بنیان علم

🌌 برای پی بردن به شگفتی های آسمان به ما بپیوندید

🌟 اگر شیفته آسمان و ستارگان هستید، کانال ما یکی از بهترین منابع برای شماست!

💫 آموزش‌ها، اخبار ، واژه‌نامه‌های جامع نجوم و مطالب مفید بسیاری را می توانید در این کانال پیدا کنید.

💫 در مسیر یادگیری با ما همراه شوید.

✨ https://t.me/sky_pulse
✨ https://t.me/sky_pulse
✨ https://t.me/sky_pulse

امروزه برخی از فیزیکدانان باور دارند که پاسخگوی این وضعیت ، نظریه ریسمان خواهد بود.
بی تردید اینشتین تنها دانشمندی در طول تاریخ تمدن بشری است که صرفا با تخیلات ذهنی خود و صرفا با اتکا به قلم و کاغذ توانسته است چنین انقلابی را در علم رقم بزند. او به همراه همین قلم و کاغذهایش که برای وحدت نیروها دست و پنجه نرم می کردند، در سن ۷۶ سالگی بر روی تخت بیمارستان با این دنیا وداع کرد.

پایان
بخش قبل
نویسنده : احمد مصدر
منابع :
• نظریه نسبیت اینشتین، ماکس بورن – ترجمه هوشنگ گرمان
• نسبیت و مفهوم نسبیت، آلبرت اینشتین – ترجمه محمد رضا خواجه پور
• آشنایی با نسبیت خاص، رابرت رزنیک، ترجمه جعفر گودرزی
• نسبیت برای همگان ، مارتین گاردنر، ترجمه محمود مصاحب

☢مجموعه بنیان علم☢
♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات
♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

آرتور استنلی ادینگتون رئیس رصد خانه کمبریج برای سومین بار نامزد عکاسی در کسوف ۱۹۱۹ در آفریقا می شود. او به سختی موفق به عکس برداری می شود و باز می گردد. در همین زمان کمپل به لندن می رود و نتایج را در انجمن ستاره شناسی سلطنتی به اطلاع دیگر ستاره شناسان می رساند. اینشتین اشتباه کرده است، اما ادینگتون با کمی تردید نظری خلاف آن را اظهار داشت! چهار ماه بعد ادینگتون با اطمینان پیش بینی انیشتین را تایید می کند. از این زمان بود که اینشتین در دنیا معروف شد! با این حال هنوز شک و تردیدهایی وجود داشت و ستاره شناسان به انتظار کسوف بعدی در ۱۹۲۲ در استرالیا نشسته بودند. این بار هفت تیم از کشورهای مختلف اعزام شدند که در بین آنها کمپل و فرندلیچ نیز حضور داشتند! سرانجام پیش بینی نسبیت برای چندین ستاره موفق از آب در آمد.

در نسبیت عام از هندسه چهار بعدی شامل سه بعد فضایی و یک بعد زمانی استفاده می شود. زمان، مستقل از فضا نیست و نمی توان برای تعیین یک وضعیت فقط از سه بعد طولی استفاده کرد. بنابراین جایگزینی فضا – زمان به جای فضا و زمان ضروری است. به همین ترتیب فاصله میان نقاط کنارگذاشته شده و به جای آن از فاصله میان دو جایگاه (مکان – زمان) استفاده می شود. در واقع خطوط ژئودزیک (زمین پیمایشی) که مستقیم ترین و کوتاهترین خطوط در طبیعت هستند، جایگزین خطوط مستقیم در هندسه اقلیدسی می شوند. با این تفسیر اگر چه مسیر یک پرتو نوری و یک ستاره دنباله دار هنگام عبور از دستگاه خورشیدی یکسان نیست، اما هر دو در حال پیمایش خطوط ژئودزیک می باشند، یعنی مستقیم ترین خطوطی که ویژگیهای مجاور برای فضا – زمان می سازد! بدین ترتیب شتابی وجود ندارد که به نیروی گرانش مربوط شود.

به عنوان مثال یک مسیر ژئودزیک را در نظر بگیرید که مستقیما به سمت قطب جنوب سطح یک کره شیشه ای رسیده و سپس بر روی سطح این کره تا قطب شمال پیش می رود و پس از آن مستقیم دور می شود. اگر جسمی این مسیر را با حرکت یکنواخت بپیماید، نیرویی احساس نمی شود. اکنون فرض کنید شما سایه این جسم را بر روی صفحه ای به موازات آن مسیر و دقیقا پشت مسیر حرکت جسم بر روی کره دنبال می کنید. چه نوع حرکتی را می بینید؟ تا زمانیکه جسم به قطب جنوبی کره می رسد، سایه جسم نیز دارای حرکت یکنواخت است، اما سرعت آن در زمان پیمایش سطح کره کند می شود. اینجاست که پای شتاب و نیروی گرانش به میان می آید! ظاهرا فیزیک نیوتنی به سایه ای سه بعدی از اتفاقات ۴ بعدی در نسبیت عام می نگرد!

نتایج مهم نسبیت عام :

طبق پیش بینی این نظریه، در میدان گرانشی، زمان کندتر می شود و هر چه میدان گرانشی قویتر باشد، بر کندی زمان افزوده می شود. بنابراین زمان بر روی زمین کندتر از یک فضای خالی می گذرد. حتی بروی زمین نیز هر چه به سطح زمین نزدیک تر شوید، زمان کندتر می شود. این اختلاف زمانی حتی در حد چند طبقه با ساعتهای اتمی ثابت شده است! پیش بینی می شود که در حوزه گرانشی یک سیاهچاله، زمان متوقف می شود! در همین ارتباط پیش بینی می شود که طول موج نور هنگام فرار از میدان گرانشی افزایش می یابد. برای نور مرئی به معنای گرایش به سمت نور قرمز است.

همانطور که قبلا گفته شد، نسبیت عام مسیر عجیب گردش سیاره عطارد را به دور خورشید درست پیش بینی می کند. این مدار یک بیضی بسته نیست و در هر قرن حدود ۴۲ ثانیه انحراف مسیر دارد. این انحراف از چشم ستاره شناسان دور نمانده بود و یکی از چالشهای گرانش نیوتن محسوب می شد. برای سیاره ناهید نیز چنین انحرافی پیش بینی می شود که بسیار کمتر است، اما ثابت شده است. حتما به یاد دارید که در فیزیک نیوتنی، جرم اینرسی و گرانشی تصادفا یکی از آب در آمد. این تصادف خوشایند به این پیش بینی می انجامد که تمام اجسام مثلا در حوزه گرانشی زمین با شتاب یکسانی سقوط می کنند. در نسبیت عام این یک تصادف نیست، بلکه طبق اصول نظریه این اتفاق می افتد! چرا که طبق اصل هم ارزی تفاوتی با سقوط شتابدار اجسام به سطح زمین یا شتاب زمین به سمت اجسام وجود ندارد.

نسبیت عام در کیهان شناسی نیز موفق عمل کرده است. اگر چه اینشتین با دستکاری معادلاتش سعی کرد به یک جهان ایستا و ساکن که باور آن زمان بود، برسد، اما دانشمندان دیگر با استناد به همین نظریه پایه گذار بیگ بنگ شدند. اگر چه پل دیراک با تلفیق خلاقانه نسبیت خاص با کوانتوم موفق به پیش بینی پوزیترون شد، اما نسبیت عام با کوانتوم چه از لحاظ ابعاد و چه از نظر نوع نیروها خیلی از همدیگر دورند. اینشتین برای وحدت دو نیروی شناخته شده آن زمان، یعنی گرانش و الکترو مغناطیس تلاش زیادی کرد. پس از آن دو نیروی دیگر، یعنی هسته ای قوی و ضعیف شناخته شدند و به لطف تلاشهای عبدالسلام، واینبرگ و گلاشو با الکترومغناطیس به وحدت رسیدند، اما در مورد گرانش، این ضعیف ترین نیروی جهان کار مشکلی پیش روست.

#بخش_ششم
کافی است مسیر نور یک ستاره را که از کنار خورشید می گذرد و به زمین می رسد، رصد کنیم. اگر نور ستاره منحرف شود، مکان آن نسبت به زمانی که نور آن از کنار خورشید نمی گذرد و با تغییر مکان زمین قابل رصد است، تفاوت نشان می دهد.

فقط مشکلی وجود دارد. رصد نور یک ستاره که از کنار این خورشید پر نور می گذرد، مانند تشخیص نور یک کرم شب تاب است که بر روی یک نور افکن بسیار پر نور نشسته است! اما هر مشکلی راه حلی دارد! کسوف یا خورشید گرفتگی! در این زمان نور خورشید به اندازه ای کم می شود که بتوان با ابزار پیشرفته ، ستاره های مربوطه را رصد کرد. در یک کتاب، همچون ویدئوی زیر گفته می شود که ستاره شناسان در زمان کسوف، مکان ستاره ها را رصد کردند و متوجه شدند که انحراف نور ستاره ها با آنچه در نسبیت عام پیش بینی شده بود، همخوانی داشت و این بزرگترین پیروزی برای انیشتین بود. در پس همین جمله ساده داستانی طولانی نهفته است!

اینشتین به ستاره شناسان معروفی نامه نوشت و از آنها درخواست چنین آزمایشی را نمود، اما پاسخ دلگرم کننده ای دریافت نکرد. ایشان مشغول پروژه های خویش بودند! سرانجام یک ستاره شناس جوان و گمنام از برلین، اما ماجراجو به نام اروین فینلی فرندلیچ اینکار را به عهده می گیرد. رئیس وی بودجه این آزمایش را تصویب نمی کند، بنابراین وی با کمپل آمریکایی به توافق می رسد. به دنبال اولین کسوف، او و کمپل در ۱۹۱۴ راهی کریمه در خاک روسیه می شوند. اما در همین زمان جنگ جهانی اول اتفاق می افتد! تیم فرندلیچ توسط افسران روسی به عنوان جاسوس بازداشت می شوند. کمپل آزاد می شود، اما اونیز به خاطر هوای ابری موفق به عکسبرداری نمی شود و با جا گذاشتن تجهیزاتش باز می گردد. پروژه کاملا شکست می خورد!

این بدشانسی در آینده به خوش شانسی اینشتین بدل شد، محاسبات اولیه او در مورد میزان انحراف نور اشتباه بود. اشتباهی که می توانست نسبیت عام را برای مدتها با خطر روبرو کند. در خلال جنگ جهانی اول او تصمیم به اصلاح محاسباتش کرد، اما ریاضیات نظریه او هنوز با مشکل مواجه بود. وی در ۱۹۱۵ تئوریش را در آکادمی پروسیان ارائه داد. جایی که یک ریاضیدان قوی به نام دیوید هیلبرت به دقت به سخنان اینشتین گوش می داد. از این لحظه به بعد رقابتی بین اینشتین و هیلبرت جهت حل معادلات نسبیت درگرفت! مشکل ده ساله اینشتین در بخش ریاضی در عرض چند هفته به دست هیلبرت رفع شد، اما اینشتین نیز چند روز بعد به طور مستقل و پس از چندین سعی و خطا به نتیجه رسید. چون هیلبرت یک دانشمند فهیم و با اعتماد به نفس بود، تمامی کار را مربوط به اینشتین دانست و حتی بدون بحث در مورد تقدم زمانی این دستاورد،کاملا کنار کشید!

اینشتین در همان چند روز پایانی به راه حلی روی آورد که ۳ سال قبل آن را به کلی کنار گذاشته بود. این راه حل به یکی از بزرگترین اسرار منجمان در مورد رفتار عجیب سیاره عطارد پاسخ می داد. این سیاره که نزدیکترین به خورشید است از قوانین نیوتن انحراف نشان می دهد. مدار آن یک بیضی بسته همچون دیگر سیارات و طبق پیش بینی نیوتن نیست! این مدار، بسته نشده و همچون گلبرگ به دور خود می چرخد( این رفتار با دقت اندازه گیری امروزه برای سیاره ناهید نیز کشف شده است). معادلات نسبیت عام او رفتار عطارد را پیش بینی می کرد. احتمالا این لحظه، سومین هیجان شدید علمی او بوده است!

اینگونه بود که اینشتین در نسبیت عام به این نتیجه رسید که جرم و انرژی چگونه فضا – زمان را شکل می دهد و آنگاه فضا – زمان چگونه به ماده و انرژی مسیر حرکت می دهد! در ۱۹۱۶ اینشتین به معادلات و محاسبات خود اطمینان داشت، اما می دانست که آزمایش قطعی توسط ستاره شناسان و اندازه گیری خمش نور بدست می آید. محاسبات کنونی او در مورد میزان خمش نور اصلاح شده و این مقدار دو برابر پیش بینی فیزیک نیوتنی بود. او می بایست باز هم صبر کند. کسوف بعدی در ۱۹۱۸ و در واشنگتن رخ داد و این بار کمپل موفق به عکس برداری شد. نتایج، انحرافی برای موقعیت ستاره ها نشان نداد، اما کمپل نسبت به تجهیزات خود اطمینان کاملی نداشت و لذا در مورد انتشار نتایج تردید داشت.

آیا جهان تنظیم دقیق دارد؟

#راجر_پنروز
#Sir_Roger_Penrose

☢ کانال اصلی ☢
🆔 @endishea

💢چرا نظریات توطئه و مخالفت ها با مسائل علمی هیچگاه قابل اتکا نمی‌باشند؟

همیشه گاهی با حرف ها و افرادی رو به رو میشویم که در کنار پذیرش برخی نکات و مسائل علمی، سعی در توجیه و موجه قرار دادن چیزهایی میکنند که رنگ و بوی توهم و توطئه رو دارند. در چنین افرادی که مخالف پیشرفت ها و مسائل علمی در فضا نیستند ولی سفر به ماه رو دروغ می‌پنداشته و یا اینکه مخالف پیشرفت ها در زیست شناسی نیستند ولی به کلی مخالف فرگشت چندین میلیون ساله هستند. مسائلی که بارها و بارها پاسخ داده شده ولی باز هم شاهد مخالفت ها و موجه قرار دادن حرف ها خودشون با مسائل جدید و... هستند. در روند توضیح این باید عرض شود که وقتی ما چندین گزاره از یک موضوع داریم صلاح به این هست که بررسی و پرداخته شود و ما صحت و درستی آنها را پیدا کردیم. ولی گزاره دیگه‌ای، تضاد در درست بودن گزاره های قبل وسط میاد و ادعا میشود که درست و صحیح هستند.‌ در اینجا تو میتوانی با توجه به صحت گزاره های قبلی و مربوطه، گزاره بعدی را نادرست بخوانی. شاید اعتراض شود بررسی و پرداخته شدن هر گزاره‌ای باید به طور مستقل باشد و امکان صحیح بودن آن را در نظر داشت. حتی اگر آنچنان مربوط هم نباشد. مشکلی نیست صلاح بر این هست که بررسی شود. ولی در درجه اول عقل و منطق حکم میکند با توجه به درست سنجی گزاره های زیادی و پیروز بیرون آمدن از آن موضوع و همچنین مسائل علمی، باید به دیده‌ی شک و نه چندان معتبر به درست بودن گزاره دیگر نگریست تا زمانی که موارد زیادی از نادرست بودن گزاره های قبل پیدا شود.

#اندکی_تفکر

☢مجموعه بنیان علم☢
♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات
♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

✍️Narges hatami

در نظریه‌ی نسبیت انیشتین، قانون سرعت نور برای همه‌ی چیزهایی که داخل فضا حرکت می‌کنند، صدق می‌کند. یعنی اگر بخواهیم جسمی را در فضای اطرافمان جابجا کنیم، آن جسم نمی‌تواند سریع‌تر از سرعت نور حرکت کند. این یکی از اصول پایه‌ای نسبیت است.

اما گسترش جهان فرق دارد. وقتی می‌گوییم کهکشان‌ها از ما دور می‌شوند، در واقع به این دلیل نیست که خود کهکشان‌ها دارند سریع‌تر از سرعت نور حرکت می‌کنند، بلکه خود فضا بین ما و آن کهکشان‌ها در حال کشیده شدن است. (مثل اینکه بادکنکی را باد کنیم و نقاطی روی آن بکشیم. با باد شدن بادکنک، نقاط روی سطح آن از هم دورتر می‌شوند، اما خود نقاط حرکت نمی‌کنند؛ بلکه سطح بادکنک بین آن‌ها در حال بزرگ شدن است.)

در انبساط کیهان هم، فاصله‌ها به دلیل گسترش فضا زیاد می‌شود و این گسترش می‌تواند باعث شود به نظر برسد با سرعتی بیشتر از نور از ما دور می‌شوند. این مسئله با نسبیت انیشتین تناقض ندارد، چون طبق نظریه‌ی انیشتین، محدودیت سرعت نور فقط برای حرکت در فضا است، نه گسترش یا تغییر خود فضا.

✍️Amir .R

به زبان ساده، نظریه نسبیت انیشتین محدودیت سرعت نور را برای حرکت اجسام در فضا تعیین می‌کند، اما این محدودیت بر خود فضا اعمال نمی‌شود. وقتی می‌گوییم جهان در حال گسترش با سرعتی بیشتر از نور است، منظور این است که بافت فضا-زمان در حال گسترش است و این گسترش، حرکت یک جسم از طریق فضا به شمار نمی‌آید. به همین دلیل، این گسترش فراتر از سرعت نور مانعی ندارد و باعث نمی‌شود که هیچ جسمی در فضا از سرعت نور فراتر رود.

درواقع، سرعت انبساط جهان به نوعی خاص از "سرعت" مربوط می‌شود که در قالب گسترش فضا تعریف شده است و این تفاوت اساسی باعث می‌شود که قانون محدودیت سرعت نسبیت خاص را نقض نکند.

☢مجموعه بنیان علم☢
♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات
♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

How spaceX makes Starships

How does SpaceX make its revolutionary Starships? In this video, we go behind the scenes to explore the incredible technology, engineering, and physics behind SpaceX's Starship

چگونه SpaceX Starships را می سازد؟

اسپیس ایکس چگونه استارشیپ های انقلابی خود را می سازد؟ در این ویدیو، ما به پشت صحنه می رویم تا فناوری، مهندسی و فیزیک باورنکردنی پشت تولید Starship SpaceX را بررسی کنیم.

☢️مجموعه بنیان علم☢️ ♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات ♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

🎥 اموزش حد و پیوستگی قسمت ششم

اثبات قانون حد و جمع دو تابع

☢️مجموعه بنیان علم☢️ ♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات ♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

گذر زمان از منظر ساعت ها
#برایان_گرین
#Brian_Greene

☢ کانال اصلی ☢
🆔 @endishea

‍ In search of Pi
Yes, it’s possible to approximate the value of π (pi) through the method of drawing polygons, a technique that dates back to ancient Greek mathematics, particularly Archimedes. By inscribing and circumscribing regular polygons around a circle, one can calculate their perimeters to establish upper and lower bounds for the circle’s circumference.
Pi (π), the mathematical constant representing the ratio of a circle's circumference to its diameter, plays a vital role in various scientific and engineering applications, including architecture, physics, and mathematics, enabling accurate calculations and innovations that shape our understanding of the world.

در جستجوی پی
بله، می توان مقدار π (pi) را از طریق روش ترسیم چندضلعی ها تقریبی کرد، تکنیکی که قدمت آن به ریاضیات یونان باستان، به ویژه ارشمیدس برمی گردد. با نوشتن و دور کردن چند ضلعی های منظم در اطراف یک دایره، می توان محیط آنها را محاسبه کرد تا مرزهای بالا و پایین برای محیط دایره تعیین شود.
پی (π)، ثابت ریاضی که نشان دهنده نسبت محیط دایره به قطر آن است، نقشی حیاتی در کاربردهای مختلف علمی و مهندسی از جمله معماری، فیزیک و ریاضیات ایفا می کند و محاسبات و نوآوری های دقیقی را امکان پذیر می کند که درک ما از جهان را شکل می دهد.

☢مجموعه بنیان علم☢
♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات
♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

#سوال
میدانیم جهان بیش از سرعت نور در حال گسترش هست و طبق نسبیت انیشتین هیچ چیز نمی‌تواند از سرعت نور پیشی بگیرد. آیا میشود گفت این مسئله ناقض نسبیت انیشتین هست؟

پاسخ مناسب در کانال قرار داده خواهد شد.

☢مجموعه بنیان علم☢
♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات
♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

پیدایش جهان هستی از هیچ - پروفسور #میچیو_کاکو
#Michio_Kaku

☢ کانال اصلی ☢
🆔 @endishea

اکنون شما با همان چشم غول آسا و استناد به هندسه اقلیدسی از فضای بیرون از زمین صرفا به این خطوط بنگرید. همه آنها منحنی هستند! با این چشم غول آسا ، خط مستقیم، قطر زمین است که قطبین را به همدیگر متصل می کند!

برای کره زمین می توان خط مستقیم را با سوراخ کردن زمین تصور کرد، اما برای فضا چطور؟ اگر فضا – زمان منحنی شود چطور؟ در این حالت ناچارید از همان خطوط ژئودزیک استفاده کنید! شاید تصور کنید که با نور می توان خط مستقیم را پیدا کرد، اما نکته اینجاست که نور نیز خط ژئودزیک را می پیماید که به استناد به هندسه اقلیدسی یک خط منحنی است! این مهمترین نتیجه ای است که انیشتین از نسبیت عام می گیرد! اجرام، فضا – زمان اطراف خود را منحنی می کنند و نور نیز در اطراف این اجرام خم می شود! چرا این نتیجه اینقدر مهم است؟ چون یکی از مهمترین نتایج قابل آزمایش نسبیت عام است. اکنون به این عبارات توجه کنید: فیزیک نیوتنی: هنگام گردش ماه به دور زمین، حرکت مستقیم آن پیوسته تغییر می کند. یعنی دائما شتاب می گیرد. نیروی این شتاب گرانش زمین است. نسبیت عام : به خاطر زمین، فضا – زمان اطراف آن منحنی است و ماه یک خط ژئودزیک را در این هندسه می پیماید. یعنی کوتاهترین خط بین دو جایگاه! با این تعریف نیازی به نیروی گرانش نیست!

اینشتین به گرانش مشکوک شد. او به خوبی متوجه شد که هیچ تفاوتی میان میدان گرانشی با شتاب جاذبه g و قرار گرفتن در سفینه ای که با شتاب g حرکت می کند وجود ندارد. در واقع تمام قوانین فیزیک برای هر دو حالت یکسان عمل می کند. این موضوع همان اصل هم ارزی در نسبیت عام است. اکنون فرض کنید که ما درون اتاقی با شتاب g به سمت بالا در حرکت کنیم. ناگهان یک پرتو نوری از روزنه سمت راست اتاق به صورت موازی با کف وارد می شود. چه اتفاقی می افتد؟ در طول زمانی که نور عرض اتاق را طی می کند، مجموعه به سمت بالا رفته است. نهایتا محل فرود نور در سمت مقابل پایین تر است. یعنی نور یک خط منحنی را طی کرده است. همین اتفاق در حوزه گرانشی خواهد افتاد. این انحنا برای سیارات کمتر از آن است که قابل اندازه گیری باشد، اما برای خورشید شدنی است. چگونه ؟

ادامه دارد »»»
بخش چهارم
نویسنده : احمد مصدر
منابع :
• نظریه نسبیت اینشتین، ماکس بورن – ترجمه هوشنگ گرمان
• نسبیت و مفهوم نسبیت، آلبرت اینشتین – ترجمه محمد رضا خواجه پور
• آشنایی با نسبیت خاص، رابرت رزنیک، ترجمه جعفر گودرزی
• نسبیت برای همگان ، مارتین گاردنر، ترجمه محمود مصاحب


☢مجموعه بنیان علم☢
♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات
♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

#بخش_پنجم
در سال ۱۹۰۷ انیشتین ۲۸ ساله با مرور نسبیت خاص متوجه محدودیت این نظریه می شود. نسبیت خاص فقط با دنیایی سرو کار دارد که در آن همه چیز با سرعت یکنواخت در حرکت است. اما دنیای واقعی اینگونه نیست. شتاب، این پارامتری است که همیشه و همه جا دیده می شود اما در نسبیت خاص وجود ندارد. یک نیروی فراگیر جهانی نیز به نام جاذبه جایی در نسبیت خاص ندارد.
اینشتین کار خود را برای فراگیر کردن نسبیت خود با استفاده از این دو پارامتر آغاز کرد. او از آزمایشهای ذهنی خود بهره می برد و این بار زمانی که در دفتر کار خود بود، سقوط فردی را از ساختمان روبروی پنجره دفترش تصور کرد و … احتمالا شادی این لحظه برابر یا حتی بیشتر از مشاهده توقف ساعت بالای برج در سرعت نور بود! شخص در حال سقوط وزن خود را احساس نمی کند! برای تصور بهتر آسانسوری را در نظر بگیرید که ناگهان کابل آن پاره می شود. در حالیکه آسانسور سقوط می کند، برای شخص درون آن، نیروی وزن و یا نیروی جاذبه ناپدید می شود! چگونه است که نیروی جاذبه کره زمین به همین سادگی از بین می رود؟ اینشتین به گرانش نیوتن مشکوک بود و مشکوک تر شد. اکنون بیایید با همان آسانسور به یک فضای تهی و خالی از هر نوع نیروی گرانش برویم. اگر آسانسور با شتاب ۸.۹ متر بر مجذور ثانیه به سمت بالا حرکت کند، شما درون آسانسور چه احساسی می کنید؟ نیروی گرانش زمین!

اینشتین متوجه شد که تفاوتی میان گرانش و شتاب وجود ندارد! این سیب نیست که به سمت زمین سقوط می کند، بلکه زمین است که به سمت سیب شتاب می گیرد. لحظه هیجان انگیزی است، اما پرسش آزار دهنده ای پیش می آید: مگر کره زمین در سرتاسر اطراف خود در حال شتاب است که ما چنین نیروی گرانشی را حس می کنیم؟ یعنی زمین می بایست با شتاب۸.۹ متر بر مجذور ثانیه در تمام جهات منبسط شود، البته که اینطور نیست. پس اشکال کار در کجاست؟! نبوغ اینشتین راه حل این معمای عجیب را یافت! نیازی به انبساط زمین نیست.  اطراف زمین منحنی است!

این جاست که نقش تخیلات و تحلیل های علمی- فلسفی روشن می شود. اینشتین دریافت که اجرام باعث انحنای فضا – زمان اطراف خود می شوند. بنابراین به دنبال ریاضیات این ایده رفت. ریمان چنین هندسه ای را برای فضای سه بعدی طراحی کرده بود، اما انیشتین تصمیم گرفت آن را برای فضا – زمان چهار بعدی گسترش دهد. البته چون یک ریاضیدان خیلی قوی نبود، طبعا در این راه با مشکلات زیادی دست و پنجه نرم کرد، اما در نهایت چند روز پس از یک ریاضیدان مشهور به نام دیوید هیلبرت به طور مستقل به نتیجه رسید.

به نظرم تخیلات و تحلیلهای فلسفی اینشتین که ظاهرا بی تاثیر از اندیشه های ارنست ماخ نبوده، در به ثمر رسیدن نسبیت نقش مهمی داشته است. اگر فقط ریاضی و فیزیک بود، از او قویتر نیز بودند! در عین حال ایده های فلسفی اینشتین، وی را از کوانتوم بیزار می کرد. البته او بخش علمی کوانتوم را می پذیرفت. شاید اینطور برداشت شود که پس ایده های فلسفی می تواند سد راه پذیرش علوم شود. به نظرم برای کسی که با علم و روشهای علمی آشناست، اینگونه نیست. یک باور مطلق چه از جنس فلسفی یا ایدئولوژیکی آدمی را از پذیرش یک نظریه علمی باز می دارد، در حالیکه ایده فلسفی می تواند شما را نسبت به بنیان یک نظریه مشکوک کند. بدین منظور که شما برای رسیدن یا یافتن یک نظریه عمیق تر تلاش کنید. چالشهای انیشتین با کوانتوم، خود به خلق مسائل جالبی در کوانتوم شد که بور و همکارانش آنها را حل می کردند. شاید در آینده دانشمند بزرگ دیگری به خاطر همین بیزاری فلسفی از مفاهیم کوانتوم راه را برای یک نظریه عمیق تر باز کند!

در نظریه نیوتن ، نیرو عاملی است که موجب شتاب می شود. شتاب از تغییر سرعت پدید می آید. مثلا اگر چه مقدار سرعت چرخش ماه به دور زمین یکسان است، اما چون دائما جهت آن تغییر می کند، یعنی پیوسته شتاب می گیرد. نیروی این شتاب ، گرانش زمین است، اما در فیزیک نیوتنی چگونه معلوم می شود که جهت حرکت ماه در حال تغییر است؟ اگر ما یک چشم غول آسا داشتیم، می دیدیم که ماه به دور زمین یک حرکت تقریبا دایره ای را طی می کند. این مدار اصلا یک خط مستقیم یا کوتاهترین خط نیست. سند آن چیست؟ هندسه اقلیدسی! این هندسه با احساسات ما به شدت عجین شده است.آدمی بر روی زمین محدود با این هندسه مانوس است و به همین دلیل آن را به خوبی تصور می کند. این بزرگترین سد برای جهش به نسبیت عام است!


در نسبیت عام خبری از هندسه اقلیدسی نیست! نه تنها از هندسه منحنی ریمانی استفاده می شود، بلکه یک بعد زمان نیز به آن اضافه شده است. البته قابل تصور نیست. فقط باید آن را فهمید! در این هندسه به جای خط مستقیم از خط ژئودزیک استفاده می شود. خط ژئودزیک نیز کوتاهترین فاصله میان دو نقطه است. چگونه؟ مثلا خطوط نصف النهاری که قطب شمال را به جنوب وصل می کند، همگی خطوط ژئودزیک بر روی سطح زمین هستند.

کشف امواج گرانشی
#برایان_گرین
#Brian_Greene
☢ کانال اصلی ☢
🆔 @endishea

#پاسخ

✍Amir:
قطعاً انتقال گرما از جای گرم به سرد ارتباط مستقیمی با مفهوم انتروپی دارد. در واقع، این پدیده یکی از تظاهرات اساسی قانون دوم ترمودینامیک است که افزایش انتروپی در یک سیستم بسته یا جهان هستی را بیان می‌کند.

برای درک بهتر این ارتباط، اجازه دهید چند نکته کلیدی را بررسی کنیم:

انتروپی چیست؟ انتروپی به عنوان معیاری برای بی‌نظمی یا آشفتگی در یک سیستم در نظر گرفته می‌شود. هرچه سیستم بی‌نظم‌تر باشد، انتروپی آن بیشتر است.
قانون دوم ترمودینامیک: این قانون بیان می‌کند که انتروپی یک سیستم بسته همواره در حال افزایش است یا در بهترین حالت ثابت می‌ماند. به عبارت دیگر، فرایندهای طبیعی به سمت افزایش بی‌نظمی پیش می‌روند.
انتقال گرما و افزایش انتروپی: هنگامی که گرما از یک جسم گرم به یک جسم سرد منتقل می‌شود، ذرات در جسم گرم انرژی جنبشی بیشتری دارند و توزیع آن‌ها بی‌نظم‌تر است. با انتقال گرما، این انرژی جنبشی بین ذرات دو جسم تقسیم می‌شود و در نتیجه، توزیع ذرات در هر دو جسم یکنواخت‌تر و بی‌نظم‌تر می‌شود. این افزایش بی‌نظمی به معنای افزایش انتروپی کل سیستم است.
به طور خلاصه:

جهت انتقال گرما: گرما همیشه از جسم گرم به جسم سرد جریان می‌یابد. این جهت‌گیری به دلیل تلاش سیستم برای رسیدن به حالت تعادل و بیشینه بی‌نظمی (یعنی بیشینه انتروپی) است.
افزایش بی‌نظمی: با انتقال گرما، توزیع انرژی در سیستم یکنواخت‌تر می‌شود و در نتیجه، بی‌نظمی یا انتروپی سیستم افزایش می‌یابد.
قانون دوم ترمودینامیک: این قانون به ما می‌گوید که فرایندهای طبیعی همیشه در جهت افزایش انتروپی رخ می‌دهند. انتقال گرما از گرم به سرد نمونه‌ای از این فرایندها است.
مثال: تصور کنید یک فنجان چای داغ را در یک اتاق سرد قرار می‌دهید. گرما از چای به هوا منتقل می‌شود و در نهایت، دمای چای و هوا یکسان می‌شود. در این فرایند، انرژی گرمایی از حالتی متمرکز و منظم (چای داغ) به حالتی پراکنده و بی‌نظم (هوای اتاق) منتقل می‌شود. این انتقال گرما باعث افزایش بی‌نظمی یا انتروپی کل سیستم (چای + هوا) می‌شود.

در نتیجه، می‌توان گفت که انتقال گرما از جای گرم به سرد نه تنها یک پدیده طبیعی است، بلکه یک تظاهر اساسی از قانون دوم ترمودینامیک و افزایش انتروپی در جهان هستی است.

☢️مجموعه بنیان علم☢️ ♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات ♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

🎥 اموزش حد و پیوستگی قسمت پنجم

خواص حد ( ب )

☢️مجموعه بنیان علم☢️ ♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات ♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

#سوال
چرا انرژی از جسم گرم به جسم سرد منتقل می‌شود؟

پاسخ مناسب در کانال قرار داده خواهد شد.

☢️مجموعه بنیان علم☢️ ♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات ♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

جهانی از صفر و یک؟
#برایان_گرین
#Brian_Greene
☢ کانال اصلی ☢
🆔 @endishea

🎥 اموزش حد و پیوستگی قسمت چهارم

خواص حد (الف)

☢️مجموعه بنیان علم☢️ ♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات ♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم

🔴 Animation vs. Geometry
📌ویدئو جالبی از انیمیشن و هندسه
ویدئو مرتبط: فیزیک و انیمیشن

🔘لینک یوتیوب

☢️مجموعه بنیان علم☢️ ♨️ کانال اصلی ♨️ کتاب و مقالات ♨️ فیزیک اندیشه ♨️ آرشیو بنیان علم