد که حاوی پیام زیرکانه ای بود: من فکر می کنم نیوتن تسهیم بیشتری در راندن این فضاپیما داشته است.آینده ی گرانش چگونه رقم می خورد؟
با آن که نظری ی نسبیت عام اینشتین بسیار قاهر بوده و به سوالات و ابهامات بسیار یدکی در دنیای فیزیک پاسخ داده است، احتمالا قطعه ی آخر برای اتمام این پازل شگفت انگیز نیست؛ چراکه تاکنون هیچکس موفق نشده این تئوری را با نظریه ی بزرگتری در فیزیک یعنی مکانیک کوانتوم تلفیق یواش. مکانیک کوانتوم، فعالیت های ذرات زیراتمی را توصیف می کند. پانک می گوید: گرانش تنها نیرویی است که درون دنیای کوانتوم توضیحی برای آن وجود ندارد.مشکل ما این است که نظریه ی نسبیت عام با نظریه ی مکانیک کوانتوم سازگاری چندانی ندارد. گرانش تنها نیرویی است که در دنیای کوانتوم توضیحی برای آن وجود ندارد.
فیزیکدانان امیدوار هستند که تو آینده، نظری ی جدید و جامع لطافت تو فیزیک قادر به تلفیق تئوری نسبیت عام و مکانیک کوانتوم باشد. زمانی که این طور عملی ای جای خود را در دنیای فیزیک ظاهر کند، جاذبه ی مرموز از منظر دیگری تو دید فیزیکدان ها خودنمایی می بطی ء.بیشتر بخوانید:منتخب عکس های علمی هفته از نگاه زومیت؛ از سحابی روح تا کشف نسخه ای دیگر از تابلوی داوینچیافزایش سرعت گسترش جهان؛ دست پاچه داخل دنیای کیهان شناسیمنتخب عکس های علمی هفته از نگاه زومیت؛ از کهشکان مدوسا تا تایم لپس دیدنی ناسا از زمینمنتخب عکس های علمی هفته از نگاه زومیت؛ از لباس های فضانوردی مسافران ماه تا دیوارنگاره گلادیاتورها نوبل فیزیک بوسیله کاشفان سیاره فراخورشیدی رسید
بوسیله میانه روی چه چیزی می تواند از نیروی جاذبه برای ما ملموس مرطوب باشد؟ یک شیء را رها کنید و فوری جاذبه بر آن مسلط می شود. همچنین در دبیرستان می آموزیم که جاذبه ، ماه و زمین را در مدار خود نگه می دارد و سبب می شود تا زمین در مدار خود به دور خور و ماه نیز درون مدار خود به دور زمین مستقر شده و به گشت خود ادامه دهد.
این جاذبه است که سبب می شود پاهایمان را با اطمینانِ فکر روی زمین قرار دهیم و قائم بایستیم. جاذبه ای که خوش نویسی توپ هر بسکتبالیست را تعیین می کند و گویی برای پرتاب هر موشکی به فضا حروف آن را دون کنترل خویشتن دارد. بوسیله طور تلخیص باید گفت که جاذبه، اجزای دنیا هستی را تو کنار هم استوار می نرم. مقاله های مرتبط:تکثیر سرعت گسترش جهان؛ بحرانی در دنیای کیهان شناسیآیا نسخه های بی شماری از ما تو دنیاهای موازی وجود دارد؟
جاذبه یکی از چهار نیروی شناخته شده ی فیزیک است. سه نیروی دیگر نیروهای الکترومغناطیسی هستند که در مملکت الکتریسیته، مغناطیس، نور و یک جفت نیروی هسته ای که در مسافت های کوتاهِ درونِ اتم حکم فرمایی می کنند. ولی برضد آنچه تصور می کنید، جاذبه ناتوان ترین نیرو تو میان سایر نیروهای شناخته شده است؛ کافی است یک آهنربای کوچک را روی سوزن آهنی بگیرید. این آهنربای کوچک می تواند سوزن را از روی زمین بلند کند، درحالیکه جاذبه ی زمین هم با وجود جرم عظیمی که دارد درحال جذب کردن این سوزن است، اما پر حرارت ی این لگن آهنربای کوچک است.
نگرش دانشمندان به جاذبه از زمان نیوتن و داستان «افتادن سیب از شجر» تاکنون دچار تغییر و تحول فراوانی شده است و همچنان هم در حال تغییر است. هرگونه آگاهی جدیدی نسبت بوسیله نیروی گرانش می تواند نوری بر دنیای ناشناخته فیزیک بیفکند و درک دانشمندان را از جهان دچار تغییر کند.
جاذبه از منظر زیبای نیوتن
درون سال ۱۶۶۶، نیوتن از دانشگاه کمبریج به خانه ی خود در یکی از مناطق ییلاقی واقع داخل انگلستان برگشته بود. وی در آن زمان ۲۳ سال داشت. آنگونه که نیوتن سال ها سپس بوسیله یک زندگینامه نویس شرح می داد، بهره هنگام ظهر که نیوتن تصمیم داشت فقط استراحت کند و داخل دنیای تامل و غور سیر کند، ناگهان سیبی از درخت افتاد و ایده ی جاذبه بوسیله ذهن او خطور کرد. نیوتن به جرات از مقدماتی کسانی وجود که متوجه شد سیب از درخت بوسیله سوی زمین حرکت کرده و پایین می افتد. ولی آن چیزی که نگرش او را دوست داشتنی و متمایز می سازد این است که نیوتن موفق شد که به دستیار ریاضی اثبات بطی ء و نشان دهد که نیرویی که قادر است سیب را به لفظ زمین بکشد، همان نیرویی است ماه را در مدار گشت خود به دور زمین نگه می دارد.
تمامی اجرام در جهان هستی یکدیگر را جذب می کنند؛ این قانونی است که درون ناف نظریه ی جاذبه ی نیوتن نهفته است و امروزه به عنوان ضابطه جهانی گرانش از آن یاد می شود. عاملی که گلچین کننده ی ارزش این جاذبه است بزه اجسام است؛ مقیاس بزه ربط ی مستقیمی با نیروی جاذبه آن جسم دارد. به عبارتی هرچه جرم یک جسم بیشتر باشد جاذبه ی ناشی از آن غصه قوی تر خواهد بود.
یک نقاش که تصویر ذهنی خویشتن را از نیوتن ترسیم کرده است؛ نیوتن در باغ «وول استروپ» نشسته و با افتادن سیب از شجر به خاطر فرو می رود. این نقاشی را در عکس زیر مشاهده می کنید.
نیروی جاذبه ای که دو عضو به یکدیگر باخبر می کنند با فاصله ی میان آن دو مناسبت ی عکس دارد. یعنی نیروی جاذبه با افزایش فاصله میان دو تن کاهش میابد. همان طور که فیزیکدانان پیش روی داشتند، جاذبه با مربع (مجذور) فاصله ی میان دو جسم مناسبت ی عکس دارد. درواقع این فرمول اشعار می یواش که اگر فاصله دو جسم «دو برابر» شود، آنگاه استاندارد نیروی جاذبه ای که دو قامت به همدیگر باخبر می کنند «یک چهارم» می شود.
نیوتن دیدگاه خود را درباره ی نیروی جاذبه اینگونه شرح می دهد: کامل اجسام صرف نظر از فاصله و موقعیت مکانی، نسبت به یکدیگر جاذبه دارند.
ولی روانی ای داخل تک جاذبه بود داشت که همواره نیوتن را به فکر وامی داشت؛ چگونه این نیرو قادر است درون فضای تهی همچنان درست باشد؟
ریچارد پانک دبیر ی کتاب «جاذبه ی مرموزِ ذیل پای ما» در نیویورک می گوید: وجود نیروی جاذبه از مسافت های دور بخاطر نیوتن متناسب توجیه نبود. نیوتن تا روز آخر زندگی خود ابد می گفت شاید روزی بتوانیم از راز و رمز این پدیده پرده برداریم و دریابیم که جاذبه چگونه چنین اثری از خود بوسیله جای می گذارد.اینشتین انقلاب بوسیله پا می نرم
راز و رمزی که نیوتن به قفا آن بود پس از دویست سال توسط آلبرت اینشتین رک شد. اینشتین نظریه ی معروف نسبیت عام را زمینه طبیعت. نیوتن جاذبه را یک نیرو توصیف می کرد. درحالی که انیشتن جاذبه را مربوط به دگرگونی شکل و خمیدگی بستر مکان می داند.
پانک تشریح می دهد: در تصور نیوتن، جاذبه کنشی است که در سرتاسر محیط گسترده می شود. اما از دیدگاه اینشتین جاذبه تعاملی است میان محیط و اجسام.در این تصویر اینشتین را پای تخته سیاه می بینید که متعلق بوسیله سال ۱۹۳۲ تو رصدخانه ی «کوهستان ویلسون» واقع درون پیرامون لس آنجلس است. اخیرا، اخترشناسان از تلسکوپ این رصدخانه استفاده کردند تا نشان دهند گیتی هستی در حال گسترش است.
باید تقریر کنیم که حس خمیدگی هوا متجاوز دشوار است. برای اینکه این پدیده را داخل حافظه خویشتن تصور کنیم می توانیم یک توپ بولینگ را در دیدن بگیریم؛ سپس این توپ را روی پارچه ای فراغت دهید که با فاصله ی یک متر از زمین روی فضا معلق است و از اطراف به دیواره های محکمی وصل شده است. بوسیله محض قرارگیری توپ بولینگ روی این پارچه، اندازه توپ سبب می شود خمیدگی در سطح پارچه ابداع شود. اکنون کافی است تیله های کوچکی را تو دوره این توپ روی پارچه فراغت دهید. رفتار این تیله ها بوسیله رویه ای است که فرض می کنید توپ بولینگ داخل حال جذب کردن این تیله ها است. اما درواقع، انحنای سطح پارچه سبب می شود که تیله ها به حرکت درآیند. در این ویدئو مجاهدت شده است تا این تمثیل به تمثال کشیده شود.
آیا مفهوم جدیدی که اینشتین در خصوص جاذبه ارائه می کند، نظری ی نیوتن را رد می کند؟ پاسخ منفی است. نظریه ی اینشتین درباره ی گرانش فقط طولانی خیس و دقیق تر است. اگر می خواهید بدانید که یک توپ بیسبال چه زمانی و تو چه عمه ای روی زمین فرود می آید خواه خورشیدگرفتگی و ماه گرفتگی اینده چه زمانی اتفاق می افتد یا مشغول محاسباتی از این دست هستید، باید گفت که قانون جاذبه ی نیوتن برای حل اینگونه مسائل کفایت می کند. ولی تو برخی موارد خاص، مثلا طی ارتکاب محاسباتی که با اجرام بسیار مجلل مانند سیاه چاله ها سروکار دارند باید از معادلات نکته سنج پر حرارت اینشتین استفاده کنید. جالب است بدانید که فقط از طریق نسبیت عام اینشتین می توانیم عملکرد اعجاب انگیز سیاه چاله ها و پدیده هایی مشابه امواج گرانشی را درک کنیم.
درون مجموع دانشمندان گرانش را همچون نیوتن بیشتر به شکل یک نیرو درون نظر می گیرند. حتی فضانوردان هم بیشتر انتظار دارند تا جاذبه را یک نیرو تلقی کنند. در دسامبر سال ۱۹۶۸، یک فضانورد به صیت بیل آندرس، هنگامی که موشک فضاپیمای آپولو ۸ از کره ی ماه بازگشت، یکسره ای را بیان کرد که حاوی پیام زیرکانه ای بود: من فکر می کنم نیوتن تسهیم بیشتری در راندن این فضاپیما داشته است.آینده ی گرانش چگونه رقم می خورد؟
با آن که نظری ی نسبیت عام اینشتین بسیار قاهر بوده و به سوالات و ابهامات بسیار یدکی در دنیای فیزیک پاسخ داده است، احتمالا قطعه ی آخر برای اتمام این پازل شگفت انگیز نیست؛ چراکه تاکنون هیچکس موفق نشده این تئوری را با نظریه ی بزرگتری در فیزیک یعنی مکانیک کوانتوم تلفیق یواش. مکانیک کوانتوم، فعالیت های ذرات زیراتمی را توصیف می کند. پانک می گوید: گرانش تنها نیرویی است که درون دنیای کوانتوم توضیحی برای آن وجود ندارد.مشکل ما این است که نظریه ی نسبیت عام با نظریه ی مکانیک کوانتوم سازگاری چندانی ندارد. گرانش تنها نیرویی است که در دنیای کوانتوم توضیحی برای آن وجود ندارد.
فیزیکدانان امیدوار هستند که تو آینده، نظری ی جدید و جامع لطافت تو فیزیک قادر به تلفیق تئوری نسبیت عام و مکانیک کوانتوم باشد. زمانی که این طور عملی ای جای خود را در دنیای فیزیک ظاهر کند، جاذبه ی مرموز از منظر دیگری تو دید فیزیکدان ها خودنمایی می بطی ء.بیشتر بخوانید:منتخب عکس های علمی هفته از نگاه زومیت؛ از سحابی روح تا کشف نسخه ای دیگر از تابلوی داوینچیافزایش سرعت گسترش جهان؛ دست پاچه داخل دنیای کیهان شناسیمنتخب عکس های علمی هفته از نگاه زومیت؛ از کهشکان مدوسا تا تایم لپس دیدنی ناسا از زمینمنتخب عکس های علمی هفته از نگاه زومیت؛ از لباس های فضانوردی مسافران ماه تا دیوارنگاره گلادیاتورها نوبل فیزیک بوسیله کاشفان سیاره فراخورشیدی رسید
- ۹۸/۰۸/۱۷