در آلمان یک توپ فلزی بزرگ هست که با اینکه ظاهری شبیه سنگ های معمولی دارد اما می تواند باعث زلزله شود! حتما برایتان سوال پیش آمده که ارتباط بین زلزله و این توپ فلزی چیه؟ در واقع این توپ فلزی آنقدر سنگین است که با برخورد با لایه زیرین زمین، زلزله های مصنوعی و کوچکی را به وجود می آورد که برای انجام تحقیقات مناسب هستند. دانشمندان با استفاده از همین توپ فلزی که باعث زلزله می شود به نتایج جالبی درباره ساختار زمین رسیده اند برای همین دانستن درباره آن می تواند جالب باشد.

در دامنه های جنگلی رشته کوه هاینبرگ (Hainberg) در نزدیکی شهر گوتینگن در آلمان یک ایستگاه لرزه نگاری قدیمی وجود دارد که تحقیقات مهمی در زمینه ژئوفیزیک در آن انجام شده است و امروز همچنان افراد زیادی از آن دیدن می کنند. ایستگاه زلزله ویچرت در سال ۱۹۰۲ توسط فیزیکدان و ژئوفیزیک معروف آلمانی، امیل ویچرت ساخته شده است. او این ایستگاه را راه اندازی کرد تا در آن بتواند درباره رشته ژئوفیزیک که در آن زمان کاملا نوظهور بود تحقیقاتی انجام دهد.

برای انجام تحقیقات، اول از همه نیاز به ساخت لرزه نگارهایی بود که لرزه های زمین را به ثبت برسانند برای همین ویچرت شروع به ساخت چندین لرزه نگار کرد. این ابزارها که از آن زمان تا به حال لرزه ها را بدون وقفه ثبت می کنند تبدیل به قدیمی ترین لرزه نگارهایی شده اند که هنوز هم فعال هستند و کار می کنند. امروز با سفر به ایستگاه های لرزه نگاری نقاط مختلف دنیا همچنان لرزه نگارهایی را می بینید که توسط ویچرت درست شده اند.

 

 

ویچرت علاقمند بود تا درباره ساختار زمین اطلاعات بیشتری پیدا کند پس آنقدر تحقیق کرد تا موفق شد مدل جدیدی از ساختار درونی زمین ارائه دهد. به گفته او زمین از چندین پوسته تشکیل شده و از آنجایی که چگالی سنگ های سطح زمین با چگالی متوسط زمین فرق دارند زمین باید از لایه های مختلف سنگی با چگالی های مختلف تشکیل شده باشد. او با این نظریه ها به درستی پیش بینی کرد که زمین یک هسته ی سنگین آهنی دارد. محققان زیادی در این مسیر به امیل ویچرت ملحق شدند که در بین آن ها ژئوفیزیک دان مطرح آلمانی به اسم «مینتروپ» هم به چشم می خورد.

«مینتروپ» دانش آموز بااستعداد ویچرت و یکی از موسسان ژئوفیزیک مدرن بود که موفق شد در سال ۱۹۰۸ راهی برای ایجاد زلزله مصنوعی پیدا کند. حتما می پرسید زلزله مصنوعی چه فایده ای دارد؟ با ایجاد زلزله داده هایی توسط لرزه نگارها به ثبت می رسند که به کمک آن ها نوع ساختار زیر سطح زمین تعیین می شود. «مینتروپ» برای ایجاد زلزله مصنوعی یک داربست فلزی به طول ۱۴ متر ساخت تا از روی آن یک توپ فلزی ۴ تنی را به بستر سنگی پوسته ی سنگ آهکی زمین رها کند. با برخورد توپ فلزی به زمین، لرزه نگارهایی که در جایی دورتر از این محل بودند به کار می افتادند تا امواج این زلزله مصنوعی را ثبت کنند.

 

 

انجام این آزمایش، موفقیت شگفت انگیزی را به همراه داشت. «مینتروپ» موفق شد یک تصویر سه بعدی از پوسته ی زیر سطح زمین به دست بیاورد. او با این آزمایش نشان داد که با ایجاد زلزله های کوچک و مصنوعی می توان مرزهای مجزای سنگ ها و لایه های سنگی مایع و جامد را شناسایی کرد و در مورد طبیعت ساختار نزدیک سطح زمین به نتیجه رسید. «مینتروپ» در نهایت شرکت «سیزموس» را تاسیس کرد تا بتواند با استفاده از امواج لرزه ای درباره رسوبات معدنی و سنگ ها مطالعه کند البته در این شرکت به جای توپ های سنگین از دینامیت استفاده کرد.

امروز این روش اکتشافات لرزه ای همچنان توسط صنعت نفت خام استفاده می شود تا با ایجاد امواج مصنوعی حرکتی و ثبت و تفسیر آن ها در مورد رسوبات نفت خام، گازهای طبیعی و مواد معدنی تحقیق کنند. توپ فلزی ۴ تنی امروز هم در ایستگاه زلزله در بالای داربست فلزی قرار دارد و این روزها به یک موتور الکتریکی مجهز شده تا با کنترل از راه دور به راحتی بالا برود و در زمان مناسب رها شود.

 

 

می توانید از این ایستگاه لرزه نگاری دیدن کنید تا سقوط این سنگ و زلزله ای که به وجود می آورد را ببینید. در این ایستگاه چیزهای جالب دیگری هم برای تماشا وجود دارد که یکی از آن ها لرزه نگار معلق و معروف ویچرت است که در سال ۱۹۰۲ درست شده است. این لرزه نگار با همه لرزه نگارهایی که تا به حال دیده اید فرق دارد و با اینکه خیلی سنگین است اما می تواند آزادانه نوسان کند و به کمک فشار فنرهای بالا در حالت تعادل نگه داشته شود. با تکان خوردن زمین، قابی که آونگ از روی آن معلق مانده تکان می خورد اما آونگ به خودی خود به خاطر وزن زیادش ثابت باقی می ماند.

داده های این حرکت بر روی صفحه دودی طبل چرخان به ثبت می رسد. اولین لرزه نگار ویچرت اجزای افقی حرکت را ثبت کرد اما او بعدها موفق شد لرزه نگارهایی را طراحی کند که اجزای عمودی را هم اندازه گیری می کردند. امروز لرزه نگارهای ویچرت همچنان در ایستگاه های لرزه نگاری دنیا استفاده می شود و اطلاعات ارزشمندی را در اختیار محققان قرار می دهد.

اوایل دهه 1930 تصویر قرن نوزدهمی اتم ها به عنوان ذرات غیر قابل تجزیه جای خود را به تصویر اتم ها به عنوان سیستمی متشکل از الکترون ها، پروتون ها و نوترون ها  تغییر داد. به این فهرست از ذرات، بایستی دو ذره خنثی یعنی فوتون و نوترینو را نیز اضافه کرد. ایده فوتون توسط پلانک در سال 1900 معرفی گشت تا به وسیله آن تابش جسم سیاه را توجیه کند، زیرا توصیف کلاسیک این تابش، بر اساس الکترودینامیک کلاسیک منجر به ناسازگاری هایی با تجربه شده بود. نوترینو توسط فرمی در سال 1930 پیشنهاد شد تا به کمک آن عدم بقای ظاهری انرژی در واپاشی بتا را اصلاح کند.

قبل از فرمی، تصور بر آن بود که در واپاشی بتا، یک هسته مادر به یک هسته دختر و یک الکترون تجزیه می شود. از آنجا که چنین پدیده ای یک پدیده دو جرمی است، انتظار می رفت که الکترون همواره تکانه یکسانی داشته باشد، حال آن که مشاهدات وجود یک طیف پیوسته از تکانه الکترون را نشان می داد. پیشنهاد فرمی، علاوه بر نجات اصل بقای انرژی، اصل بقای تکانه زاویه ای را نیز که ظاهرا در واپاشی بتا نقض می شد، نجات داد. اندازه گیری ها حاکی از آن بود که نوترینو بایستی ذره ای بدون جرم یا با جرم بسیار اندک باشد. بیش از 25 سال طول کشید تا نظریه فرمی به وسیله راینز و کوان در یک آزمایش به یاد ماندنی در سال 1956 با آشکارسازی نوترینوهای آزاد ناشی از واپاشی بتا به اثبات رسید.

دهه 1950 همچنین شاهد یک سری تحولات فناوری بود که طی آن ها باریکه های پر انرژی ذرات در آزمایشگاه ها تولید شد. این آزمایشات، به همراه استفاده از رایانه های پر سرعت، موجب تحولات جدیدی در زمینه مطالعه پراکندگی کنترل شده ی ذرات گشت. در دهه 1960 این آزمایش ها منجر به کشف تعداد زیادی از ذرات ناپایدار با نیمه عمرهای بسیار کوتاه شد و نیاز به یک نظریه بنیادی برای حل و بحث حجم زیاد مشاهدات فراهم شده، احساس گردید. در اواسط دهه 1960 مدل کوارکی برای این منظور ابداع گشت. موری گلمن و تقریبا به طور همزمان جرج زوایگ، مدلی را ارائه نمودند که در آن این ذرات حالات مقیدی از سه نوع کوارک بودند. بدین ترتیب، کوارک ها به عنوان ذراتی بنیادی تر مطرح شدند. نام کوارک را اولین بار گلمن پیشنهاد کرد. از آنجا که کوارکهای آزاد کشف نشدند، در ابتدا شک و تردید زیادی در مورد نظریه کوارک وجود داشت. اکنون ما می دانیم که چرا کوارک ها به عنوان ذرات آزاد قابل مشاهده نیستند. اما در آن زمان اغلب فیزیکدانان به این ایده به عنوان یک توصیف ریاضی مناسب می نگریستند تا یک نظریه فیزیکی. شواهد تجربی برای وجود کوارک ها به عنوان ذرات واقعی در دهه 1960 طی آزمایشاتی شبیه به آزمایشات رادرفورد به دست آمد. در این آزمایشات باریکه های پر انرژی الکترون و نوتریتو به وسیله نوکلئون ها پراکنده می شدند. تحلیل توزیع زاویه ای ذرات پراکنده شده نشان داد که نوکلئون ها حالت های مقید سه جز نقطه گونه با مشخصات شبیه کوارک های پیشنهاد شده هستند. یکی از این ویژگی ها غیر مترقبه و غیر عادی بود: کوارک ها دارای بار کسری 1/3e – و 2/3e + می باشند. تصویر امروز ما نیز بر همین اساس است: کوارک ها به همراه تعدادی از ذرات دیگر مثل الکترون ها و نوترینوها واقعا بنیادی هستند، اما نوکلئون ها چنین نمی باشند.

بهترین نظریه ذرات بنیادی که در زمان حاضر در اختیار داریم، مدل استاندارد نامیده میشود. هدف این نظریه، تبیین کلیه پدیده های مرتبط با ذرات بنیادی (به جز کوانتوم های گرانش) از طریق بررسی ویژگی های ذرات و برهم کنش های بین آنهاست. ذرات بنیادی به عنوان موجوداتی نقطه ای و فاقد ساختار یا حالت های برانگیخته تعریف می شوند. بنابراین، فیزیک ذرات بنیادی بر خلاف فیزیک هسته ای، تنها از یک نظریه برای تفسیر داده های خود استفاده می کند.

هر ذره بنیادی به وسیله جرم، بار الکتریکی و اسپین آن (و چند مشخصه دیگر) مشخص می گردد. اسپین، تکانه زاویه ای دائمی ذرات در نظریه کوانتوم است که حتی در حال سکون ذرات نیز وجود دارد. اسپین مشابه کلاسیکی ندارد و نبایستی آن را با مفهوم کلاسیکی چرخش یک جسم گسترده اشتباه کرد. حداکثر مولفه اسپین هر ذره حول یک محور اختیاری sħ است که در آن s عدد کوانتومی اسپین یا به اختصار اسپین می باشد. هر نوع ذره بنیادی دارای اسپین خاص خود می باشد. ذرات با اسپین نیم صحیح، فرمیون و ذرات با اسپین صحیح، بوزون نامیده می شوند. در مدل استاندارد سه خانواده از ذرات وجود دارد: دو خانواده فرمیونی کوارک ها و لپتون ها با اسپین 1/2 و یک خانواده از بوزون ها با اسپین 1. علاوه بر آن، فرض بر آن است که حداقل یک ذره دیگر با اسپین صفر به نام بوزون هیگز نیز وجود دارد که منشأ جرم در این نظریه محسوب می شود.

آشناترین ذره بنیادی الکترون است و ما میدانیم که الکترون ها توسط برهمکنش الکترومغناطیسی که یکی از چهار نیروی بنیادی طبیعت است، به هسته اتم ها مقید هستند. یکی از راه های چک کردن ماهیت بنیادی الکترون، توجه به مقدار گشتاور مغناطیسی آن است. هر ذره باردار که اسپین داشته باشد، الزاما دارای یک گشتاور مغناطیسی ذاتی µ خواهد بود. با استفاده از معادله دیراک، می توان نشان داد که گشتاور مغناطیسی هر ذره نقطه ای باردار با اسپین 1/2 و بار q بایستی µ = (q/m)S باشد که در آن S بردار اسپین ذره است و بنابراین از لحاظ اندازه µ = qħ/2m .

گشتاور مغناطیسی اندازی گیری شده الکترون بسیار نزدیک به این مقدار است و این نشان می دهد که الکترون واقعا بنیادی است.

الکترون عضوی از خانواده لپتون هاست. عضو دیگر این خانواده نوترینو است. اگر بخواهیم دقیق تر صحبت کنیم، این ذره را بایستی نوترینوی الکترونی بنامیم. نیرویی که سبب واپاشی بتا می شود، نمونه ای از نوع دوم نیروی بنیادی است که برهمکنش ضعیف نام دارد. و بالاخره، نوع سوم نیرو، برهمکنش قوی است که مسئول پیوند بین کوارکها در داخل نوکلئون و سایر هادرون هاست. مدل استاندارد همچنین منشأ این سه نیرو را مشخص می کند. در فیزیک کلاسیک برهمکنش الکترومغناطیسی توسط امواج الکترومغناطیسی منتشر می شود که این امواج به طور پیوسته گسیل و جذب می شوند. از آنجا که این توصیف برای فواصل زیاد کافی است، در فواصل کوتاه ماهیت کوانتومی برهمکنش، بایستی مد نظر قرار گیرد. در نظریه کوانتوم، برهمکنش به صورت گسسته از طریق تبادل فوتون ها که یکی از انواع بوزون های واسط با اسپین 1 هستند، صورت می گیرد. فوتون ها در نظریه میدان های کوانتومی به عنوان بوزون های پیمانه ای یا حامل های نیروی الکترومغناطیسی شناخته می شوند.

علاوه بر ذرات بنیادی مدل استاندارد، ذرات مهم دیگری نیز هستند. هادرون ها حالت های مقید کوارک ها هستند، نوکلئون ها نیز نمونه ای از هادرون ها می باشند. تعداد بسیار بیشتری هادرون نیز وجود دارد که اغلب آنها ناپایدارند و از طریق یکی از برهمکنش ها وا می پاشند. تعداد زیاد حالتهای هادرونی سبب شد که فیزیکدانان به دنبال یک طرح ساده کننده برای توجیه وجود آنها بگردند و همین باعث ارائه مدل کوارکی در دهه 1960 شد. آشناترین نمونه هادرون های ناپایدار، پایون ها هستند که با نماد π نشان داده می شوند. هادرون ها از آن رو مهم می باشند که کوارک های آزاد در طبیعت مشاهده نشده اند و برای مطالعه آنها مجبوریم به سراغ هادرون ها برویم.

از آنجا که هادرون ها حالت های مقید کوارک ها و هسته ها حالت های مقید نوکلئون ها هستند، خواص هسته ها را علی الاصول بایستی بتوان از خواص کوارک ها و برهمکنش های بین آنها، یا به عبارت دیگر از مدل استاندارد، به دست آورد. اما در عمل این کار کاملا فراتر از توانایی محاسباتی فعلی است و گاهی فیزیک هسته ای و فیزیک ذرات به عنوان دو شاخه مستقل مد نظر قرار می گیرند.

“کاری از انجمن فیزیک گروه علمی فرهنگی آدنیا”

منبع: کتاب “مقدمه ای بر فیزیک هسته ای و ذرات بنیادی” مولف: بی.آر.مارتین

 

 

 

درباره ی دنیای اتم ها بیشتر بدانید و آنها را تصور کنید.

زندگينامه آلبرت انيشتين

مقدمه

اين سخن بسيار گفته شده است كه براي پي بردن به ساختمان پركاهي با عمق و دقت ؛بايد جهان را به درستي شناخت امّا آن كس كه بتواند با چنين عمق و دقتي به ساختمان پركاهي پي برد. در هيچ يك از امور جهان نكته تاريكي نخواهديافت ، من براي شرح حال و زندگي انيشتن را نه براي رياضدانان ونه براي فيزيكدانان ،نه براي اهل فلسفه نه براي طرفداران استقلال يهود بلكه براي آن كساني كه مي خواهند چيزي از جهان پرتناقض قرن بيستم درك كنند . و اينك شرح حال زندگي او از كودكي تا پابان عمر :

آلبرت انيشين در چهاردهم مارس 1879 در شهر اولم كه شهر متوسطي از ناحيه و ورتمبرگ آلمان بود متولّد شد . امّا شهر مزبور در زندگي او اهميتي نداشته است . زيرا يك سال بعد از تولّد او خانواده وي از اولم عازم مونيخ گرديد.

پدر آلبرت ، هرمان انيشتين كارخانه ي كوچكي براي توليد محصولات الكتروشيميايي داشت و با كمك برادرش كه مدير فني كارخانه بود از آن بهره برداري مي كرد. گر چه در كار معاملات بصيرت كامل نداشت .پدر آلبرت از لحاظ عقايد سياسي نيز مانند بسياري از مردم آلمان گرچه با حكومت پروسي ها مخالفت داشت امّا امپراتوري جديد آلمان را ستايش مي كرد و صدراعظم آن « بيسمارك » و ژنرال «مولتكه » و امپراتور پير يعني «ويلهم اول» را گرامي مي داشت.

مادر انيشتين كه قبل از ازدواج پائولين كوخ نام داشت بيش از پدر زندگي را جدي مي گرفت و زني بود از اهل هنر و صاحب احساساتي كه خاصّ هنرمندان است و بزرگترين عامل خوشي او در زندگي و وسيله تسلاي وي از علم روزگار موسيقي بود.

آلبرت كوچولو به هيچ مفهوم كودك عجوبه اي نبود و حتّي مدّت زيادي طول كشيد تا سخن گفتن آموخت بطوريكه پدر و مادرش وحشت زده شدند كه مبادا فرزندشان ناقص و غيرعادي باشد امّا بالاخره شروع به حرف زدن كرد ولي غالباً ساكت و خاموش بود و هرگز بازيهاي عادي را كه ما بين كودكان انجام مي گرفت و موجب سرگرمي كودك و محبّت في ما بين مي شود را دوست نداشت .

آلبرت مرتباً و هر سال از پس سال ديگر طبق تعاليم كاتوليك تحصيل كرد و از آن لذّت فراوان و بود وحتّي در مواردي از دروس كه به شرعيات و قوانين مذهبي كاتوليك بستگي داشت چنان قوي شد كه مي توانست در هر مورد كه همشاگردانش قادر نبودند به سوألهاي معلّم جواب دهند او به آنها كمك مي كرد.

انيشتين جوان در ده سالگي مدرسه ابتدائي را ترك كرد و در شهر مونيخ به مدرسه متوسطه «لوئيت پول» وارد شد . در مدرسه متوسطه اگر مرتكب خطايي مي شدند راه و رسم تنبيه ايشان آن بود كه مي بايست بعد از اتمام درس ، تحت نظر يكي از معلّمان ، در كلاس توقيف شوند و با درنظر گرفتن وضع نابهنجار و نفرت انگيز كلاسهاي درس ، اين اضافه ماندن شكنجه اي واقعي محسوب مي شد.

انیشتین و همسرش

ذوق هنري:

ذوق هنري انيشتين چنان بود كه او وقتي پنج ساله بود روزي پدرش قطب نمايي جيبي را به وي نشان داد . خاصّيت اسرار آميز عقربه مغناطيسي در كوك تأثير عميقي گذاشت با وجود آنكه هيچ عامل مرئي در حركت عقربه تأثيري نداشت كودك چنين نتيجه گرفت در فضاي خالي بايد عاملي وجود داشته باشد كه اجسام را جذب كند.

وقتي كه انيشتين پانزده ساله بود حادثه اي اتفاق افتاد كه جريان زندگي او را به راه جديدي منحرف ساخت : هرمان پدر او در كار تجارت خويش با مشكلاتي مواجه شد و در پي آن صلاح را در آن ديدند كه كارخانه خود را در مونيخ بفروشد و جاي ديگري را براي كسب و كار خود ترتيب دهند. از آن جا كه وي خوش بين و علاقمند به كسب لذّتهاي بود تصميم گرفت كه به كشوري مهاجرت كند كه زندگي در آن با سعادت بيشتري همراه باشد و به اين منظور ايتاليا را انتخاب كرد و در شهر ميلان مؤسسه ي مشابهي را ايجاد كرد. هنگاميكه وارد شهر ميلان شدند آلبرت به پدر خود گفت كه قصد دارد تابعيت كشور آلمان را ترك گويد. آقاي هرمان به وي تذكر داد كه اين كار زشت ونابهنجار است .

دوران دانشجويي:

در اين دوران مشهورترين مؤسسه فني در اروپا مركزي به استثناي آلمان ، مدرسه ي دارالفنون سوئيس در شهر زوريخ بوده است. آلبرت در امتحان داوطلبان شركت كرد ولي بخاطر اينكه درعلوم طبيعي اطلاّعاتي وسيع نداشت درامتحان پذيرفته نشد. با اين حال مدير دارالفنون زوريخ تحت تأثير اطلاّعات وسيع او در رياضيات واقع شد و از او درخواست كرد كه ديپلم متوسطه اي را كه براي ورود به دارالفنون لازم است در يك مدرسه سوئيسي بدست آورد و او را به مدرسه ممتاز شهر كوچك «آآرائو»كه با روش جديدي اداره مي شد معرفي كرد. بعد از يك سال اقامت در مدرسه مذبور ديپلم لازم را بدست آورد و در نتيجه بدون امتحان در دارالفنون زوريخ پذيرفته شد. با اين كه درس هاي فيزيك دارالفنون آميخته با هيچ گونه عمق فكري نبود باز هم حضور در آنها آلبرت را تحريك كرد كه كتب جستجوكنندگان بزرگ اين را مورد مطالعه قرار دهد. او، آثار استادان كلاسيك فيزيك نظري از قبيل: بولترمان،ماكسول و هوتز را با حرص عجيبي مطالعه كرد. شب و روز اوقات او با مطالعه اين كتابها مي گذشت و ضمن مطالعه آنها با هنر استادانه اي آشنا شد كه چگونه بنيان رياضي مستحكمي ساخت. او درست در خاتمه قرن 19 تحصيلات خود راپايان داد و به مسأله مهم تهيه شغل مواجه شد.

از آنجا كه نتوانست مقام تدريسي در مدرسه پولي تكنيك بدست آورد تنها راهي باقي ماند وآن اين بود كه چنين شغل و مقامي در مدرسه ي متوسطه اي جستجو كند.

اكنون سال 1910 شروع شده و آلبرت بيست و يك سال داشت و تابعيت سوئيس را بدست آورده بود. او در هنگام داوطلب شغل معلّمي خصوصي گرديد و پذيرفته شد. انيشتين از كار خود راضي و حتّي خوشبخت بود كه مي تواند بهپرورش جوانان بپردازد امّا بزودي متوجّه شد كه معلمّان ديگر نيكي را او مي كارد ضايع و فاسد مي كنند و اين شغل را ترك كرد. بعد از اين دوران تاريك ، ناگهان نوري درخشيد و بعد از مدّتي در دفتر ثبت اختراعات مشغول به كار شد و به شهر«برن» انتقال يافت. كمي بعد از انتقال به شهر برن انيشتين با ميلواماريچ همشاگرد قديم خود در مدرسه ي پولي تكنيك ازدواج كرد و حاصل آن دو پسر پي در پي بود كه اسم پسر بزرگتر را آلبرت گذاشتند. كار انيشتين در دفتر اختراعات خالي از لطف نبود و حتّي بسيار جالب مي نمود وظيفه ي وي آن بود كه اختراعات را كه به دفتر مذبور مي آوردند مورد آزمايش اوّليه قرار مي داد. شايد تمرين در همين كار موجب شده بود كه وي با قدرت خارق العاده و بي مانند بتواند همواره نتايج اصلي و اساسي هر فرض و نظريه جديدي را با سرعت درك و استخراج كند. چون انيشتين به خصوص به قوانين كلي فيزيك علاقه داشت و به حقيقت در صدد بود كه با كمك محدودي ميدان وسيع تجارت را به وجهي منطقي استنتاج كند.

در اواخر سال 1910 كرسي فيزيك نظري در دانشگاه آلماني پراگ خالي شد. انتصاب استادان اين قبيل دانشگاهها طبق پيشنهاد دانشكده بوسيله ي امپراتور اتريش انجام مي گرفت كه معمولاً حقّ انتخاب خويش را به وزير فرهنگ وا مي گذاشت. تصميم قطعي براي انتخاب داوطلب ، قبل از همه ، بر عهده ي فيزيكداني به نام« آنتون لامپا » بود و او براي انتخاب استاد دو نفر را مدّ نظر داشت كه يكي از آنها «كوستاويائومان» و ديگري«انيشتين» بود. «يائومان» آن را نپذيرفت و پس از كش و قوسها فراوان انيشتين اين مقام را پذيرفت. وي صاحب دو ويژگي بود كه موجب گرديد وي استاد زبردستي گررد. اوّلين آنها اين بود كه علاقه ي فراوان داشت تا براي عدّه ي بيشتري از همنوعان خود وبخصوص كسانيكه در حول وحوش او مي زيسته اند مفيد باشد. ويژگي دوّم او ذوق هنريش بود كه انيشتين را وا مي داشت كه نه فقط افكار عمومي خود را به نحوي روشن و منطقي مرتّب سازد بلكه روش تنظيم و بيهن آنها به نحوي باشد كه چه خود او و چه مستهعان از نظر جهان شناسي نيز لذّت مي برند.

هدف انيشتين اين بود كه فضاي مطلق را از فيزيك براندازد تئوري نسبي سال 1905 كه در آن انيشتين فقط به حركت مستقيم الخط متشابه پرداخته بود انيشتين با كمك از «اصل تعادل» پديدههاي جديدي را در مبحث نور پيش بيني كند كه قابل مشاهده بوده اند و مي توانست صحت نظريه جديد او را از لحاظ تجربي تأييد كرد.

عزيمت از پراگ:

در مدّتي كه انيشتين در پراگ تدريس مي كرد نه فقط نظريه جديد خود را درباره غير وي بنا نهاد بلكه با شدّت بيشتري نظريه ي خود را درباره ي كوآنتوم نو را كه در شهر برن شروع كرده بود ، توسعه داد. با همه ي اين تفاصيل انيشتين به دانشگاه پراگ اطّلاع دادكه در خاتمه دوره تابستاني سال 1912 خدمت اين دانشگاه را ترك كرد. عزيمت ناگهاني انيشتين از شهر پراگ موجب سر وصداي بسيار در اين شهر شد در سر مقاله بزرگترين روزنامه ي آلماني شهر پراگ نوشته شد:«كه نبوغ و شهرت

فوق العاده انيشيتن باعث شد كه همكارانش او را مورد شكنجه و آزار قرار دهند و به ناچار شهر پراگ ترك كرد.» انيشتين عازم شهر زوريج گرديد و در پايان سال 1912 با سمت استادي مدرسه ي پولي تكنيك زوريج مشغول به كار شد شهرت انيشتين به تدريج تا آنجا رسيده بود كه بسياري از مؤسسات و سازمانهاي علمي جهان علاقه داشتند كه وي بعنوان عضو وابسته با مؤسسه ايشان در ارتباط يابد. سالها بود كه مقامات رسمي آلمان كوشش مي كردند كه شهر برلن نه فقط مركز قدرت سياسي و اقتصادي باشد بلكه در عين حال كانون فعّاليّت هنري و علمي نيز محسوب گردد بهمين جهت از انيشتين دعوت بعمل آوردند. مدّت كمي بعد از ورود انيشتين به برلن ، انيشتين از زوجه ي خويش هيلوا كه از جنبههاي مختلف با او عدم توافق داشت جدا گرديد و زندگي را با تجرد مي گذارند. هنگاميكه به عضويت آكادمي پاشاهي انتخاب شد سي و چهار سال سن داشت و نسبت به همكاران خود كه از او مسن تر بودند بيش از حد جوان مي نمود. در اين حال همه انيشتين را در وهله ي اوّل مردي مؤدب ودوست داشتني به نظر مي آوردند.

فعّاليّت اصلي انيشتين در برلن اين بود كه با همكاران خويش و يا دانشجويان رشته ي فيزيك درباره ي كارهاي علمي مصاحبه و مذاكره كند وآنها را در تهيه برنامه ي جستجوي علمي راهنمايي كند. هنوز يكسال از اقامت انيشتين در برلن نگذشته بود كه ماه اوت 1914 جنگ جهاني شروع شد. در مدّت جنگ جهاني اوّل ، روزنامه هاي برلن همه روزه از وقايع جنگ و شروع فتوحات ارتش آلمان بود. در عين حال انيشتين در منزل خود با دختر عمه ي خويش الزا آشنايي پيدا كر. الزا زني مهربان و خونگرم بود و همچنين او از شوهر مرحوم سابق خود دو دختر داشت با اينحال انيشتين با او ازدواج كرد. جنگ بين المللي و شرايط معرفت النفسي كه در نتيجه ي آن بر دنياي علم تحصيل گرديد مانع از آن نشد كه انيشتين با حرارت فوق العاده به توسعه وتكميل نظريه ي ثقل خويش بپردازد. وي با پيمودن راه تفكّري كه در پراگ و زوريخ

پيش گرفته بود توانست در سال 1916 نظريه اي براي ثقل بپردازد. و جاذبه ي عمومي بنا نهد كه بلكي مستقل از نظريه هاي گذشته و از نظر منطقي داراي وحدت كامل بود.

اهّميّت نظريه جديد به زودي مورد تأييد و توجّه دانشمنداني واقع گرديد كه داراي قدرت خلاق علمي بودند تأييد تجربي نظريه انيشتين توجّه عموم مردم را به شدّت جلب كرده بود از اين پس ديگر انيشتين مردي نبود كه فقط مورد توجّه دانشمندان باشد و بس. به زودي وي نيز همچون زمامداران مشهور ممالك ، بازيگران بزرگ سينما و تئاتر شهرت عام بدست آورد.

مسافرتهاي انيشتين:

تبليغات مخالف و حملاتي كه عليه انيشتين مي شد موجب گرديد كه در تمام ممالك جهان و در همه ي طبقات اجتماعي توجّه عموم مردم به سوي تئوريهاي او جلب شود. مفاهيمي كه براي تودههاي مردم هيچگونه اهّميّتي نداشته است وعامه ي ايشان تقريبأ چيزي از آن درك نمي كردند موضوع مباحث سياسي گرديد. انيشتين دراين زمان سفرهاي خود را آغاز كرد ابتدا به هلند، بعد به كشورهاي چك و اسلواكي، اسپانيا، فرانسه، روسيه، اتريش، انگليس، آمريكا و بسياري كشورهاي ديگر. امّا نكته قابل توجّه اين است كه وقتي انيشتين و همسر او به بندرگاه نيويورك شدند با استقبال شديد و تظاهرات پر شوري مواجه شدند كه به احتمال قوي نظير آن هرگز هنگام ورود يكي از دانشمندان رخ نداده بود .

انيشتين به آسيا وبه كشورهاي چين، ژاپن و فلسطين سفر كرده است و اين خاتمه ي سفرهاي او بود. درسال 1924 بعد از مسافرتهاي متعدد به اكناف جهان انيشتين بار ديگر در برلن مستقر گرديد. حملات همچنان بر او ادامه داشت و نظريات او را بعنوان بيان افكار قوم يهود و به سوي فاشيسم مي دانستند به اين دليل انيشتين به شهر پرنيستون در آمريكا مي رود. بعد از چندي همسرش الزا در سال 1936 از دنياي مي رود و خواهر انيشتين كه در فلورانس بود به شهر پرنيستون نزد برادرش آمد. در همين دوران انيشتين تابيعت كشور آمريكا را مي پذيرد. انيشتين در سال 1945 طبق قانون بازنشستگي مقام استادي مؤسسه مطالعات عالي پرنيستون را ترك كرد ولي اين تغيير سمت رسمي ، تغييري در روش زندگي و كار او به وجود نياورد وي كماكان در پنيستون بسر مي برد و در مؤسسه ي مذبور تجسّسات خود را ادامه دهد.

آخرين سالهاي زندگي انيشتين:

اين دوران تجسّس در نيمه انزواي شهر پرنيستون به تدريج با اصطراب و احتشاش آميخته مي شد. هنوز ده سال ديگر از زندگي انيشتين باقي مانده بود ليكن اين دوره ي ده ساله درست مصادف با هنگامي بود كه عهد بمب اتمي شروع مي گرديد و بشريّت تمرين و آموزش خويش را در اين زمينه آغاز مي كرد. بنابراين مسأله واقعي كه براي او مطرح شد موضوع چگونگي پيدايش بمب اتمي نبود با وجود اينكه منظور ما در اين جا دادن چشم اندازي مختصر از روابط انيشتين با حوادث بزرگ سياسي آخرين سالهاي زندگي او مي باشد باز هم اگر از دو موضوع اساسي ياد نكنيم همين چشم انداز هم ناقص خواهد بود يكي از آنها نامه ي مشهور است كه وي مي بايست براي همكاري خود در شوروي بفرشد و دوّم شرح وقايعي است كه در اوضاع و احوال فيزيكدانان آمريكايي ، خاصه دانشمندان اتمي ، در داخل مملكت خودشان تغيير بسيار ايجاد كرد.

اكنون مي توانيم بصورت شايسته تري همه ي آنچه را كه گهگاه موجب تيره شدن پايان زندگي وي مي شد مشاهده كنيم و سر انجام روز هجدهم آوريل 1955 بزرگترين دانشمند و متفكر قرن بيستم ، پيغمبر صلح و حامي و مدافع محنت ديدگان جهان ، مردي كه احتمالأ همراه با ناپلئون و بتهوون مشهورتر از همه ي مردان جهان بوده است ، در شهر پرنيستون واقع در ممالك متحده آمريكاي شمالي از زندگي وتفكر و مبارزه دست كشيد و از دار دنيا رفت و در گذشت.

در پايان به اظهار نظرهاي برخي از مشاهير درباره ي انيشتين بعد از وفات وي مي پردازيم:

پيشر فتي كه انيشتين نصيب معرفت ما درباره ي طبيعت كرد از قدرت مهمّ جهان ‹امروزي خارج است. فقط نسلهاي آينده خواهند توانست مفهوم واقعي آن را درك كند. › « دكتر هارولددوز رئيس دانشگاه پرنيستون در آمريكا »

« وي دانشمند بزرگ اين عصر و به واقع يكي از جويندگان عدالت و راستي بود كه هرگز با نا راستي و ظلم مصالحه نكرد.» «جواهر لعل نهر نخست وزير هند»

ياد او زنده و روحش شاد باد .

منبع :www.physicsir.com

در حال حاضر هیچ تعریف قابل قبولی برای گسل فعال در سطح بین المللی وجود ندارد و هیچ کاری نیز جهت تدوین معیارهایی برای شناسایی گسلهای فعال و رتبه‌بندی آنها صورت نگرفته است. این مسأله موجب ایجاد تعاریف متعددی از گسل فعال شده است که هم در ادبیات و هم در عمل با ابهاماتی همراه شده است.

سلمون و مکینی(1977) این موضوع را مورد بازبینی قرار دادند و پس از بررسی مقالات متعدد، تعاریف زیر را پیشنهاد نمودند. یک «گسل فعال» گسلی است که در رژیم سایزموتکتونیک فعلی دارای حرکت بوده و ممکن است در آینده نیز حرکاتی داشته باشد. فعالیت گسل را می​توان با شواهد تاریخی، زمین​شناسی، لرزه شناسی، ژئودتیک و ژئوفیزیک تعیین نمود. تعاریف گسلهای مستعد برای مکانیابی راکتورهای هسته​ای صورت گرفته است. این اصطلاح به گسل​هایی که طی 35000 سال گذشته یک بار جابجایی داشته یا حرکات با تکرار طبیعی در 500000 سال گذشته داشته​اند اطلاق می​شود. گسل​هایی که در کواترنری پسین فعال بوده​اند هم در این محدوده قرار می​گیرند.
اصطلاح گسل فعال در ژاپن به عنوان گسلی تعریف شد که در زمان​های زمین شناسی جدید مکرراً حرکت داشته و می​توانند درآینده نیز فعالیت داشته باشند، سپس این اصطلاح برای گسل​هایی که در طی کواترنری حرکت داشته​اند به کار رفته است. تحلیل اشکال توپوگرافی مهم​ترین کلید در شناسایی گسل های فعال است .(RGAFJ 1980).
پانیزا و کاستالدینی(1987) در یک تعریف خاص، گسل‌ها را در دو طبقه تفکیک نمودند: (1) گسل فعال : گسلی است که جابجایی سنگ‌ها و یا اشکال مشخص در آن به اثبات رسیده است. (2) گسل‌های با فعالیت متوقف شده : این گسل‌ها براساس مطالعات ژئومورفولوژیکی و یا سایر شواهد شناسایی می‌شوند. اما هیچ جابجایی قابل رؤیتی در سنگ‌ها و یا سایر اشکال مهم مشاهده نمی‌شود.

نقشه گسل‌های بزرگ فعال در جهان،  پنج طبقه سنی را نشان می‌دهد(دوره تاریخی تا 6/1 میلیون سال پیش). میزان لغزش گسل هم که نمایانگر فعالیت گسل است در چهار گروه از کمتر از 2/0 میلی​متر در سال تا بیش از 5 میلی​متر در سال طبقه​بندی شده است. به همراه این نقشه پایگاه داده‌ای وجود دارد که شواهد گسل‌های کواترنری، اظهارات ژئومورفیک و پارامترهای دیرینه لرزه شناسی را تشریح می​نماید(Trifonov and Machette 1993).
در برخی واژه نامه‌ها گسل فعال به صورت گسلی که حرکات بازگشتی داشته و معمولاً دارای جابجایی کوچک و دوره‌ای و فعالیت لرزه‌ای باشد و یا امکان حرکت در زمان حاضر را داشته باشدتعریف می‌شود (Ollier 1988).
ماچت(2000) در مقاله‌ای اصطلاحات مربوط به گسل‌های سایزموژنیک را که در امریکا کاربرد زیادی دارند، منتشر نمود. مؤلف بیان می‌​کند که سه اصطلاح زیر در روش​های متعدد و یا برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می​گیرند:
گسل فعال: برای تشریح حرکات یا عملکردهای معاصر به کار می‌رود(معنی معاصر چیست؟ زمان حاضر، زمان تاریخی، هولوسن یا کواترنری؟)
گسل مستعد : گسلی است که توانایی حرکت دارد.
گسل بالقوه فعال : گسلی است که توانایی فعال شدن را دارد(این تعریف مشابه با تعریف گسل مستعد است).
بادقت در تعاریف متعدد اینترنتی ابهاماتی در این اصطلاح پیدا شدکه شامل موارد زیر است:

  1. تعریف گسل فعال رضایت​بخش نیست. در برخی موارد حداکثر سنی که می‌توان با استفاده از روش کربن 14(35000 تا 50000 سال) اندازه​گیری نمود به عنوان یک فاصله زمانی گسل فعال مورد استفاده قرار گرفته است: پس اگر یک گسل در این دوره زمانی فعالیت نداشته باشد غیرفعال است.
  2. گسل‌های فعال ساختارهایی هستند که احتمال جابجایی در امتداد آنها مورد انتظار است. با این تعریف، چون یک زمین لرزه کم عمق فرایندی است که در سراسر یک گسل جابجایی ایجاد می‌کند. پس همه‌ی زمین لرزه‌های کم عمق در گسل​های فعال رخ می‌دهند.
  3. گسلی که ممکن است جابجایی​های ناشی از زمین لرزه‌های دیگر را در آینده تحمل کند. این گسل به شرطی که یک بار یا بیشتر در 10000 سال اخیر حرکت داشته باشد به عنوان گسل فعال مورد توجه قرار می‌گیرد.
  4. گسل فعال، گسلی است که حداقل در دوره زمین شناسی جدید دارای حرکت بوده است. در کالیفرنیا تعریف این دوره بدین صورت است که حداقل یک حرکت در 11000 سال اخیر رخ داده باشد. اما در نقشه‌های نیوزیلند یک دوره‌ی طولانی‌تر 125000 سال مورد نظر است.

به طور خلاصه در مفاهیم گسل فعال و گسل مستعد نکات زیر می‌تواند مورد توجه قرارگیرد:

  1. این اصطلاحات برای تعیین گسل​هایی که در دوره زمین شناسی جدید حرکت داشته و یا ممکن است در زمان حال یا آینده حرکت نمایند به کار می‌روند.
  2. محدوده سنی آنها با توجه به نظر مؤلفین متفاوت است.
  3. گسل‌های فعال اغلب به زمین لرزه‌های قدرتمند مربوط می‌شوند.

شناسایی گسل‌های فعال و مستعد می‌تواند براساس شاخص‌های مستقیم یا غیرمستقیم شامل مطالعات تاریخی، زمین‌شناسی، ژئومورفولوژیکی، ژئومورفیک، لرزه شناسی، ژئودتیک، ژئوشیمی، ژئوفیزیک و آتشفشان انجام شود.
درنهایت، جدا از جنبه‌های واژه‌شناسی برخی از گسل‌های فعال و بزرگ جهان عبارتند از: گسل شمال آناتولی در ترکیه، دره بحرالمیت بین فلسطین اشغالی و اردن، گسل فیلیپین، گسل سن اندریاس در کالیفرنیا، گسل رودخانه رد در چین و گسل جنوب جزیره آلپین در نیوزیلند.
References
Bates, R.L. and Jackson, J.A. (1987) Glossary of Geology, American Geological Institute, Alexandria, VA.
Machette, M.N. (2000) Active, capable and potentially active faults: a paleoseismologic prospective, Journal of Geodynamics 29, 387–392.
Ollier, C.D. (1988) Glossary of Morphotectonics, 3rd edition, Dept of Geography and Planning, University of New England, Armidale, Australia.
Panizza, M. and Castaldini, D. (1987) Neotectonic research in applied geomorphological studies,Zeitschrift fur Geomorphologie Supplementband 63, 173–211.
RGAFJ (The Research Group for Active Faults of Japan) (1980) Active faults in and around Japan: distribution and degree of activity, Journal of Natural Disaster Science 2(2), 61–99.
Slemmons, D.B. and McKinney, R. (1977) Definition of ‘active fault’, US Army Engineer Waterways Experiment Station, Soils and Pavements Laboratory,miscellaneous paper S, 77–8, Vicksburg.
Trifonov, V.G. and Machette, M.N. (1993) The world map of major active faults, Annali di Geofisica 36(3–4), 225–236.

کهکشان ما واقعأ رقصیدن را دوست دارد و گاهی‌اوقات می‌رقصد. اکنون مشخص شده که کهکشان ما در حال پیچ خوردن است. یک مطالعۀ جدید نشان می دهد که کهکشان راه شیری یک دیسک خوب، مرتب و مسطح نیست – بلکه در اطراف لبه‌ها پیچیده شده است.

image e Milky Way Disk

ما اغلب کهکشان‌مان را با کهکشان همسایه‌مان، آندرومدا، مقایسه می‌کنیم. آندرومدا (احتمالأ) بزرگتر از کهکشان راه شیری است، اما هر دو کهکشان نسبتأ بزرگ، مارپیچی و تقریبأ همسن هستند. از آنجاییکه درون کهکشان راه شیری زندگی می‌کنیم، واقعأ نمی‌توانیم شکل کامل آن را مشاهده کنیم – مثل این است که در یک زیردریایی ثابت نشسته باشیم و سعی کنیم ابعاد کهکشان را درک کنیم. اما با توجه به اطلاعاتی که از کهکشان‌‌مان بدست آوردیم، می‌دانیم که کهکشان راه شیری کمی شبیه آندرومدا است و بازوهای مارپیچی منظمی دارد.

اکنون اخیرفیزیکدانان کشف کردند که هرچه از مرکز کهکشانی دورتر شویم، دیسک کهکشان راه شیری پیچ و تاب بیشتری پیدا می‌کند. صفحۀ کهکشانی راه شیری یک خط مستقیم نیست، در عوض کمی شبیه یک S طویل شده است. اخترشناس “ژیادیان چن” از رصدخانه‌ اخترشناسی ملی آکادمی علوم چین(NAOC) گفت: «تعیین فاصله‌ خورشید با بخش‌هایی از دیسک گازی خارجی کهکشان راه شیری بدون دانستنِ ظاهر این دیسک بسیار دشوار است.»

یک روش این است که از نوعی ستاره به نام متغیر قیفاووسی استفاده کنیم. این نوع ستارگان بسیار درخشان هستند که با یک فرکانس معین ضربان دارند و محققان را قادر ساخته‌اند تا بزرگیِ آنها را محاسبه کنند. به نوبت، این امر موجب می‌شود تا فاصله با این ستارگان محاسبه گردد. در طیف نوری، غبار و گاز بین ما و این ستاره باعث می‌شوند تعیین دقیق درخشش آنها دشوار گردد، یعنی در محاسبات فاصله قدری عدم قطعیت وجود دارد. اما تابش فروسرخ می‌تواند به درون غبار نفوذ کند و باعث دقت بیشتر در نتایج شود – بنابراین دانشمندان از تابش فروسرخ استفاده می‌کنند.

اخترفیزیکدان “ریچارد دی گریجس” از دانشگاه مک‌کواری در استرالیا گفت: «ما از کاتالوگ جدیدی از مشاهدات فروسرخِ رصدخانه‌ فضایی WISE استفاده کردیم تا اثرات غبار را کاهش دهیم و فواصل تا ستارگان متغیر قیفاووسی را با عدم‌قطعیت‌های کمتر از ۳ تا ۵ درصد، تعیین کنیم. مکان‌های واضح آنها در آسمان را به هم متصل کردیم و یک نقشۀ سه بعدی از کهکشان راه شیری تهیه کردیم که رد ستارگان متغیرقیفاووسی را نشان می‌دهد و آن را با توزیع گاز مقایسه کردیم. به نظر می‌رسد هر دو از یک دیسک مسطح منحرف شده باشند.»

webوی افزود: «برای یک کهکشان مارپیچی عجیب نیست که به دور لبه‌ها پیچ بخورد، به ویژه گاز هیدروژن اتمی که فراتر از دیسک ستاره‌ای انبساط پیدا می‌کند. چیزی که باعث جذابیت پیچ و تاب کهکشان راه شیری می‌شود این است که شامل ستارگان جوان است. اما “دی گریجس” گفت که حتی جالب‌تر این است که دیسک کهکشان راه شیری مارپیچی یا پیش رونده است.

وی گفت: «انحراف مسیر دیسک نشان می‌دهد که دیسک داخلی عظیم کهکشان راه شیری احتمالأ دیسک خارجی را وادار کرده چرخشش را دنبال کند، اما چرخش دیسک خارجی با تأخیر صورت می‌گیرد – و این باعث پیچ و تاب می‌شود. این پدیده قبلأ برای کهکشان راه شیری مشاهده نشده بود اما اخترشناس بازنشسته “فرانک بریگزهاد” این پدیده را سال‌ها پیش برای ده‌ها کهکشان مارپیچی بزرگ در جهان نزدیک کشف کرده بود.»

دی گریجس گفت: «این نتیجه درک بهتری از ساختار سه‌بعدی و پویایی کهکشان‌مان ارائه می‌دهد و ما را قادر می‌سازد تا یک محدودۀ بیشتر برای مقدار و توزیع ماده در کهکشان در نظر بگیریم – که از لحاظ مکان ماده‌ تاریک بسیار جالب است.» همچنین به ما کمک می‌کند تا رابطه‌ کهکشان راه شیری و تعاملات آن با کهکشان‌های اقماری را بهتر درک کنیم، به ویژه با ابرهای ماژلانی بزرگ و کوچک و تاریخچه‌ اجرام فضایی. جزئیات بیشتر این پژوهش در  Nature Astronomy منتشر شده است.

منبع: sciencealert.com

سیاهچاله‌ با میدان گرانشی فوق‌العاده چنان تاثیری بر فضا-زمان اطراف خود می گذارد که حتی نور هم توان فرار از آن را ندارد. یک سیاهچاله ذاتا باید نامرئی باشد، اما وجود خود را به وسیله گرانش قویی که دارد نشان می­دهد، در واقع اثر سیاهچاله‌ها از طریق رفتار اشیائی مشخص می شود که به دور آنها می­چرخند، مثل ستاره‌ها و بلعیده شدن و پخش کردن پرتو ایکس. اما آیا تمام تابش‌ها در سیاهچاله‌ها مثل ِ هم میباشند؟

جواب کوتاه “خیر” است. اما برای درک بیشتر این موضوع و توضیحات مفصل‌تر باید جزئیات بیشتری را بررسی نماییم تا با ساز و کار سیاهچاله آشنا شویم. منظور از پرتو ایکس ِ سیاهچاله، پلاسمای موجود در اطراف آن میباشد. این فوران‌های سیاهچاله‌ای از جنس «ماده» هستند، پدیده‌ای که اغلب مشاهده می شود و طی آن جریان‌هایی از ماده در راستای محور چرخش یک جسم فشرده به فضا پاشیده می شوند. هیچ چیزی حتی پرتو ایکس یا هر نوع تابش پر انرژی دیگری نمی توانند از سیاهچاله بگریزد. تابش‌های ایکس گسیل شده از سمت سیاهچاله که در حال حاضر مهمترین گرانشی بسیار قوی سیاهچاله به شدت داغ و پر حرارات شده‌اند و بر اثر حرارت زیاد، چنین تابش هایی از خود گسیل می کنند.

حرکت گردابی و اصطکاک مواد در حال نزدیک شدن به سیاهچاله آنها را به پلاسمایی بسیار داغ تبدیل می کند و موجب تابش‌هایی چنین پر انرژی می شود. دمای پلاسمایی که به درون سیاهچاله فرو می رود به میلیون‌ها درجه سانتی گراد می رسد. سیاهچاله‌ها از آنجایی که حتی نور هم نمی تواند از افق رویداد آنها خارج شود، سیاه هستند؛ اما با کمک همین تابش‌های پر انرژی و داغ می توانیم متوجه شویم جایی وجود دارد که مقدار زیادی ماده را داغ کرده و به سمت خود می کشند و به این ترتیب محل سیاهچاله‌ها را شناسایی کنیم.

تابش‌های سیاهچاله‌ای باریکه‌ای نورانی از موادی پر شتاب هستند که توسط سیاهچاله‌ها به بیرون گسیل می شوند. این سیاهچاله‌ها موادی شامل گرد و غبار کیهانی و ابرهای گازی و مواد دیگری که به دام گرانش شدید آن می افتند را قبل از گذر از افق رویداد سیاهچاله، بصورت پرتوها و امواجی با سرعت چندین میلیون کیلومتری به بیرون پرتاب می کنند که اصطلاحا به آن جت پرتو ایکس سیاهچاله می گویند. منیع درخشان پرتو ایکس حاکی از حضور گازهایی است که دمای‌شان به چندین میلیون درجه می‌رسد، سیاه‌چاله ممکن است برخی از این مواد را ببلعد اما بقیۀ گازهای چرخان و مغناطیسی نزدیک سیاه‌چاله ممکن است به نوبت٬ به‌ جت‌های رادیویی عظیم خروجی بپیوندند و با قدرت به بیرون پرتاب شوند. اگر این مواد از افق رویداد ِ سیاهچاله عبور کنند دیگر نمی تواند به بیرون سیاهچاله راهی پیدا کنند.

اما داستان تابش هاوکینگ چیست؟

هیچ چیز تا ابد دوام نمی آورد، حتی سیاهچاله‌ها؛ بر طبق گفته‌های استیون هاوکینگ سیاهچاله‌ها بعد از گذشت زمانی طولانی از عمرشان تبخیر می شوند، هاوکینگ بیان داشت که یک سیاه‌چاله می‌تواند کوچک شده و در نهایت کاملاً از بین برود. هنگامی که ذرات فرار می‌کنند سیاه‌چاله مقداری از جرم و در نتیجه انرژی خود را (طبق E=mc۲) از دست می‌دهد. توان ساطع شده به وسیلۀ یک سیاه‌چاله در قالب ِ تابش هاوکینگ را به آسانی می‌توان تخمین زد. اما دقیقا چه اتفاقی برای آنها رخ می دهد؟ نحوه کارکرد ِ تابش هاوکینگ چیست؟

این رهیافت نتیجه‌ای از اصل عدم قطعیت هایزنبرگ است که بیان می‌کند هرگز نمی‌توان مطمئن بود که یک فضای به ظاهر تهی، واقعا خالی باشد. در عوض ذرات مجازی همواره به صورت جفت ظاهر می‌شوند. این جفت ذرات از ماده و پادماده متناظر آن ساخته شده‌اند که لحظه‌ای بسیار کوتاه دوام می‌آورند و پس از آن، به سرعت همدیگر را خنثی کرده و ناپدید می‌شوند. قبل از هاوکینگ، دانشمندان معمولا این ذرات را نادیده می‌گرفتند.

با این حال اگر یک جفت از این فوتون‌ها در افق رویداد سیاهچاله تشکیل شوند، این فرصت پیش می‌آید که در همان زمان بسیار کوتاه، یکی از ذرات از سیاه‌چاله فرار کند و فقط یکی به درون سیاهچاله کشیده شود. به این ترتیب هر کدام از این ذرات در یک سمت سیاه‌چاله قرار می‌گیرند. یکی از آنها در خارج از سیاه‌چاله آزادانه حرکت می‌کند و دیگری برای ابد در سیاه‌چاله به دام می‌افتد. این پدیده مانع از آن می‌شود که دو ذره مجددا با یکدیگر ادغام و نابود شوند و بنابراین، به نظر می‌رسد که سیاه‌چاله در حال تابش و از دست دادن انرژی است.

blackholeپس، تابش هاوکینگ عمدتا شامل ذراتی نمی شود که در نزدیکی سیاهچاله به وجود می آیند، بلکه نتیجۀ برهم‌کنشی پیچیده در لحظۀ تولد سیاهچاله است که تا به امروز دوام می آورد. تا آنجا که ما میدانیم، سیاهچاله‌ها به طریقی از هم فرو می پاشند. محاسبات این اطمینان را به ما می دهند که سیاهچاله‌ها در هر صورت نابود می شوند. سیاهچاله‌ای با جرمی معادل جرم خورشید در حدود ۶۷^۱۰ سال عمر خواهد کرد که مدت زمان خوبی است. ما تاکنون شاهد هیچ تابش هاوکینگی نبودم زیرا هیچ مرگ سیاهچاله‌ای رخ نداده است. شاید در آینده دانشمندان در آزمایشگاه بتوانند تابش هاوکینگ را به اثبات برسانند، اما قطعا پس از این کشف مهم استیون هاکینگ زنده نیست تا جایزه نوبل خود را دریافت نماید.

نوع دیگری از درخشش در اطراف سیاهچاله‌ها توسط اختروش‌ها ایجاد می شود. اختروش‌ها سیاهچاله‌های ابرپرجرمی هستند که جرم آنها میلیاردها برابر جرم خورشید بوده و در قلب کهکشان‌های دوردست قرار دارند؛ این اجرام ِ درخشان مقادیر فوق‌العاده‌ای از نور را منتشر می‌کنند. مشاهدات کیهان‌شناسان نشان می دهد اختروش‌ها توسط دیسک‌های سریع گازی احاطه شده‌اند و زمانی که سیاهچاله‌ها مادۀ اطرافشان را به داخل می کشند، مقادیر عظیمی از انرژی را آزاد می کنند.

منابع بیشتر: Blackhole , X-ray binary

universetoday.com , newscientist.com

تقریبا همه چیز گم شده است. و تیمی از فیزیکدانان در تلاش هستند تا آن را پیدا کنند. جهانی که می شناسیم، در حدود یک دهم چیزی را شامل می شود که در فضا می بینیم. پس بقیه کجاست؟ مفقود! نامرئی! غیر قابل شناسایی، البته به غیر از اثرات گرانش آن بر تعدادی از چیزهایی که می توانیم ببینیم.

dark photonمحققان آن بخش گمشده را «بخش تاریک می نامند»؛ دسته‌ای از ذرات بزرگ و پرانرژی که باید اصولا در جایی از جهان وجود داشته باشند ولی با ماده روشن وارد برهمکنش نمی شوند. پروژۀ تازه‌ای در موسسه ملی فیزیک هسته‌ای ایتالیا در جریان است که می خواهد با بهره‌گیری از فوتون تاریک نظری به افشای آن چیزهای تاریک بپردازد. اگر محققان واقعا موفق به یافتن فوتون تاریک شوند، شواهدی برای نیروی پنجم طبیعت بدست خواهد آمد که می تواند خبر بزرگ و شگفت‌انگیزی در دنیای فیزیک باشد.

بر اساس گزارشی که در روزنامه گاردین منتشر شد، محققان ایتالیایی در نظر دارند یک قطعه نازک سیلیکونی را با پرتوی ذرات پادماده موسوم به «پوزیترون‌ها» بمباران کنند. پوزیترون‌ها نسخه‌های پادماده الکترون‌ها هستند. تحت شرایط عادی، پوزیترون‌ها و الکترون‌هایی که به یکدیگر برخورد می کنند، یکدیگر را از بین برده و یک جفت فوتون عادی پدید می آورند. اما اگر فوتون‌های تاریک واقعا وجود داشته باشند، باید هر از چند گاهی یک جفت فوتون در اثر نابودی پوزیترون‌ها و الکترون‌ها به وجود آید. به جای برهمکنشی که دو فوتون عادی را به ارمغان می آورد، یک فوتون تاریک و یک فوتون عادی در کنار هم پدید می آیند.

محققان در گفتگو با «Physics World» اعلام کردند که امیدوارند پرتو پوزیترون‌ها در آزمایش‌شان به الکترون‌های کافی در الماس برخورد کند تا یک فوتون تاریک تولید گردد. البته انتظار نمی رود فوتون تاریک به طور مستقیم در این آزمایش مورد شناسایی قرار گیرد؛ بلکه فوتون مفقود را می توان بعنوان شواهدی از وجود آن در نظر گرفت. اگر این اتفاق بیفتد، انتظار می رود محققان بتوانند وجود فوتون تاریک را تایید کنند و جرم آن را اندازه بگیرند (برخلاف فوتون‌های عادی، فوتون های تاریک جرم دارند). این نه تنها می تواند بعنوان شواهدی از یک ذره جدید قلمداد شود، بلکه یک نیروی کاملا جدید را فاش کند.

در جهان پرفروغ ما، چهار نیرو وجود دارد. الکترومغناطیس انرژی نور را حمل کرده و اتم‌ها را به اتم‌های دیگر متصل می کند. نیروی قوی باعث می شود ذرات درون اتم‌ها در کنار همدیگر بمانند. نیروی ضعیف باعث جدایی اتم‌ها از یکدیگر و فروپاشی آنها می شود. و گرانش بعنوان نیروی چهارم، شما را در زمین نگه داشته و بر حرکات کیهان حکمرانی می کند. اگر فوتون‌های تاریک وجود داشته باشند، باید نمایانگر نیروی پنجم باشند؛ نیرویی که در مدل جهانی ما جایی ندارد: الکترومغناطیس تاریک. اگر دانشمندان وجود این فوتون‌ها را به اثبات برسانند، زمان آن خواهد بود که کتاب‌های درسی فیزیک از نو نگاشته شوند.

منبع: livescience.com

حتما تا به حال نام نظریه نسبیت خاص را شنیده‌اید و احتمالا می دانید که پشت این نظریه فیزیکدان بزرگ آلمانی، آلبرت اینشتین ایستاده است. این نظریه در کنار نسبیت عام دیدگاه ما را نسبت به جهان ِ اطرافمان متحول ساخت. در ابتدا می خواهیم تعریفی کلی از نسبیت خاص داشته باشیم و سپس به تفصیل آن را بررسی نماییم.

نسبیت خاص: این نظریه بر این فرض استوار است که همه قوانین علم برای ناظرانی که حرکت آزاد دارند، صرف نظر از سرعتشان، یکسان است.

سرعت نور

در سال ۱۸۶۵ میلادی فیزیکدان بزرگ، “جیمز کلارک ماکسول” سرعت نور را تقریبا ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه اعلام نمود. دانشمندان به این فکر افتادند که باید چیزی وجود داشته باشد که بتوان سرعت نور را نسبت به آن سنجید. با توجه به اینکه امواج صوت در هوا منتشر می شوند، آنها در نظر گرفتند که امواج نور در ماده‌ای بنام اتر منتشر می شوند. بر اساس نظر آنان اتر در سراسر فضا آکنده است و حتی در فضای خالی نیز وجود دارد.

در سال ۱۸۸۷ میلادی “آلبرت مایکلسون” فیزیکدان و “ادوارد مورلی” شیمی‌دان آزمایشی مهم انجام دادند. با توجه به اینکه زمین درون اتر و در مدار خود دور خورشید حرکت می کند، آنها انتظار داشتند که حاصل اندازه‌گیری سرعت پرتویی از نور در جهت حرکت زمین درون اتر(وقتی که به سوی منبع نور حرکت می کنیم) بیشتر از سرعت نور در هنگام حرکت در راستای قائم بر حرکت زمین( وقتی به سوی منبع نور حرکت نمی کنیم) باشد. اما نتیجۀ اندازه‌گیری پرتویی از نور در این دو حالت این بود که سرعت در هر دو وضعیت دقیقا برابر است.

در بین سال‌های ۱۸۸۷ و ۱۹۰۵ دانشمندان بسیاری تلاش کردند که استدلال درستی برای نتیجه‌ی آزمایش مایکلسون و مورلی ارائه دهند. “هندریک لورنتز” یکی از این دانشمندان بود. ایدۀ او این بود که در اتر اجسام منقبض می شوند و ساعت‌ها کندتر کار می کنند. او هنوز به وجود اتر اعتقاد داشت. اینشتین یکی دیگر از این دانشمندان بود. او آزمایشی ساده اما جالب ترتیب داد. او در نظر گرفت که دو ناظر داریم. ناظر اول در ایستگاه قطار ایستاده است و ناظر دوم سوار بر قطاری پر سرعت است و در وسط آن نشسته است. شرایط آزمایش به شکلی بود که  ناظر اول در هنگام عبور قطار از کنار ایستگاه در وسط آن قرار می‌گیرد و درست در همین زمان دو صاعقه به طور همزمان یکی به عقب و دیگری به جلوی قطار برخورد می کنند.

طبق مشاهدۀ ناظر اول که در ایستگاه است هر دو صاعقه در یک زمان به قطار برخورد کرده‌اند. اما اگر حادثه را از دید ناظر دوم ببینیم نتیجه متفاوت است. او می بیند که صاعقه اول به جلوی قطار می خورد و صاعقه دوم کمی بعد به عقب قطار برخورد می‌کند. به نظرتان مشاهدۀ کدام یکی از این دو ناظر درست است؟ در واقع مشاهدۀ هر دوی آنها کاملا صحیح است. زیرا مکان هیچکدام از آنها مزیت خاصی نسبت به دیگری ندارد و در نتیجه نمی‌توانیم هیچ کدام را بر دیگری برتری دهیم. در واقع ناظر اول چون فاصلۀ یکسانی از هر دو صاعقه دارد، برخورد آنها به قطار را در یک زمان می‌بیند. ناظر دوم هم فاصلۀ یکسانی از هر دو صاعقه دارد اما چون به سمت صاعقه جلوی قطار در حرکت است پس آن را زودتر از صاعقه‌ای که به عقب قطار برخورد می‌کند، می‌بیند.

بر اساس نتیجۀ این آزمایش، مفهوم زمان مطلق که نیوتن و ارسطو اعتقاد محکمی به آن داشتند زیر سوال رفت. مفهوم زمان مطلق نشان دهندۀ این است که معیار واحدی برای سنجش زمان تمام جهان وجود دارد و روند گذر زمان برای تمام ناظران در هر جایی که باشند و هر سرعتی داشته باشند یکسان است. اما همان‌طور که آزمایش جالب اینشتین نشان می‌دهد هر ناظر معیار خودش را برای سنجش زمان دارد. پس با قاطعیت می‌توان گفت که زمان مطلقی وجود ندارد و علاوه بر آن فاصله نیز نسبی است.

اینشتین در سال ۱۹۰۵ در نظریۀ نسبیت خاص بیان داشت که اگر مفهوم زمان مطلق را کنار بگذاریم دیگر نیازی به وجود اتر نیست. در واقع همان‌طور که پیش‌تر گفته شد فرض اصلی و بنیادی نظریه نسبیت خاص اینشتین این است که تمام قوانین علم برای هر کسی که حرکت آزاد دارد صرف نظر از سرعتش یکسان است، بر همین اساس است که سرعت نور برای هر ناظری با هر سرعتی یکسان است. این فرض نتایج بسیار بسیار مهمی را به ارمغان آورد. یکی از مهمترین نتایج اصل هم ارزی جرم و انرژی است که ما آن را به صورت فرمول معروف E=mc2 می‌شناسیم.

در این فرمول E نشان دهندۀ انرژی، m نشان دهندۀ جرم و c نشان دهنده‌ سرعت نور است. در ریاضیات اگر ثابتی را از یک طرف فرمول حذف کنیم، طرف اول با طرف دوم هم ارز می‌شود. در فرمول E=mc2 ، c2 که نشان دهنده‌ مجذور سرعت نور است ثابت است چرا که سرعت نور مقداری ثابت است. پس اگر این عدد ثابت را از طرف دوم معادله حذف کنیم از یک طرف E می‌ماند که انرژی است و از طرف دیگر m می‌ماند که جرم است و می‌گوئیم جرم با انرژی هم ارز است و در زبان ریاضی آن را به صورت E  نشان می دهیم.

طبق نتیجۀ این فرمول مقدار کمی ماده می تواند مقدار زیادی انرژی آزاد کند. این نتیجه بود که باعث ساخت بمب اتم شد. بسیاری از مردم اینشتین را دربارۀ ساخت بمب اتم مقصر می‌دانستند، این درست مثل این می ماند که نیوتن را مقصر سقوط هواپیما بدانیم چون گرانش را کشف کرده است! می‌خواهیم توضیح ساده‌ای هم از چگونگی ساز و کار بمب‌های اتمی به شما بدهیم. همان طور که می‌دانید اتم دارای دو جزء است. هسته و الکترون‌ها. هسته خود از دو جزء مهم به نام‌های پروتون و نوترون ساخته شده است.

همان طور که می‌دانید الکترون‌ها بار منفی و پروتون‌ها بار مثبت دارند و نوترون‌ها خنثی هستند. با توجه به اینکه بارهای همنام یکدیگر را دفع می‌کنند این مسئله که چگونه اجزای هسته کنار هم باقی مانده اند و چرا هسته از هم نمی‌پاشد مسئله‌ جالب و اندکی هم گیج کننده است. در واقع پایداری اتم به علت وجود نیروی هسته‌ای قوی است که یکی از  نیروهای چهارگانه است. نکته بسیار حیرت‌انگیزتر دیگر این است که مجموع جرم‌های اجزای تشکیل دهندۀ هسته از جرم هسته بیشتر است! این مطلب دقیقا به علت انرژی پیوند هسته‌ای است.

به فرمول زیر توجه  کنید:

Δmc2 = انرژی پیوند هسته‌ای

m در واقع تفاوت میان جرم هسته و جرم اجزای هسته به طور جداگانه است و اگر آن را در مجذور سرعت نور ضرب کنیم مقدار انرژی پیوند هسته‌ای بدست می آید. آزاد شدن این انرژی باعث به وجود آمدن انرژی بسیار زیاد ابزارهای هسته‌ای است. وقتی یک نوترون پر انرژی وارد یک هستۀ سنگین مانند اورانیوم ۲۳۵ می شود باعث از هم پاشیدن این هسته سنگین می گردد و در اثر آن انرژی بسیار زیادی آزاد می گردد.

یکی از دیگر نتایج مهم این است که هیچ چیز نمی‌تواند با سرعتی برابر سرعت نور یا سریع‌تر از آن حرکت کند مگر اینکه خود از جنس نور باشد و از جرم بی‌بهره باشد. طبق اصل هم ارزی جرم و انرژی هر چه بر سرعت یک جسم افزوده شود بر جرم آن نیز افزوده می‌شود. هر چه سرعت یک جسم به سرعت نور نزدیک شود این مطلب اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. وقتی جسمی سرعتی برابر ۱۰% سرعت نور داشته باشد تنها نیم درصد بر جرم طبیعی اش افزوده می‌شود. وقتی جسمی سرعتی برابر ۹۰% سرعت نور داشته باشد جرم آن بیش از دو برابر می‌شود. و بر همین اساس وقتی سرعت جسم به سرعت نور برسد جرم آن بینهایت خواهد شد. رساندن این میزان از جرم به سرعت نور ناممکن است.

یکی از افکار اعجاب‌انگیز و جالب اینشتین که بر اساس نسبیت خاص پایه‌گذاری شده است پارادوکس دوقلوها نامیده می‌شود. در این مسئله ما دو برادر دوقلو را در نظر می گیریم. یکی از برادرها سوار بر فضاپیمایی می شود و با سرعتی نزدیک به سرعت نور راهی یک سفر فضایی می شود. وقتی برادر به زمین باز گردد خواهد دید که برادر دیگرش که در زمین مانده بود بسیار پیرتر از اوست.

یعنی روند گذر زمان در فضا و در سرعت بالا برای او کند شده است و در واقع او اثر اتساع زمان را تجربه کرده است. هر چقدر سرعت شما بیشتر شود روند گذر زمان برایتان کندتر خواهد شد و با رسیدن به سرعت نور زمان برای شما متوقف خواهد شد. به قول هاوکینگ پارادوکس دوقلوها برای کسانی یک پارادوکس است که هنوز ته دل خود به زمان مطلق باور دارند. اما واقعا چرا زمان برای شخصی که با سرعتی بالا حرکت می‌کند کندتر می‌گذرد؟ برای پی‌بردن به پاسخ این سوال به مثال زیر توجه کنید:

فرض کنید دو ناظر وجود دارد که یکی سوار بر قطاری است که با سرعتی نزدیک به سرعت نور در حرکت است و دیگری در ایستگاه قطار ایستاده است. در واگنی که ناظر اول بر آن سوار است پرتویی از نور مدام به دیواره انتهای قطار می‌خورد و سپس بازتاب می‌کند و به دیوارۀ ابتدای و واگن برخورد می‌کند و به همین ترتیب به حرکتش ادامه می‌دهد. ناظر درون قطار می‌بیند که هر بار پرتوی نور مسیری به اندازۀ طول قطار را می‌پیماید. اما مشاهدات ناظر بیرون قطار چیز دیگری را بیان می‌دارد. ناظر بیرون قطار می بیند که نور مسیری چند برابر آنچه ناظر اول دیده  را می‌پیماید زیرا قطار وقتی پرتوی نور در واگن آن در حال حرکت است حرکت می‌کند و پرتوی نور در واقع پس از چند متر حرکت قطار به انتهای واگن آن می‌رسد.

پس از نظر ناظر دوم، نور فاصلۀ بیشتری را طی کرده است تا به انتهای واگن برسد. بر همین اساس او باید مدت زمانی را هم که طول می‌کشد تا نور از ابتدا به انتهای واگن برسد بیشتر از ناظر اول حساب کند، چون بر اساس نسبیت هر ناظر با هر سرعتی باید سرعت نور را مقداری ثابت اندازه‌گیری کند. سرعت نور از تقسیم مسافت طی شده بر زمانی که طول کشیده تا نور مسافت را طی کند به  دست می‌آید و از آنجایی که ناظر دوم مسافت بیشتری را اندازه گرفته زمان هم باید به همان نسبت بیشتر از زمان اندازه‌گیری شده توسط ناظر اول باشد. پس در واقع زمان برای ناظر اول که سوار بر قطاری پر سرعت است کندتر از  ناظر دوم که نسبت به او ساکن است می‌گذرد و در نتیجه او دیرتر پیر می‌شود.

در جملۀ بالا از عبارت ناظر دوم نسبت به ناظر اول ساکن است استفاده کرده‌ایم. این عبارت یعنی چه؟

هنگامی که در حال حرکت هستید مثلا در ماشین در حال حرکت یا در هنگام دوچرخه سواری با قاطعیت تمام می‌توانید بگوئید که درخت ثابت است و من در حال حرکت. در اینجا درخت یا هر شئ ثابت دیگر چارچوب مرجع نامیده می‌شود. چارچوب مرجع معیاری است برای سنجیدن ویژگی‌های یک جسم مثل سرعت و … در واقع شما حرکت یا ثابت بودن خودتان را با توجه به جسمی ثابت مشخص می‌کنید. اما فرض کنید که در فضایی خالی از هر نوع شئ رها شده‌اید. در این حالت چگونه خواهید گفت که در حال حرکتید یا نه؟ شما نمی‌توانید حرکت یا ثابت بودنتان را بدون وجود چارچوب مرجع مشخص کنید. از سوی دیگر هیچ چارچوب مرجع واحدی برای تمام جهان وجود ندارد. همان‌طور که می‌دانید زمین در حال گردش به دور خورشید است پس درخت همراه با آن به دور خورشید می‌گردد. بنابراین درخت ثابت نیست بلکه نسبت به شما ثابت است و شما نسبت به آن در حال حرکت هستید. پس حرکت امری نسبی است.

a)چون ماشین ثابت است می توانیم آن را چارچوب مرجع در نظر بگیریم و حرکت سیب را نسبت به ان بسنجم.البته ماشین همراه با زمین بگرد خورشید در حرکت است اما چون نسبت به سیب ثابت است می تواند چارچوب مرجع باشد.
b)ماشین در حال حرکت است پس نمی تواند چارجوب مرجع باشد. در این حالت باید زمین را که نسبت به سیب و ماشن ثابت چارچوب مرجع در نظر بگیریم و حرکت سیب و ماشین را نسبت به ان بسنجیم.

ارتباط نسبیت با میدان مغناطیسی

همان طور که می دانید میدان مغناطیسی حاصل حرکت بارهای الکتریکی است. جالب اینجا است که به خاطر نسبی بودن حرکت، میدان مغناطیسی هم نسبی است. اگر، شما نیز همراه بار حرکت کنید به طوری که بار نسبت به شما ثابت باشد، هیچ میدان مغناطیسی وابسته به بار نخواهید داشت. پس می توان گفت که میدان مغناطیسی با نسبیت در ارتباط است. آلبرت اینشتین برای اولین‌بار این مطلب را در نخستین مقالۀ خود درباره نسبیت خاص مطرح ساخت. نام این مقاله در باب الکترودینامیک اجسام متحرک بود. در واقع نسبیت خاص با قوانین حرکت نیوتن مطابقت داشت، اما سپس گسترش یافت و با نظریه ماکسول و سرعت نور مطابقت پیدا کرد.

سخن پایانی

همان طور که مطرح شد نظریه نسبیت خاص نظریه خوبی است و نظریه ماکسول و سرعت نور را تحت پوشش قرار می دهد. اینشتین پس از ۱۰ سال نظریۀ کامل‌تر خودش بنام نسبیت عام را مطرح ساخت که علاوه بر موضوعات مطرح شده در نسبیت خاص گرانش را بر حسب یک انحنای فضا-زمان چهار بعدی توضیح می دهد. هر چند که این نظریه، نظریه خوبی است اما با این همه اشکالاتی بر آن وارد است. یکی از اشکالات این است که این نظریه عدم قطعیت نظریه کوانتومی را با خود نیامیخته است. و این ناسازگاری در نزدیکی یک تکینگی دردسر ساز است، چون ما برای بررسی یک تکینگی باید نظریه‌ای داشته باشیم که ترکیبی از دو نظریه نسبیت عام و مکانیک کوانتوم باشد. در این صورت بسیاری از اسرار کیهان از جمله تکینگی را می توان به راحتی توضیح داد. البته آشتی دادن مکانیک کوانتوم با نسبیت عام کاری بس دشوار است چون نسبیت عام ساختمان کلان جهان را توضیح می دهد و مکانیک کوانتوم با ابعاد بسیار بسیار کوچک سر و کار دارد.

 

منابع:

کتاب جهان در پوست گردو نوشته استیون هاوکینگ

کتاب تاریخچه زمان نوشته استیون هاوکینگ

کتاب فیزیک مفهومی نوشته پل جی.هیوئیت