المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 سفر در زمان (زنگ تفريح شماره ي 236)
سفر در زمان (زنگ تفريح شماره ي 236)زنگ تفريح فيزيك
زمان، فلسفه زمان، سفر در زمان

 

 

 

 

 

  

از قديم تاکنون، عبارت سفر در زمان اغلب انتزاعي ترين تصورات ما را از معناي حرکت در بُعد چهارم فرا مي خوانند. ولي منظور ما اينجا لزوماً ماشين زمان و کرم چاله نيست که در آن سالها به گذشته يا آينده سفر کنيم. شايد دقت کرده باشيد، ما همگي با عملکرد زمان درهمتنيده شده ايم. اگر پايه اي به زمان نگاه کنيم، گستره تغيير در عالم مي شود زمان! خوشتان بيايد يا نيايد همگي در اين تابع زماني در حال تغيير هستيم. پير مي شويم، سيارات دور خورشيد حرکت مي کنند، و همه چيز زمين مي افتند. ما گذر زمان را اندازه ميگيريم، ثانيه ها، دقيقه ها، ساعتها، سالها ولي به اين معني نيست که زمان با سرعت مشخصي در جريان است. درست مقل رودخانه که آب در آن جريان دارد و سرعت آن بستگي به عريض بودن رودخانه دارد، زمان هم با سرعتهاي متفاوتي مي گذرد. به عبارت ديگر زمان نسبي است.

 

 

ولي چه عاملي باعث نوسان در جهت زمان از گهواره تا گور مي شود؟ در واقع بين فضا و زمان رابطه اي وجود دارد. بشر در ۳ بُعد طول، عرض و عمق جست خيز مي کند. زمان به عنوان بُعد چهارم و عضو عجيب ابعاد به آنها مي پيوندد. زمان بدون فضا وجود خارجي ندارد و فضا هم همينطور. هردو در يک بدنه قرار ميگيرند: فضا-زمان پيوسته. هر رويدادي در عالم شامل هردوي اينهاست.

در ادامه به راه هاي مختلف سفر در زمان مي پردازيم.

 

 

 

 

سفر به آينده

اگر مي خواهيد چندسال سريع تر از اين شخص در زمان حرکت کنيد، بايد از فضا-زمان بهره بگيريد. GPS ها دقيقاً همين کار را مي کنند. به دليل نيروي کمتر گرانشي که حس مي کنند به اندازه ي سه ميلياردم ثانيه زمان براي آنها زودتر مي گذرد.

 

ما اين پديده را «اثر گرانشي تأخير زمان» مي ناميم. بنا به نظريه نسبيت عام آينشتاين، گرانش انحناي فضا- زمان است و اخترشناسان هم اين اثر را هنگام رد شدن نور از کنار جسمي پرجرم مثل خورشيد مشاهده کرده اند. اثري که يک جسم بزرگ ايجاد مي کند، «لنز گرانشي» ناميده مي شود  که در مشاهدات ما از فضاي دوردست کهکشان ها کشف شده است.

 

ولي چه ربطي به زمان دارد؟ هر پديده اي که اتفاق مي افتد، بايد شامل فضا و زمان باشد. بدون ديگري بي معني است. گرانش فقط کشش فضا نيست.

شما زمان را نميتوانيد ببينيد که مثل يک جسم يا شاره، در حال حرکت باشد، ولي اثر آن را مي توانيد ببينيد. بخصوص نزديک اجسام اَبَر پُرجرمي چون سياه چاله عظيم، قوسA که نام قوس از صورت فلکي که در آسمان شب ميبينيم گرفته شده است. اين سياه چاله در هسته مرکزي کهکشان راه شيري است. جرم آن ۴ ميليون برابر خورشيد است!! و جرم عظيمي در نقطه مشخصي از فضا جمع شده که به آن تکينگي مي گوييم. اگر فرض کنيم دور سياه چاله بچرخيم و درون ن نيفتيم، مي بينيم که حدود ۵ سال طول ميکشد تا شعاع آن را که نصف زمين است طي کنيم!؟ در حالي که زمين ۲۴ ساعت طول ميکشد دور خودش بچرخد. با اين مقايسه حتماً مقياس برايتان روشن تر شده که جرم عظيمي و چه اثر تأخير زماني زيادي روي حرکت و زمان دارد.



 

سرعت نقش اصلي را در ميزان تجربه ما از زمان دارد. وقتي با سرعتي کيهاني نزديک نور حرکت مي کنيد، زمان کندتر مي گذرد. براي مثال، عقربه هاي ساعت با سرعت مشخصي حرکت مي کنند، ولي کندتر خواهند شد. پس ساعتهايي که در حال حرکت هستند مثلا ماشين هواپيما يا قطار و غيره کُندتر کار مي کنند. يک مسافر تفاوت را حس نمي کند، ولي در پايان سفر متوجه مي شود که سرعت ساعت به اندازه ميلياردم ثانيه کم شده است. اگر چنين قطاري به سرعت نزديک نور مي رسيد، به ازاي هر ۲۲۳ سال يک سال به عقب باز مي گشت. يعني يک سال قبل را در ايستگاه مقصد ميديد.

از لحاظ نظري در واقع اين را سفر به آينده هم مي توانيم حساب کنيم. ولي گذشته چطور؟ فضاپيما مي تواند آنقدر سريع حرکت کند که در زمان معکوس حرکت کند؟



سفر به گذشته

 

نشان داديم که سفر به آينده همواره در حال رويدادن است. دانشمندان در آزمايشهايشان آن را ثابت کرده اند، و ايده بنيادي اينشتاين اساس اين عملکرد است. ولي سؤال اينجاست که سفر در زمان چقدر مي تواند سريع باشد؟ به گذشته چطور؟ آسمان شب جواب سوال را در خودش دارد.

 


 

کهکشان راه شيري قطري برابر ۱۰۰هزار سال نوري دارد، پس نور ستاره ها، هزاران هزار سال طول مي کشد تا به زمين برسد. در نتيجه نوري که از ستاره ها دريافت مي کنيم مربوط به وضعيت کنوني شان نيست. به هزاران هزار سال قبل برمي گردد! وقتي اخترشناسان نور زمينه کيهاني را مي بينند، به ۱۰ ميليارد سال قبل نگاه مي کنند کهکيهان تازه در حال شکل گرفتن بود. بهتر از اين چه مي خواهيم؟

هيچ راه حلي در نظريه آينشتاين براي سفر به گذشته وجود ندارد، ولي قانون عليت هم در کار هست که ديروز را نميتوانيم نقض کنيم. يعني امروز اتفاقي مي افتد، فردا نميتوانيم از اين اتفاق گذشته جلوگيري کنيم. اتفاقي در عالم مي افتد، و باعث اتفاق ديگري مي شود و همينطور مثل زنجير بهم وصل هستند. حال اگر آن اتفاق را نداشته باشيم يا جلوگيري کنيم، زنجيره اتفاقها به عقب برخواهند گشت و انگار روي نداده اند و اتفاق ديگري مي افتد. مثلا يک قاتل پدر يا پدر بزرگش را قبل از ازدواج مي کشد. وجود آن قاتل در زمان آينده بي معني مي شود. به زبان داستانهاي علمي تخيلي در زمان گم خواهد شد!

تعدادي از دانشمندان ادعا کرده اند که ايده ي سرعت بالاتر از نور يعني سفر به گذشته. اگر زمان با نزديک ما به سرعت نور کُندتر بگذرد، امکان آن هست که بازگشت به گذشته اتفاق بيفتد؟ البته جرم هم افزايش ميابد و بينهايت مي شود. شتاب دادن جرم بي نهايت با سرعت بيش از نور غيرممکن است.  فناوري رسيدن به سرعت نور با پرتاب حباب فضا- زمان مي توانيم عالم را طي کنيم، ولي اينهم آثار خودش را در آينده دارد.

ولي اگر سفر به آينده يا گذشته بستگي به فناوري فضايي ما و پديده هاي ناشناخته کيهان داشته باشد چه؟ بايد جايي براي بحث در مورد سياه چاله ها باز کنيم.  در مطلب بعدي در اين مورد و چند پديده ديگر صحبت مي کنيم.

 

 

ادامه‌ي مطلب را در نوشته‌ي بعدي دنبال كنيد (سفر در زمان2)

 

  

1391/1/11لينک مستقيم

فرستنده :
مهتاب HyperLink HyperLink 1392/3/25
مـتـن : عالي بود خيلي وقت بود كه مطلبي نخونده بودم كه تااين حد برام جالب باشه. لطفا بيشتر از اين مطالب توي سايت تون بذارين. سعي مي كنم بيشتر به سايتتون سربزنم. مرسي!
پاسـخ :سلام اميدوارم بقيه مطالب هم مفيد باشند.

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1391/1/18
مـتـن : خیلی جالب بود.ممونونیم
واقعا خسته نباشید
پاسـخ :ممنون. البته دو قسمت ديگه هم در ادامه اين مطلب خواهيم داشت. که يکي به تاريخ ۱۹ فروردين روي سايت خواهد بود. و بعدي آخر هفته جاري.

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1294
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1294