چکیده نسبیت عام و خاص آلبرت اینشتین
به نام خدا -در این ویدیو بزرگترین بینش علمی جهان ،یعنی نسبیت عام وخاص انیشتین را مورد برسی قرار میدهیم – درک کامل نسبیت زمان زیادی می برد و این ویدیو با هدف معرفی نسبیت به صورت خلاصه و فشرده تهیه شده لذا ممکن است درک آن را خصوصا در چند دقیقه ابتدایی، کمی دشوار نماید- اما میتواند درک وسیعی از نسبیت را در کوتاه ترین زمان ممکن به شما بدهد..
این ویدیو از پیش نیاز های ویدیو های بعدی در زمینه مباحث خداشناسی و اعتقادی است لذا به تمام عزیزان توصیه میکنیم با وجود پیچیدگی زیاد ویدیو حتما آن را تا انتها ببینند.(در این ویدیو چندین ویدیوی دیگر معرفی می شود که جهت مشاهده آنها لازم است به وبسایت یا کانال دیگر من در آپارات سر بزنید).
نماهنگ نسبیت
تماشا در یوتیوب
تاریخ پخش ۳۱ شهریور ۱۴۰۳ ساعت ۱۷
۲۴ تشریح فضا زمان چهاربعدی و نمودار CT
۲۵ سرعت بالاتر از نور و مشکل علت و معلول
۲۶ ماهیت و حکمت محدودیت سرعت نور
۲۷ شبیه ساز سرعت نور و اثر داپلر – بازی – گیم
۲۸ – نسبیت خاص اینشتین – آموزش انیمیشنی
۲۹ – بررسی مقدماتی رابطه جرم و انرژی اینشتین
۳۰ بررسی رابطه جرم و انرژی اینشتین – متوسط
۳۱ – تاریخچه سرعت نور و ثابت بودن آن بر پایه نسبیت
۳۲ – نسبیت عام اینشتین
۳۳ – تشریح نسبیت عام در ۷ سطح
ویدیو های پیش نیاز
متن ویدیو
مفهوم جذاب نسبیت با پیچیدگی خاصی که داره می‌تونه ذهن شما رو سال‌ها درگیر خودش کنه و هرگز انتظار نداشته باشید که با دیدن این ویدیو به درک عمیقی از نسبیت برسید،این ویدیو در سطح مقدماتی تهیه شده و اگر تمایل داشتید بیشتر و دقیقتر در این باره بدونید ،می‌تونید به ۱۰ ویدیویی که در تصویر می‌بینید از کانال دیگر ما در آپارات مراجعه کنید یا از طریق لینکی که در توضیحات قرار دادم ، وارد پست این مطلب در سایت بشید .خوب بریم برای آشنایی با نسبیت خاص و عام
بسیاری از مفاهیم در دنیای ما نسبی هستند ،مثلاً وقتی با سرعت ۲۴ کیلومتر بر ساعت ،در حال دویدن هستید این سرعت نسبت به زمین زیر پای شما اندازه‌گیری شده
اما نسبت به وسیله‌ای که ۱۶ کیلومتر سرعت داره و از کنارش عبور می‌کنید تنها ۸ کیلومتر سرعت دارید ،خوب حالا از قبل می‌دونیم که سرعت نور ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه است، تصور کنید روی زمین ایستاده‌اید ،
و برادر شما در قطاری، با نصف سرعت نور از کنار شما در حال عبوره
شما و برادرتون همزمان چراغ قوه خودتون رو روشن می‌کنید، در این حالت انتظار داریم که نور چراغ برادر شما سریعتر حرکت کنه و از نور چراغ شما پیشی بگیره،
اما در واقعیت می‌بینید که نور هر دو چراغ هماهنگ و در کنار هم حرکت می‌کنند،
خوب اولین حدس شما اینه که سرعت نور چراغ برادرتون کم شده، اما وقتی بعداً ازش می‌پرسید به شما میگه که سرعت نور چراغش تغییری نکرده،
پس چطور ممکنه با وجود حرکت قطار هر دو نور با هم حرکت کنند ؟
اینجاست که نبوغ اینیشتین کارساز میشه، از قبل می‌دونیم که سرعت ضربدر زمان معادل مسافت طی شده میشه و اگر قرار باشه در این معادله سرعت تغییر نکنه ،به ناچار مجبور میشیم برای حل این تناقض زمان و مسافت رو دستکاری کنیم ،
که به تغییرات زمان اتصال زمان و به تغییرات مسافت انقباض طول گفته میشه
به عبارت دیگر شما برادرتون رو در قطار به صورت آهسته می‌بینید و زمان برای برادر شما کندتر می‌گذره و همین باعث میشه ،سرعت قطار جبران بشه و نور چراغش با نور چراغ شما هماهنگ حرکت کنه.
آلبرت اینشتین از دل چنین مقایسه‌هایی نسبیت خاص را بیرون کشید،
اما نسبیت خاص یک مبحث وسیعیه که در ادامه فقط می‌خوام به نتایجش اشاره کنم با فرض اینکه شما داخل فضاپیما باشید و سعی کنید به سرعت نور نزدیک بشید
۱ نظر شما زمین و فضا حرکت می‌کنند و تصور می‌کنید خودتون ساکن هستید
و بالعکس از نظر مردم روی زمین ،همه چیز ثابته
و این فضاپیما ست که نسبت به اون‌ها حرکت می‌کنه و آزمایشی وجود نداره که مشخص کنه واقعاً کدام چارچوب در حال حرکته
۲ از نگاه مردم روی زمین ،هرچه به سرعت نور نزدیک‌تر بشید،زمان برای شما آهسته‌تر می‌گذره و طول فضاپیما کمتر میشه
اما از نظر خودتون همه چیز داخل فضاپیما عادیه و این فضای اطرافتون هست که فشرده و کند شده
۳ وقتی به سرعت نور نزدیک میشید ،سفر شما به نقاط مختلف کیهان از نظر مردم روی زمین میلیاردها سال زمان می‌بره، اما از نظر خودتون در چند ثانیه به نقاط مختلف کیهان سفر می‌کنید
۴ هنگامی که به سرعت نور نزدیک میشید مردم روی زمین شما رو می‌بینند که با فاصله کمی پشت سر نور چراغ‌های فضاپیما حرکت می‌کنید، اما از نظر خودتون هرگز به سرعت نور نزدیک هم نمیشید، چون باز هم طبق نسبیت ،باید سرعت نور رو در فضاپیما ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه اندازه‌گیری کنید ،برای همین از نگاه کسی که تلاش می‌کنه به سرعت نور نزدیک بشه سرعت نور به بی‌نهایت میل می‌کنه
و حالا چند نکته مهم
مقدار سی در معادلات در حقیقت سرعت نور نیست ،بلکه سرعت علیت و اثرگذاری در کیهانه
و معنیش اینه که هر چیزی که حاوی اطلاعات باشه و باعث شکستن قانون علت و معلول بشه ،نمی‌تونه سریعتر از این مقدار در کیهان سفر کنه
حال چون نور در فیزیک جرم سکون نداره می‌تونه با حداکثر این سرعت در فضا حرکت کنه و ما چون جرم داریم قادر نیستیم به سرعت نور برسیم و انرژی لازم برای رسیدن به سرعت نور به بی‌نهایت میل می‌کنه
برای نور که با حداکثر سرعت حرکت می‌کنه ،زمان و مسافت بی‌معنی میشه، یعنی انگار در لحظه‌ای می‌تونه هر جایی از کیهان حضور داشته باشه. اما از نظر ما که به زمان وابسته هستیم، سفر نور چندین میلیارد سال در کیهان طول می‌کشه
۳ در حال حاضر آزمایشاتی وجود داره که می‌تونند سریعتر از نور ارتباط برقرار کنند مثل درهم تنیدگی کوانتومی اما هنوز کسی موفق نشده از این طریق اطلاعاتی را جابجا کنه
ارتباط سریعتر از نور می‌تونه به معنای امکان ارسال پیام به گذشته باشه که این می‌تونه پارادوکس‌هایی شبیه به پارادوکس پدربزرگ ایجاد کنه
۴. در نسبیت خاص افراد بر روی همزمان بودن حوادث توافق ندارند، یا به عبارتی در مورد زمان یک رویداد هر کسی نظر خودش رو داره که بهش نسبیت همزمانی میگن ،اما بر روی علت و معلول و ترتیب وقایع می‌تونند توافق داشته باشند
می‌دونم خیلی فشرده و و پیچیده شد ولی چاره‌ای ندارین جز اینکه این نتایج را بپذیرین یا جهت درک بهتر به لینکی که در توضیحات دادم رجوع کنید و چند هفته ای برای درک بهتر نسبیت وقت بذارید..
خوب ،این شد یه کلیتی از نسبیت خاص ،اما چرا بهش نسبیت خاص میگن؟ به این علت که برای شرایط خاص و خطی که حرکت شتابدار در اون نقش ایفا نمی‌کنه تعریف شده و در شرایط پیچیده جای خودش رو به نسبیت عام میده
نسبیت خاص در سال ۱۹۷۱ در آزمایشی تحت عنوان هافله کیتینگ به کمک چند ساعت اتمی پس از پروازهایی به سمت غرب و شرق و مقایسه نتایج مورد تایید قرار گرفت
پس از کمی محاسبات ریاضی اینشتین معادله معروف انرژی مساوی است با جرم ضربدر مجذور سرعت نور رو از دل روابط نسبیت خاص، بیرون کشید .
این رابطه به ما میگه می‌تونیم ،جرم رو به انرژی و یا انرژی را به جرم تبدیل کنیم. برای درک بهتر شما می‌تونید نور لامپ رو به انسان، سنگ ،طلا ،چوب ،یا هر چیزی که به ذهنتون می‌رسه تبدیل کنید و بالعکس می‌تونید انسان و سنگ رو به انرژی یا نور تبدیل کنید و انرژی هسته‌ای و جنایت تاریخی مثل انفجار اتمی هیروشیما اثبات محکمی بر این معادله هستند
البته این نکته رو اضافه کنم ،عبارت تبدیل جرم به انرژی خیلی دقیق نیست ، چون جرم هم خودش صورت دیگری از انرژی هست ولی برای توضیح مفهوم ما کفایت می‌کنه و اگر دوست دارید دقیقتر بدونید این ویدیو رو از پیج دیگم در آپارات یا از سایت ببینید
حالا این سوال ممکنه به ذهنتون برسه که پس چرا انرژی اطراف ما مثلاً وقتی که یه تکه گوشت رو کباب میکنیم آزاد نمی‌شه. نگران کننده نیست
پاسخ در چیزی به نام انرژی فعال سازی نهفته است
برای اینکه ساده‌ترش کنم ،بنزین و گازوئیل رو در نظر بگیرید ،اگر داخل بنزین کبریتی بندازیم در کسری از ثانیه شعله ور میشه، اما گازوئیل، بالعکس کبریت رو خاموش می‌کنه، چون گازوئیل برای شعله ور شدن به انرژی اولیه بیشتری نیاز داره
در مثال کباب کردن گوشت هم همینه و دمای شعله معمولی توان آزاد کردن انرژی حقیقی گوشت رو نداره
و اگر همان تکه گوشت رو داخل یک ستاره بزرگ بندازید می‌تونه از اون مستقیماً به عنوان سوخت خودش استفاده کنه یا میشه گوشت رو با ضد ماده خودش واکنش داد تا به انرژی تبدیل بشه، که البته جزئیات این مورد باید در ویدیو دیگری تشریح کنم
قوی‌ترین بمب آزمایش شده تاریخ رو ،روسیه سال ۱۹۶۱ به نام بمب تزار با قدرتی معادل ۵۰ مگاتن تی ان تی یعنی ۵۰ میلیون تن تی ان تی آزمایش می‌کنه و قدرت بمب به حدی زیاد بود، که ارتفاع قارچ انفجار به حدود ۶۰ کیلومتر می‌رسه و انفجار از فاصله هزار کیلومتری با چشم غیر مسلح قابل مشاهده و در فاصله ۹۰۰ کیلومتری از انفجار باعث خرد شدن شیشه‌ها شده
قدرت چنین انفجاری معادل ۳۳۰۰ برابر بمب اتمی هیروشیما یا شش و نیم میلیارد لیتر بنزین میشه و این انرژی عظیم تنها از تبدیل حدود ۲.۳ کیلوگرم ماده به انرژی به دست میاد
و حالا تصور کنید خورشید از این نوع سوخت که ۲.۳ کیلوگرمش ،چنین انرژی آزاد می‌کنه ،در هر ثانیه ،دقت کنید در هر ثانیه ،حدود ۴ میلیون تن داره مصرف می‌کنه
و حالا عجیب‌تر از این اعداد اینه که، یک عده هر روز با انرژی این غول جهنمی از خواب بیدار میشن، تو چشمات زل میزنن و میگن جهنمی وجود نداره
منم می‌تونم مثل خیلی از کانال‌های دیگه از ترس ریزش فالوور و کامنت‌های منفی از مفاهیم اعتقادی حرفی نزنم ،اما ارزش اینکه یک نفر حقیقت رو بفهمه و مسیر زندگیش متحول بشه، برای من به مراتب بیشتر از بهبه و چهچه‌های افرادیه که صدای حقیقت رو کم می‌کنند، تا وجدانشون بیدار نشه و بتونن از گناهی که می‌کنند بیشتر لذت ببرند
حالا با این پیش زمینه می‌خوام اولین آیاتی رو براتون پخش کنم که من رو مجاب کرد که قرآن رو تا انتها مطالعه کنم و میشه گفت این آیه نقطه ی عطف زندگیم بود.
آتشی که هیزم آن انسان ها و سنگ هاست
اعوذ بالله ،اگر این کتاب کلام انسان بود ،برای مردم ۱۴ قرن پیش می‌تونست بگه، آتشی که هیزم آن خرمن‌ها و جنگل‌هاست تا مردم بیشتر بترسند ،تا اینکه از انسان و سنگ نام ببره ،دو چیزی که در نگاه اول بی‌معنی و اشتباه به نظر میان
اما امروز به لطف رابطه جرم و انرژی می‌دونیم ماهیت ما و اطرافمون از انرژی شکل گرفته، و یک بند از انگشت ما می‌تونه یک شهر رو به طور کامل تخریب کنه و این یک بینش زیباست که نشون میده آیات قرآن کریم برای تمامی زمان‌هاست و برای مردم هر دوره‌ای نشانه مخصوصی داره تا جاری بودن خودش رو ثابت کنه
خوب حالا بعد توضیح نسبیت خاص به نسبیت عام می‌رسیم
یک روز اینشتین خودشو در حال سقوط از یک ساختمان بلند تصور می‌کنه و به این نتیجه می‌رسه که اگر اطرافش هوا و ساختمانی وجود نداشته باشه ، هنگام سقوط حالتی از بی‌وزنی رو تجربه می‌کنه که با معلق بودن در یک محیط بدون گرانش ،مثل فضا تفاوتی نداره
و به عبارتی به این نتیجه رسید که راهی برای تمایز حرکت شتابدار از نیروی گرانش وجود نداره در مثالی ساده‌تر اگر شما داخل اتاقکی باشید که نتونید بیرون رو ببینید هیچ راهی ندارید که بتونید اثبات کنید که چهارچوب شما روی زمینه یا اینکه در یک فضاپیما قرار گرفته و داره با شتابی معادل شتاب گرانش زمین در فضا حرکت می‌کنه و در هر دو حالت ترازو وزن یکسانی را نمایش میده، به این موضوع اصل هم ارزی میگن
حالا تصور کنید داخل فضاپیما هستید که با شتاب رو به بالا حرکت می‌کنه در این حالت اگر نور چراغ قوه‌ای رو از یک طرف به طرف دیگر بیندازید با توجه به حرکت فضاپیما انتظار دارید نور چراغ کمی به سمت پایین منحرف بشه خوب حالا اگر اصل هم ارزی درست باشه و تفاوتی میان حرکت شتابدار و جاذبه نباشه انتظار میره همین اتفاق در روی زمین وقتی ثابت هستیم هم رخ بده و این اتفاق هم میفته ،اما طبق قوانین نورشناسی اینشتین انتظار داشت نور در مسیر مستقیم و کوتاه‌ترین مسیر حرکت کنه
پس چرا نور داره مسیر خمیده و بلندتر را طی می‌کنه؟
چون میدان گرانشی فضا را خمیده می‌کنه و در یک فضای خمیده مسیر مستقیم مسیری است که از خمیدگی فضا پیروی کنه.. گیج شدید درسته
جهت درک بهتر فرض کنید شما و دوستتون که روی خط استوا با فاصله زیادی از هم قرار گرفتید قصد دارید به قطب شمال برید و هر دو روی یک خط مستقیم به سمت شمال حرکت می‌کنید اما در نهایت در قطب شمال به هم می‌رسید هر دو توافق دارید که در مسیر مستقیم و کوتاه حرکت کردید اما از نگاه ناظر بیرونی شما از انحنای ایجاد شده روی زمین پیروی کردید
با توجه به این مفاهیم اینشتین، نتیجه گرفت که اجرام می‌تونن فضای اطراف خودشون رو خمیده کنند و حرکت اجسام به سمت زمین ناشی از این خمیدگی ایجاد شده در فضاست و نیرویی بین ما و زمین مثل نظریه نیوتن وجود نداره
فرض کنید فضا مثل یک پارچه کشی باشه
اگر گوی سنگینی رو وسط این پارچه بذارید ،گوی باعث خم شدن پارچه میشه،
حال اگر گوی کوچک‌تری رو به دور این گوی پرتاب کنید، مثل یک سیاره به دور گوی سنگین‌تر شروع به چرخش می‌کنه،
با توه به این موضوع ،جان ویلر نسبیت عام را چنین خلاصه می‌کنه فضازمان به ماده می‌گوید که چگونه حرکت کند و ماده به فضازمان می‌گوید که چگونه خمیده شود
از نسبیت خاص یاد گرفتیم که فضازمان دو جزء به هم پیوسته هستند، لذا خم شدن فضا می‌تونه باعث تغییر و کند شدن زمان هم بشه، که به این پدیده اتساع زمان گرانشی میگن
قبلا گفتیم در حضور میدان گرانشی فضا خم میشه و نور از از کوتاه‌ترین مسیر در فضای خمیده پیروی می‌کنه ،با این حال نور در فضای خمیده مسافت بیشتری رو نسبت به فضای بیرون از میدان گرانشی طی می‌کنه
و با توجه به اینکه سرعت برابر است با مسافت تقسیم بر زمان و با دانش به ثابت بودن سرعت نور،
وقتی مسافت بیشتر میشه، جهت ثابت ماندن سرعت نور در معادله باید مخرج، کسر یعنی زمان هم افزایش پیدا کنه و این افزایش به معنی کند شدن زمانه
اما کسی که در میدان گرانشی قوی‌تر حضور داره متوجه کند شدن زمان نمیش،این موضوع در فیلمی مثل میان ستاره‌ای به کارگردانی نولان، بر روی یک سیاره دوردست به تصویر کشیده شده،
با این حال فیلم‌ها مرجع مناسبی برای یادگیری نیستند و در همین فیلم، نویسنده تصویری تخیلی رو از سیاه چاله ارائه میده ،که با اطلاعات فعلی ما از سیاهچاله‌ها هماهنگی نداره و بعداً در این رابطه توضیح میدم.
نسبیت عام ،با آزمایشات متعددی مثل پیش‌بینی حرکت تقدیمی سیاره عطارد، که معادلات نیوتونی نمی‌تونست توضیحی درباره‌اش ارائه بده و انحنای نور ستاره‌ها هنگام عبور از کنار خورشید ،مورد تایید قرار گرفته و حتی ساعت‌های سامانه جی پی اس به کمک این نظریه تنظیم میشن و بدون اصلاح خطای زمانی، این سامانه نمی‌تونه مکان دقیق شما رو محاسبه کنه
حالا به چند نکته توجه کنید
۱ تصویر دوبعدی مانندی، که از خم شدن فضا در مستندها نمایش داده میشه یک تصویر ناقصه ،جهت درک بهتر مطلب ،نمایش نسبیت عام، به موردی که اکنون در تصویر می‌بینید نزدیک‌تره.
۲در نظریه قدیمی نیوتون، فضازمان ثابت هستند ،و جاذبه به شکل یک نیروی کشنده و آنی میان دو سیاره، مشابه اتصال دو جسم با بایک طناب تفسیر میشه، که می‌تونه بلافاصله روی اجرام اثر بذاره .
اما در نسبیت عام، فضازمان دچار تحریف میشن و گرانش هم به جای یک نیروی کشنده و آنی ،به عنوان پیامدی از خم شدن فضازمان معرفی میشه، که سرعت اثرش محدود به سرعت حرکت نور هست .
و برای نمونه اگر شما خورشید رو ناگهان حذف کنید ،موج گرانشی در فضازمان ایجاد می‌کنه که رسیدنش به زمین ۸ دقیقه زمان می‌بره، لذا بعد از حذف خورشید شما تا ۸ دقیقه متوجه حذف خورشید نمیشید و زمین در مدار خودش باقی می‌مونه
۳با وجود اینکه نسبیت عام، نسبت به محاسبات نیوتن پیش‌بینی‌های دقیق‌تری رو ارائه میده، به دلیل محاسبات پیچیده‌تر ریاضی و درک دشوار برای عموم مردم، بیشتر در مواردی که نیاز به محاسبات دقیق و حساس وجود داره مورد استفاده قرار می‌گیره
حال با این پیش زمینه‌ای که تا اینجا ارائه دادم به این آیه توجه کنید
این آیه را به سه بخش تقسیم می‌کنم ۱ نه خورشید را سزاست که به ماه فرا رسد ۲ نه شب بر روز پیشی می‌گیرد ۳ و هر کدام در مسیر خود شناورند
خوب بخش اول و دوم پیش زمینه‌های علمی دیگری داره و لازمه در ویدیوی دیگری بررسی بشه و میریم سراغ بخش سوم که مرتبط با موضوع این ویدئوست،
عده ای که با قرآن دشمنی دارند، بعد از کشف این موضوع که خورشید در مرکز منظومه شمسی ثابته و زمین به دور خورشید در حرکته، شروع به نقد قرآن کردند و گفتند اعوذ بالله خدا نمی‌دونسته خورشید ثابته یا بیرون از جو زمین خلا و آب و یا هوایی وجود نداره ،که شناور بودن معنی بده
اما امروز می‌دونیم خورشید ثابت نیست و همراه تمام سیارات منظومه شمسی، با سرعتی نزدیک به ۲۲۰ کیلومتر بر ثانیه به دور مرکز کهکشان راه شیری در حرکته و همچنین به لطف نسبیت عام ثابت شده
تصویری که نیوتن از جاذبه به ما داده صحیح نیست و ماه و خورشید در ساختار فضازمان شناورند و حتی اجرام ،می‌تونن در این ساختار مثل دریا موج ایجاد کنند و مستندها پر شده از شبیه سازی‌هایی که می‌خوان این امواج گرانشی را برای ما به نمایش بزارن
خوب در ادامه می‌خواستم در رابطه با سفر در زمان صحبت کنم اما این ویدیو تا همینجاشم به قدر کافی طولانی شده و به امید خدا این موضوعات رو در ویدیوی دیگری باز می‌کنم ،
ممنون که تا این لحظه با من همراه بودید از لایک و سابسکرایب فراموش نکنید تا یه ویدیوی دیگه خدانگهدار
جهت از دست ندادن مطالب بعدی کانال آیس استار را در آپارات ، یوتیوب و اینستاگرام دنبال کنید
این مطلب توسط آیس استار تهیه و تدوین شده و انتشار آن تنها با درج متن زیر(داخل پرانتز) همراه با لینک های فعال موجود در آن مجاز میباشد.
(نویسنده : وحیدنورافشان
منبع : آیس استار
جهت از دست ندادن مطالب بعدی کانال های آیس استار را دنبال کنید
www.icestar.ir
