فضا زمان چیست؟ — به زبان ساده

آخرین به‌روزرسانی: ۷ آذر ۱۴۰۱
زمان مطالعه: ۵ دقیقه
فضا زمان

زمانی که بحث از شناخت طبیعت باشد، احتمالا اولین مفاهیمی که در ذهن شما تداعی می‌شود، گربه شرودینگر، پارادوکس دوقلو‌ها و $$E=mC^2$$ هستند. اما بیش از یک قرن است که نسبیت عام انیشتین مفهومی پیچیده برای عموم مردم و حتی دانشجویان فیزیک محسوب می‌شود. از این رو در این مطلب قصد داریم تا در مورد یکی از ملزومات این نظریه یعنی فضا زمان صحبت کنیم.

فهرست مطالب این نوشته

فضای متریک

قبل از توضیح فضا زمان باید با مفهومی تحت عنوان «فضای متریک» (Metric Space) آشنا باشید.

در حالتی بنیادی، کیهان از خاصیت‌هایی همچون جرم، بار الکتریکی و تکانه تشکیل شده است. این خاصیت‌ها می‌توانند با یکدیگر کنش داشته و روی هم تاثیر‌گذار باشند. توجه داشته باشید که یک واحد کوانتومی می‌تواند موج، ذره یا چیزی میان این دو باشد. این واحد‌های کوانتومی می‌توانند با هم ترکیب شده و پروتون، الکترون، مولکول، انسان و یا کیهان را تشکیل دهند.

مکانیک کوانتومی در اوخر قرن نوزدهم و ابتدای قرن بیستم پایه‌گذاری شده است. با این حال ایده‌ تشکیل کیهان از کمیت‌هایی نامرئی که با هم در کنش هستند، قدمتی دوهزار ساله دارد.

space-time

فارغ از این که کیهان از چه اِلمان‌هایی تشکیل شده، بستری باید وجود داشته باشد که اِلمان‌های تشکیل دهنده بتوانند روی آن حرکت کرده و در نتیجه با هم کنش داشته باشند.

فضا زمان
اولین بار کنش بین ذرات توسط نیوتن و در قالب قانون جهانی گرانش کمی سازی شد.

این بستر در دنیای نیوتنی، صاف، خالی و فضای مطلق در نظر گرفته می‌شد. در حقیقت فضا، کمیتی ثابت همچون دستگاه مختصات سه‌بعدی فرض می‌شود که از محور‌های $$ x,y,z $$ تشکیل شده بود. زمان نیز در دنیای نیوتنی با نرخ ثابتی افزایش پیدا می‌کرد و مطلق در نظر گرفته می‌شد. در مکانیک نیوتنی، ذرات، واحد‌های کوانتومی و امواج، فضا و زمان مشابهی را تجربه می‌کردند.

space-time
یکی از سوالات اساسی بشر تا قرن بیستم توجیه مدار عطارد بود؛ چرا که مکانیک نیوتنی نمی‌توانست شکل این مدار را توجیه کند.

فضا زمان

در اواخر قرن نوزدهم فیزیکدانان در طی آزمایشاتی دریافتند که مفاهیم فضا و زمان در مکانیک نیوتنی عیوبی دارد. برای نمونه ذره‌ای که در نزدیکی سرعت نور حرکت می‌کند، گذشت زمانی متفاوت را نسبت به ذره ساکن تجربه می‌کند. مشاهده می‌شود انرژی و مومنتوم ذرات به طور ناگهانی به دستگاه مختصات وابسته می‌شوند. این وابستگی به معنای آن است که فضا و زمان نمی‌توانند مطلق باشند. برای نمونه یک ساعت نوری، گذشت زمانی متفاوت را نسبت دو ناظر مختلف اندازه‌گیری می‌کند. حتی دو ناظر ساکن و متحرک، شکل متفاوتی را از ساعت متحرک می‌بینند. به این پدیده اتساع زمان گفته می‌شود که در نسبیت خاص به آن پرداخته شده است.

ساعت نوری فرض شده توسط انیشتین

این وابستگی در ابتدا در نسبیت خاص انیشتین توضیح داده شد. در این نظریه برخی از خاصیت‌ها همچون جرمِ ذره ساکن و سرعت نور، غیر قابل تغییر در نظر گرفته می‌شوند. اما برخی از ویژگی‌ها وابسته به نحوه حرکت در فضا و زمان است. در سال ۱۹۰۷ استاد سابق انیشتین، «هرمان مینکوفسکی» (Hermann Minkowski)، ایده‌ای انقلابی را مطرح کرد. او نشان داد که فضا و زمان را می‌توان در قالب یک مفهوم و یک عبارت بیان کرد. او فرمولی را ارائه داد که توصیف کننده بستر حرکت و کنش ذارت با یکدیگر هستند. این جمله به معنای آن است که تجربه شما از محیط اطراف وابسته به نحوه حرکت شما در فضا و زمان است. با این حال این رابطه گرانش را در خود نداشت. فضا زمانی که او توسعه داد امروزه تحت عنوان فضای مینکوفسکی شناخته می‌شود. از این نوع بیانِ فضا زمان در کوانتوم مکانیک نیز استفاده می‌شود.

space-time

اگر نیروی گرانش حذف شود، فضای مینکوفسکی تمامی پرسش‌ها را در مورد نحوه حرکت ذره پاسخ می‌دهد. در این حالت فضا زمان، بدون خمیدگی و خالی بوده و بستر مورد نیاز جهت حرکت و کنش ذرات را با یکدیگر فراهم می‌کند. توجه داشته باشید که زمانی شما شتاب را احساس می‌کنید که در کنش با ذره یا جسم دیگری قرار گیرید. برای نمونه ممکن است شخصی شما را هل داده و شما به سمت جلو حرکت کنید. اما در دنیای واقعی نیروی گرانش نیز عاملی است که می‌تواند به ذرات شتاب وارد کند. این آلبرت انیشتین بود که برای اولین بار با استفاده از آزمایشی ذهنی نیروی گرانش را با شتاب جایگزین کرد. برای توضیح این آزمایش، شکل زیر را در نظر بگیرید.

space-time

اگر شما روی زمین قرار گرفته باشید و توپی را از ارتفاع مشخصی رها سازید، توپ با شتابی مشخص به سمت زمین حرکت می‌کند. حال فرض کنید در فضاپیمایی در فضای تهی قرار گرفته‌اید. در این حالت اگر توپ را رها کنید، در محل خودش باقی می‌ماند. اما اگر فضاپیما شتاب داشته باشد، با رها کردن توپ می‌بینید که به صورت شتاب‌دار در خلاف جهت شتاب فضاپیما به حرکت در می‌آید.

بیان مینکوفسکی بستری از فضا زمان را توصیف می‌کند که تحت گرانش قرار نگرفته است. این در حالی است که یک جرم، فضا و زمان اطرافش را خم می‌کند. ارتباط بین فضای تخت مینکوفسکی و فضای خمیده ناشی از وجود جرم، با استفاده از نسبیت عام قابل توصیف است. فرمول‌بندی ریاضیاتی نسبیت عام، تحت عنوان تانسور متریک یا تانسور متریک انیشتین شناخته می‌شود. البته هندسه ریمانی نیز می‌تواند این فضا زمان را توصیف کند. ریمان، ریاضیدان قرن نوزدهم است که نحوه تغییر هر نوع میدان، طول، هندسه و فاصله بین نقاط را در فضای خمیده فرمول‌بندی کرده است.

انیشتین تقریبا یک دهه را روی فرمول‌بندی ریاضیاتی مفهوم گرانش وقت گذاشت و نهایتا شکل کلی معادله‌ نسبیت عام را ارائه داد. این معادله بیان می‌کند که جرم چگونه فضای اطرافش را خم می‌کند. هم‌چنین نحوه حرکت یک جرم در فضا زمان خمیده نیز با استفاده از نسبیت عام قابل توصیف است.

space-time

قانون اول نیوتن می‌گوید اگر به جسم در حال حرکت نیرویی وارد نشود، مسیر و جهت حرکت جسم ثابت خواهد ماند. بیان نسبیتی این گزاره آن است که اگر جسمی در فضا زمانی تخت در حال حرکت باشد، مسیرش تغییر نخواهد کرد. این در حالی است که جسم قرار گرفته در فضا زمان خمیده، مسیر خمیده شده را طی می‌کند. برای نمونه همان‌طور که در شکل فوق نیز نشان داده شده، خورشید فضا زمان اطرافش را خم کرده و زمین نیز روی این فضای خمیده اطراف خورشید حرکت می‌کند.

توجه داشته باشید که این اتفاق در مقیاس کیهانی نیز رخ می‌دهد. برای نمونه مجموعه‌ای از کهکشان‌هایی که نزدیک هم قرار گرفته‌اند دارای جرم بسیار زیادی بوده و در نتیجه گرانش اطراف آن‌ها زیاد است. از این رو نوری که از مجموعه کهکشان‌های دورتر به ما می‌رسد در قالب یک جسم دیده می‌شود.

space-time

از نظر فیزیکی پارامتر‌های بسیاری هستند که در تانسور متریک تاثیر‌گذارند. گرانش در نتیجه جرم و نحوه توزیع آن ایجاد می‌شود. در نسبیت عام این تاثیر را با استفاده از مفهوم چگالی مورد بررسی قرار می‌دهند. با این حال جالب است بدانید که نحوه توزیع جرم تنها یکی از ۱۶ پارامتری است که در توضیح شکل فضا زمان تاثیرگذار است. در این تانسور مولفه‌های فشاری همچون فشار تابشی، فشار خلا و فشار ناشی از حرکت سریع ذرات نیز سه مولفه‌ای هستند که در تانسور متریک تاثیرگذارند.

نهایتا ۶ مولفه‌ دیگر نحوه تغییر شکل حجم را در حضور جر‌م‌ها توضیح می‌دهند. هم‌چنین این مولفه‌ها نحوه تغییر شکل اجسام در حال حرکت را توصیف می‌کنند. رابطه بین جرم، انرژی و فضا زمان در تمامی سیستم‌ها از جمله زمین تا ستاره نوترونی و حتی برای امواج گرانشی برقرار است.

space-time
هرگاه جسمی نسبت به جسمی دیگر در صفحه فضا زمان حرکت کند، امواجی تحت عنوان امواج گرانشی ایجاد می‌شود.

توجه داشته باشید که تانسور متریک $$ \large \begin {align*} 4×4 \end {align*} $$ بوده، اما متقارن است. در حقیقت این تانسور ۴ مولفه قطری (چگالی و مولفه‌های فشار) و ۶ مولفه غیرقطری (مولفه‌های تغییر حجم) دارد که این مولفه‌ها نسبت به یکدیگر مستقل هستند. ۶ مولفه‌ دیگرِ غیر قطری با استفاده از مفهوم تقارن تعیین می‌شوند.

متریک، ارتباط بین کل ماده و انرژی موجود در عالم را برای ما توصیف می‌کند. هم‌چنین نحوه خمیدگی فضا زمان در عالم نیز با استفاده از این تانسور بیان می‌شود. در حقیقت نسبیت عام به حدی قدرتمند است که اگر شما دانسته باشید که تمام انرژی و ماده موجود در جهان کجا بوده‌ و چه فعالیتی داشته‌اند، آن‌گاه می‌توانید فرآیند عالم از گذشته، حال و آینده را درک کنید. در مطالب آینده به صورتی کمی‌تر مفاهیم مربوط به نسبیت عام و فضا زمان را توضیح خواهیم داد. با این حال در صورت علاقه‌مندی به مباحث مرتبط در زمینه فیزیک، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

^^

بر اساس رای ۱۸۷ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
Forbes
۲۶ thoughts on “فضا زمان چیست؟ — به زبان ساده

با سلام خدمت خانم یوسفی
از راهنمایی شما بسیار سپاسگزارم🙏🙏

با سلام و عرض خسته نباشید خدمت عوامل سازنده سایت خوب فرادرس و نویسنده این مقاله
می‌بخشید. تا کنون ۲ بار به طور دقیق مقاله جنابعالی را مورد بررسی قرار دادم. اما نه تنها هیچ نفهمیدم بلکه حتی گیج تر هم شدم.
البته این موضوع صرفا درباره مقاله جنابعالی نیست بلکه دیگر سایت ها هم که می‌خوانم باز نمی‌فهمم!
فقط به من بگویید: به چه پیش زمینه هایی برای فهم این مطلب و همچنین دو نظریه نسبیت انیشتین نیازمندم؟ خواهشمندم مرا از این سردرگمی درآورید.

با سلام،
برای درک نسبیت خاص اینشتین نیاز به دانستن فیزیک کلاسیک و مفاهیمی همچون سرعت و شتاب دارید. در نسبیت خاص، سرعت حرکت اجسام به سرعت نور نزدیک می‌ود، بنابراین در این سرعت، معادلات کلاسیک فیزیک تعمیم داده می‌شوند. برای داشتن درک کلی در مورد نسبیت عام، آشنایی با مفهوم گرانش بسیار موثر خواهد بود. از این رو مطالعه مطالب زیر برای شروع یادگیری بسیار مفید خواهند بود:
. مطلب مجله فرادرس با عنوان «نسبیت چیست؟ — به زبان ساده»
. مطلب مجله فرادرس با عنوان «نسبیت عام — به زبان ساده (+ دانلود فیلم آموزش رایگان)»
. مطلب مجله فرادرس با عنوان «نیروی جاذبه چیست؟ — به زبان ساده»
با تشکر از همراهی شما با مجله فرادرس

سلام با تشکر از دوستان واطلاعات قابل ارزش اما من سوالم این است که همون فرضیه ونظریه انیشتین هم نسبی میباشد نه مطلق چون همیشه علوم نسبت به زمان خود دارای نقص وکمبود میباشند مثل واکسن کرونا که تا سالهای بعد حداقل به طور قطع میشود گفت دارای عوارض خاص هست یا نه.اما الان نمیشود گفتن

هر دانشمندی که به درجه ای از علم میرسد نظریات خاص خود در مورد خاصی را دارد که این نظریات از جهاتی بسیار شبیه به هم واز جهاتی بسیار متفاوتند از نظر ارسطو زمان نوعی تخیل است که زاییده ذهن است ووجود خارجی نداردازنظر پلانک زمان ضرب یک عدد صحیح مثبت در زمان پلانک که چیزی حدود ۱۰ به توان -۴۴است میباشد وبه دلیل کوانتومی بودن جرم وطول حرارت وزمان وسرعت وسایر کمیتها نیز کوانتومی اند وتمام کمیتهابرمبنای سرعت نور و ثابت گرانش و ثابت پلانک به دست می ایند حتی نوروانرژی نیز کوانتومی اند یعنی زمان بین دوواحد پلانک وجود ندارد پس یا عاملی وجود دارد که ۱فرض میگردد یااصلا وجود ندارد که در این حالت صفر فرض میگردد به نظر پلانک دانشمندی با این تجربه کوانتوم در تمام زمینه ها حکمفرماست ولی از لحاظ انیشتین مسله تا حدی جور دیگری است یعنی زمان پیوسته بوده وتاحدی جرم با زمان وچگالی وسرعت و…باهم مرتبط اند یعنی در هم تنیده شده اند یعنی اگر بطورمثال سرعت حرکت جسمی تغییر کند جرم وزمان وسایر کمیتهای مرتبط با ان جسم نیز تغییر میابند.

نظریه نسبیت عام انیشتین توضیحی برای مسایل فیزیک کلاسیک دارد ولی برخی مسایل در نسبیت عام مثل اتساع زمان و..درنسبیت خاص رفع ابهام گردیده و دقیقتر بررسی گردیده است ولی کلا مطالعات بولتزمن وپلانک وانیشتین و…فیزیک عصر جدید را به وجود اورد که نیاز است از زوایای خاصی به این فیزیک نگاه شود ودرک شود سپس این فیزیک باور شود ولی عده ای سعی دارند که قبل از اینکه مطلب را خوب درک کنند ان را باور کنند به نظر من فیزیک جدید بیشتر نیاز دارد که درک شود.

چهارگان های فضا-زمان همیلتون نیمی از واقعیت عینی را تشکیل داده اند و مکمل آنها چهارگان های بیزمانی – بیمکانی عارفان می باشند. البته عارفان بزرگ دینی یک نکته مهم را نادیده گرفته اند و آن اینکه نه تنها مفاهیم بیزمانی و بیمکانی بلکه مفاهیم مکان و زمان هم از صفات حق تعالی می باشند. ماهیت زمان گذر کردن و تاثیر آن ناپایداری است و ماهیت همزاد آن یعنی بیزمانی گذر نکردن و تاثیر آن پایداری. ماهیت مکان پیوستگی است و ماهیت همزاد آن یعنی بیمکانی ناپیوستگی. چهارگان های همیلتون در مختصات دکارتی با حروف لاتین به شکل زیر نشان داده می شوند : x, y, z, t و چهارگان های عارفان به شکل : ‘x’, y’, z’ , t که به زبان ریاضی فیزیک مشتقات طول و عرض و عمق و زمان نامیده می شوند.
ترکیب این دو چهارگان که هرکدام نیمی از واقعیت عینی را تشکیل می دهند به شکل زیر می باشد : ‘xx’, yy’, zz’, tt .
در نسبیت عام انشتین انرژی و جرم بطور مستقل به فضای تخت مینکوسکی افزوده می شوند و آنرا خم می نمایند، در صورتیکه که انرژی و جرم خود از ادغام و ترکیب و آمیزش این دو نوع چهارگان اشاره شده در بالا آفریده شده اند. نتیجه اینکه وجود نوسانگر های همزاد هشت بعدی زمانمکان و بیزمانی بیمکانی باعث پستی و بلندی در اطراف خود می شوند. و مفاهیم پستی و بلندی نه هندسی اند و نه فیزیکی بلکه مفاهیمی معنوی اند. با این وجود در حال عمل و عکس العمل با نوسانگر های فیزیکی به سر می برند. مثال: در لحظه ای که محتوای کیهان یا جهان در یک نقطه بسیار ریز به نام تکینگی فیزیکی بسیار داغ و چگال و سنگین متراکم بوده است ، آن نقطه مرکز فضا یا مکان هندسی مجرد و سه بعدی جهان بوده و نقش رفیع ترین قله را بازی کرده است و محیط جهان نقش عمیق ترین دامنه را. لذا علت اصلی انبساط آن تکینگی فیزیکی چیز نبوده است غیر از ریزش یا سقوط آزاد و چرخشی انرژی و جرم از قله بلند به سوی دامنه پست. با آغاز فاز انقباض، نقش مرکز و محیط معکوس میگردد و محیط به قله های بلند و باز و پراکنده تبدیل می شود و مرکز به دامنه عمیق و متراکم. لذا نوسانات انبساط و انقباض کیهانی حاصل کارکرد یک مکانیزم خود کار می باشند و برای صورت گرفتن به نیروی بیرونی و درونی هیچگونه نیازی ندارند. نیروی های دافعه و جاذبه تنها بیان ریاضی- فیزیک نحوه عملکرد این مکانیزم خود کار می باشند و نه علت آن.

با عرض سلام و تقدیم احترام.
در پاسخ این سوال که چرا روی زمان همیشه بسوی آینده است و پشت آن به سوی گذشته ؟ پاسخ احتمالی این حقیر به این سوال بطور اختصار به شرح زیر می باشد:
زمان مطلق یا لحظه حال که طول آن برابر با زمان پلانک یعنی 10 بتوان منهای ۴۳ ثانیه است ، دارای همزاد طبیعی و یا خدادادی خاص و ویژه خویش می باشد یعنی بی حالی. به این معنا که زمان مطلق بطور وقفه ناپذیر بین دو حالت ؛ یکی حال و دیگری بی حالی در نوسان به سر می برد. برای سهولت درک موضوع می توان تیک تاک ساعت را در نظر گرفت. تیک را با حال و تاک را با بی حالی تشبیه نمود و یا اینکه حال را با بیداری و بی حالی را با خواب. به این معنا که محتوای عالم بطور دائم و خستکی ناپذیر بین دو حالت خواب و بیداری در نوسان است و علت ناپایداری نهاد آن همین نوسان مطلقا منظم می باشد. اگر هستی و وجود خداوند و خود او را هم به میان بکشیم، آنگاه میتوان بطور حقیقی و منطبق بر واقعیت عینی باور داشت که خداوند متعال بین خواب و بیداری در حال نوسان به سر می برد و طول تیک یا بیداری و یا حال او برابر با طول تاک یا خواب و یا بی حالی وی می باشد. لحظه خواب او پشت سر گذاشتن زمان گذشته می باشد و لحظه بیداری او ورود به زمان آینده. حال مهم این است که بسامد یا فرکانس این نوسان را تعیین نمائیم. برای چنیین محاسبه ای میتوان زمان پلانک را معکوس نمود که مساوی خواهد بود با ۱۰ بتوان ۴۳ بار در ثانیه. و این خود شاید بتواند اصل هم ارزی فرکانس و زمان نامیده شود و البته بطور معکوس. طوریکه از درس فیزیک یاد گرفته ایم یک هرتز برابر است با یک تقسیم بر ثانیه. در عصر جدید برای اولین بار بولتزمان اصل هم ارزی دما و انرژی را به زبان ریاضی بیان و فرمول بندی کرد و به پیروی از او پلانک اصل هم ارزی انرژی و فرکانس را به زبان ریاضی ترسیم نمود و سرانجام انشتین وارد میدان شد و با تبعیت و پیروی علمی از آن دو دانشمند اصل هم ارزی جرم و انرژی را با ثابت سرعت نور بتوان دو فرمول بندی نمود و نور چراغ علم فیزیک را به کمال درخشانی رساند. مکانیک ذرات و امواج یک درخشانی دیگری بود که در شدت نور محسبات احتمالی آن بر درخشش نسبیت عام تا حدودی سایه افکند و موجب شد که انشتین عبارت معروف را در مقابله با قدم زنی های احتمالی طبیعت و خداوند در قالب ” خدا تاس نمی اندازد ” تحویل جامعه علمی هم عصر خویش دهد. پس از آن، آرزو و بهتر بگویم که افکار و خیال و اندیشه بنیادی تر او متمرکز بر این نکته شده بود که در قالب یک فرمول بسیار ساده ریاضی مثل فرمول اصل هم ارزی جرم و انرژی، اصل هم ارزی جرم یا انرژی از یک طرف و از طرف دیگر زمانمکان را بیان و ترسیم دارد تا بتواند از آن راه ریاضیات مکانیک کوانتایی را در ریاضیات نسبیت خاص و عام ادغام نماید که امروز تحت عنوان گرانش یا جاذبه کوانتایی معروف است و هنوز به سرانجام نرسیده است و هاوکینگ دانشمند فقید انگلیسی هم موفق به برآورده شدن این آرزوی انشتین نشد. طوریکه از مطالعه دقیق متن ارائه شده توسط لی لی گرامی بر می آید، این آرزو به زبانی روشن و ساده بر آورده گردیده است و آنهم توسط وی در این سایت و نه توسط تئوریسین های برجسته دانشگاه های معتبر و موسسات پیشرفته پژوهشی . سوال رشته جدید علم فیزیک که در حال شکل گیری است، این است که در قالب الکترونها ؛ ذرات نور و کوارک های سه گانه چند تا از نوسان گرهای بنیادی هشت بعدی زمانمکان و بیزمانی بیمکانی در ابعاد پلانک بسته بندی شده اند ؟ از آنجاییکه این قالب ها از لحاظ حجم متفاوت می باشند، به همان تعداد در فرمول بندی اصل هم ارزی جرم یا انرژی از یک طرف و نوسانگر های بنیادی از طرف دیگر به کشف و محاسبه ثوابت طبیعی گوناگونی نیاز هست و واحد این ثوابت اعداد می باشند و نه کیلو گرم و متر و ثانیه و درجه سلسیوس.
اگر خوانندگان گرامی به محاسبه علاقه دارند، میتوانند از همین حالا آنرا شروع کنند و گوی سبقت را از دست دانشمندان محترم و برجسته علم فیزیک بربایند.

با عرض سلام و تقدیم احترام.
زمان و مکان تنها و منزوی نیستند بلکه هرکدام دارای همزادهای خویش با ماهیتی معکوس می باشند. متفکرین و اندیشمندان بزرگ در طول تاریخ تاکنون مفاهیم بیزمانی و بیمکانی را معادل و مترادف و هم معنای عدم وجود زمان و مکان پنداشته اند. اما حقیقت این است که ذرات یا واحدهای زیر کوانتمی چهار بعدی زمانمکان بهمراه همزادهای خویش یعنی ذرات یا واحدهای زیر کوانتمی بیزمانی بیمکانی، نوسانگر های هشت بعدی در ابعاد پلانک را تشکیل می دهند که هر کدام نیمی از واقعیت عینی هستند. ذرات و امواج نور و ذرات اتمی واحدهای کوانتمی بنیادی دنیای مادی نیستند بلکه قالب های نسبتا پایداری اند که در اولین لحظات وقوع مه بانگ و انبساط کیهانی حدود پنج درصد از پودر ظریف و داغ و چگال نوسانگر های بنیادی در آنها ریخته شده و بسته بندی گردیده اند و انرژی و ماده معمولی را تولید نموده اند و نود پنج درصد باقیمانده آنها به صورت سیاه چاله های ریز و درشت اولیه و ثانویه قالب ریزی نشده و ماده و انرژی تاریک را تشکیل داده اند. طول عمر موجودات و کیهان توسط زمان نسبی انشتین رقم زده نمی شوند بلکه توسط زمان مطلق نیوتن و آنهم چیزی نیست غیر از لحظه حال. طول لحظه حال برابر است با 10 بتوان منهای43 ثانیه که درعلم فیزیک به زمان پلانک معروف است. علاوه بر این جهان دارای یک فضا یا مکان مجرد و مطلق سه بعدی هم می باشد که متناهی و محدود و ثابت و پایدار است، اما بدون مرز. محیط و فضا و حجم جهان مشمول حال انقباض و انبساط نمی باشند بلکه فقط محتوای آن. نتیجه اینکه جهان از لحاظ فیزیکی دارای 12 بعد می باشد.
الف – 8 بعد نوسانگر های بنیادی زمانمکان و بیزمانی و بیمکانی مشتمل بر حدود ۵ درصد انرژی و ماده معمولی و حدود ۹۵ درصد انرژی و ماده تاریک.
ب – فضا یا مکان مجرد ( هندسی ) و مطلق ۳ بعدی.
پ – لحظه حال یا زمان مطلق تک یا ۱ بعدی.
خلاصه : تئوری زمان و مکان مطلق نیوتن و نظریه زمانمکان نسبی انشتین نه تنها هرکدام نیمی از حقیقت و واقعیت عینی فیزیکی را بیان نداشته اند بلکه هردو آنها روی همدیگر نیمی از واقعیت عینی را نادیده گرفته اند و آن نیم دیگر عبارت است از واحدهای زیر کوانتمی بیزمانی و بیمکانی.
تئوری های پنجگانه ریسمان تحت عنوان یک تئوری واحد به نام M و تئوری حلقه هم نمیتوانند واقعیت عینی فیزیکی را بطور حقیقی ترسیم و بیان نموده باشند، زیرا ارائه دهندگان این تئوری ها هم مثل گذشتگان هنوز مفاهیم بیزمانی و بیمکانی را معادل و مترادف و هم معنای عدم وجود زمان و مکان می پندارند.
بر محیط این جهان و جهان های موازی و بیشمار در پهنه بیکرانی و بینهایت سکون مطلق حکمفرماست و خداوند متعال در محتوای آنها در لحظه حال حضور مطلق دارد. واقعیت عینی فقط یک بخش جزیی به ظهور رسیده از واقعیت محض و غیبی و دانش و قدرت بیکران و بینهایت او می باشد و نه کل آن.

سلام. وقت همگی بخیر. می خواهم بپرسم که چرا وقتی یک فضاپیما با سرعت نزدیک به نور حرکت کند( که جرمش هم زیاد می شود) باید شتابش بیشتر شود؟ خب وقتی ماشین حرکت می کند شتاب از کجا تأمین می شود؟( عذر میخواهم اگر ربط زیادی به موضوع مقاله نداره. اما بهترین جا برای پرسش فرادرسه)

سلام. وقت بخیر. خب یک سوال شتاب می تونه روی گرانش تأثیر بذاره؟ ( مثلاً در زمین)
یک سؤال دیگر از فرادرس. اگه امکانش هست بگید چطور می شود مقاله منتشر بکنیم؟
با سپاس.

سلام و روز شما به خیر؛

سوال شما مبهم است. منظورتان این است که شتاب اجسامی که روی زمین حرکت می‌کنند بر روی مقدار شتاب گرانشی زمین تاثیر بگذارد؟ اگر این مد نظر شما است باید بیان کرد که اجسام بسیاری در تجربیات روزمره ممکن است در راستای عمودی با شتابی که به آن وارد می‌کنید حرکت کنند ولی این موضوع به دلیل وجود گرانش زمین سبب کاهش یا افزایش تغییرات سرعت همان جسم خواهد شد و روی گرانش زمین تاثیر نخواهد گذاشت و دلیل آن نیز مشخص است، زیرا جرم این اجسام نسبت به جرم زمین ناچیز است و میزان تغییرات آن قابل چشم پوشی است. در ابعاد بزرگتر نیز بحث گرانش به کلی متفاوت هست. در مورد مقاله نیز باز هم متوجه سوال شما نشدم. همچنین برای درک بهتر سوال شما پیشنهاد می‌کنیم مطلب سرعت نسبی — به زبان ساده را مطالعه کنید

از همراهی شما با فرادرس خرسندیم.

.
( در واقع منظورم این بود که اگر در فضاپیمایی که به سمت زمین می آید هم توپی را رها کنیم در خلاف جهت شتاب حرکت می کند؟ نمی دونم سؤال صحیحه یا نه؟)
ممنون که پاسخ می دید.

به نظر من ربطی به جوانی و پیری نداره فقط ممکنه فرقش این باشه که زمان برای اونی که فضا هست کند تر میگذره (پیر و جوانی به عمر سلول بدن بستگی داره ) اگه میخوای یک سال واست زود بگذره و پیر نشی پیشنهاد جالب تر دارم اینه که یک سفر تیمی با بهترین دوستان و یا خانواده کسی که باهاش احساس راحتی داری دور دنیا رو بگردی جاهای دیدنی دنیا رو ببینی از عمرت حساب نمیشه نمیفهمی کی تموم شد
دیدی عید نوروز میری مسافرت وقتی بعد 14 روز برمیگردی انگار دیروز بوده (این یعنی حس خوب داشتن و لذت از زندگی ،دیدن چیزهای قشنگ بدون دغدغه )

متاسفانه نظر جنابعالی مقداری ایراد دارد. آنکه چیزی به نام مدار الکترونی هیدروژن وجود ندارد. طبق نظریه شرودینگر الکترون بر روی لایه ها در حال حرکت است و بین لایه ها نیز فضای کوانتومی وجود دارد. نه روی مدار…

فضای کوانتومی دیگه چه صیغه ای برادر؟

(مولف گرامی در نگارش نظر قبلی اشتباهاتی رخ داد که در نوشتار فعلی تصحیح شد نوشتار فعلی را لطفا با قبلی جایگزین فرمایید قطعا نظر اینجانب هم ممکن است ناقص و یا توام با خطا باشد. با تشکر )
با سلام و تشکر بسیار درک مفهوم زمان واقعا پیچیده و تلاش برای درک آن چالش برانگیز است. در نسبیت عام دفعتا تکرار میشه که فضا و زمان در هم پیچیده و تنبده شده اند و تصور ان به راستی سخت بود. انچه که نهایتا در مورد زمان قانع کننده یافتم زمان چیزی نیست جز حرکت در مکان. من ساده ترین ساعت را پیش خود تصور کردم : مدار اتم هیدروژن. بدین صورت که با هر یک گردش کامل الکترون در مدار اتم هیدروژن فرض کنیم ساعت ما یک واحد شمارش می کند. اگر این اتم در فضای گرانشی بسیار قوی نظیر اطراف سیاهچاله قوی قرار بگیرد مدار اتم در راستای نیروی گرانش کش می آید. (همان کش امدن فضا در نسبیت عام) این کشیدگی سبب می شود که اولا شعاع مدار اتم کشیده شده و دوره تناوب چرخش الکترون طولانی تر شود. چون در مدار شعاعی دفعتا بزرگتر با همان بار نیروی الکتریکی گردش میکند. در نتیجه هر واحد زمانی ما هم کند تر شود. پس ساعت ما و طی آن هر پدیده ای کند تر رخ می دهد. نتیجه آنکه زمان کاملا در انحنای فضا آمیخته شده. از جمله نتایج دیگر این است که زمان در مکان جهت دار است. چرا که کشیدگی مدار در راستای نیروی گرانش بیشترین و در جهت عمود بر آن کمترین است.
با تشکر

به نظرمن مدل فضازمان اینشتین مشکل داره وبایداصلاح شودشایدمدل بهتری وجودداشته باشدکه پدیده انحنانوردرمیدانهایی باگرانش قوی راتوضیح دهدمن میتونم دراین ارتباط کمک کنم

سلام، وقت شما بخیر؛

در طول تاریخ بعد از انتشار مدل فضا-زمان اینشتین مدل‌های متفاوتی از طرف محققین اعلام شد که ما برای آشنایی شما لیست آن‌ها را در زیر آورده ایم:

– نظریه گرانش برنس-دیک

– گرانش القایی، مدل پیشنهادی از طرف آندری ساخاروف که طبق آن نسبیت عام ممکن است از نظریه های میدان کوانتومی ماده ناشی شود.

– نظریه ریسمان

– گرانش $$f(R)$$

– نظریه هورندسکی

– ابر گرانش

– نظریه MOND که در آن اصلاح قانون دوم حرکت نیوتن برای شتاب‌های کوچک پیشنهاد می‌شود.

– نظریه گرانش کیهان شناسی خودآفرینی توسط G.A. سلمانی که در آن نظریه برنس-دیک اصلاح شده است تا امکان ایجاد جرم فراهم شود

– گرانش کوانتومی حلقه‌ای

– گرانش غیرمتقارن

– گرانش تانسور – بردار – اسکالر که از تصحیح نظریه MOND پیشنهاد شد.

– نظریه «چاملون» (Chamelon)

– نظریه Pressuron

– گرانش همدیس یا کانفرمال

– در نظر گرفتن گرانش به عنوان یک مفهوم و نیروی آنتروپیک

– نظریه خلاء ابرشاره، در این نظریه گرانش و انحنای فضا-زمان به عنوان یک حالت یا مُد برانگیخته از ابرشاره غیرنسبتی پس زمینه عالم بوجود می‌آید.

هدف از ارائه لیست بالا این بود که برای اعلام نظریه جدید در هر زمینه‌ای شما باید ابتدا با تاریخچه و نظریات مختلف در آن بحث آشنایی کامل داشته و نقاط ضعف و قوت هر نظریه را بررسی کنید تا بتوانید نظریه جدیدی اعلام کنید. در موضوع گرانش اگر بعد از مطالعه نظریات بالا متوجه شدید که نظریه شما نکاتی دارد که در این نظریات در نظر گرفته نشده است و یا مدل پیشنهادی شما ویژگی‌های پاسخ نداده در مدل‌های حاضر را پوشش می‌دهد مکاتبه با محققان داخلی مانند دکتر منصوری، دکتر شانت باغرام، محققان پژوهشگاه دانش‌های بنیادی یا محققان خارجی مانند دکتر واینبرگ و … می‌تواند در توسعه نظریه شما کمک کننده باشد.

از اینکه با مجله فرادرس همراه هستید از شما بسیار سپاسگزاریم.

از میان این مباحث بحث مربوط به گربه شرودینگر برام جذابیت خاصی داره. اینکه خارج از اراده ما واقعیتی وجود نداره و واقعیت بستگی به انتخابهای ما دلاره خیلی جالبه

سلام وقت شما بخیر . میشه لطفا از فیزیک
برام نیاز هایی که برای درک فیزیک در مقوله ی سیاه چاله هست رو لیست کنید؟
یعنی چه درس هایی پیش نیاز چی ؟
کارشناسی فناوری اطلاعات دارم، اما فیزیک اونم خیلی خوب یادنگرفتم. یعنی اونم باید دوباره بخونم. اما بعد از اون چی بخونم که بتونم درس های سیاه چاله رو بفهمم؟
این مطالبی که بالا نوشتید رو میفهمم اما یه سری فیلم از سیاهچاله گرفتم درکی ازش ندارم . پیش نیاز اون چیه ؟
لطفا لیست بدین و اگر نمی تونید کسی که بتونه کمکم کنه معرفی کنید . با تشکر

وااااااااای چه باحال. راس میگیا. تو آسانسور که سقوط میکنی انگار نیرویی بت وارد نمیشه. بازم از این مطالب بذارید

این چیز ها رو با پتن نمیشه فهمید . برین فیلم فلش رو تا تهش ببینید بعد میفهمید ( واسه کستیی که این مطلب رو نفهمیدن

با سلام و خسته نباشید
واقعا مطالب خوب و بسیار تأثیر گذاری است.
من خیلی به مطالب فیزیکی و کوانتومی و نجوم و شیمی علاقمند هستم و همیشه مقالات علمی در این زمینه را مطالعه میکنم. البته بدون داشتن مدرک علمی و تحصیلات دانشگاهی. ولی در این یک مورد مسأله فضا و زمان و سفر به زمان گذشته مشکل داشته و به هیچ وجهی نمیتونم این مسأله رو درک کنم!!
فقط میخواستم بدونم آیا عدم درک تو این مسأله از محدودیت های ذهنی بنده هست یا کلاً سفر به زمان گذشته یک مسأله خارج از درک انسانهاست و فقط به صورت تئوری ارائه داده میشود، بدون اینکه بشود مانند دیگر مسائل بصورت محسوسی آن را درک کرد.؟!
من خیلی به ذهنم فشار وارد میکنم که بتونم این مفهوم فضا زمان را درک کنم ولی در نتیجه‌ فقط همان گفته ها و نوشته‌ها که خوانده‌ام بدون درک در ذهنم طوطی وار خوانده می‌شوند، بدون اینکه این موضوع را بتونم درک کنم.
مثلاً در مورد “فضا” خب می‌شود آن را بصورتی محسوس درک کرد، فضایی که میشود در آن جابجا شد و بصورت مختصات سه بعدی است. اما این “زمان” چه چیزی است که بشود آن را درک کرد؟ وقتی میگویند فضا و زمان در هم تنیده شده‌اند این موضوع قابل درک کردن نیست.
مثلاً طبق نسبیت انیشتین که میگه اجرام فضا و زمان رو خمیده میکنه چرا این مفهوم رو بصورت مولکولی و با مفهوم شیمایی بیان نمی‌کنند که قابل درک باشه؟! اینکه فضا زمان چطور در هم تنیده شده‌اند بیشتر تخیلی بنظر میرسه!!
در مورد سفر به گذشته واقعا احساس گیجی میکنم که چطور میشه به زمانی بازگشت که در اون آدمهای اون زمان از بین رفته و تبدیل به خاک شدند. چطور مولکولها و اتم های تشکیل دهنده اون انسانها در سفر به گذشته دوباره میتونند باهم ترکیب بشند و مثلاً کالبد یک انسانی رو که مولکولهایی تشکل می‌داده و حالا دیگه تجزیه شده‌اند و اون مولکولها امروز بین میلیونها جاندار تکثیر شده‌اند چطور میشه با سفر به گذشته دوباره همان زمان رو با همان اشیاء و با انسانهای آن زمان دیدار کرد.
چیزی که بنده از زمان درک می‌کنم این است که وقتی بین دو شاخص تغییری بوجود بیاد ما اون تغییرات رو زمان در نظر میگیریم. مثل چرخش زمین به دور خورشید و شکل گرفتن زمان روز و شب مثل کارکرد سلولهای بدن طبق قوانین فزیکی و گذشت عمر و تولد و جوانی و پیری و مرگ مثل روز و شب و تغییرات ستارگان و سیارات و سحابی‌ها.
در حقیقت حرکت ذرات در جهان زمان رو شکل میده و زمان چطور به عنوان یک عنصر شناخته میشه آیا زمان هم به مانند نور و فوتون ماهیت مادی داره که اونو با فضا ترکیب شده میدانند یا اینکه زمان فقط یه اصطلاح و واژه گنگ به یک فرآیند غیر محسوس و ناشناخته در کائنات هست؟
اگر ما بخواهیم به گذشته سفر کنیم باید تمام ذرات هستی و کائنات در یک جوش و خروش فعالیت خودشون رو به حالت عقب برگردونند و ذره ذره اتم های تشکیل دهنده مواد که در این مدت در آنتروپی منتشر شده اند در یک حالت عکسی به عقب برگردند اینجاست که میشه گفت زمان به عقب برگشته ولی اینکه در یک ماشین زمان بتونیم به عقب برگردیم بنظر من فقط ما میتونیم خودمون نسبت به تغییرات پیرامونمون به آینده و عقب سفر کنیم نه اینکه ما در زمانی عقب تر از خودمون بتونیم گذشته خودمون و متوفی رو ببینیم و این محال است.
در سفر به گذشته و آینده هم باید کل گیتی رو به عقب برگردونیم نمیشه ما قسمتی از جهان رو به زمان عقب برگردانیم و وقتی هم گیتی به عقب برگرده باید تمامی کائنات تشکیل دهنده و مواد درونی اون اتم به اتم به حالت قبلی برگرده.
آیا این طرز فکری که بنده دارم در مورد فضا و زمان اصلا درست هست و پایه علمی داره؟!

سلام
شما اگر با سرعت سقوط آزاد داخل اسانسور در حال پایین امدن باشید در لحظه اول سقوط سرعت سقوط کابین از شما بیشتر خواهد بود اما بعد هم سرعت خواهید شد و همانند سقطو از یک ساختمان خواهد بود

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *