نسبیت چیست؟ — به زبان ساده

۲۶۵۵۸ بازدید
آخرین به‌روزرسانی: ۰۶ آبان ۱۴۰۲
زمان مطالعه: ۷ دقیقه
نسبیت چیست؟ — به زبان ساده

اگر به قرار ملاقاتی که ترتیب داده شده، دیر برسید شاید قوانین نسبیت بتواند دلیل قانع کننده‌ای برای دوستانی که منتظر شما بوده‌اند ارائه دهد. پس پیشنهاد می‌کنیم اگر شما هم در زندگی همیشه به قرارهایتان دیر می‌رسید خواندن این مطلب را از دست ندهید. نظریه نسبیت با دو زیرمجموعه نسبیت خاص و نسبیت عام شناخته می‌شود. نسبیت خاص همه پدیده‌های فیزیکی عالم را در غیاب گرانش توضیح می‌دهد. در حالی که نسبیت عام قانون گرانش و رابطه آن با دیگر نیروهای طبیعت را بررسی می‌کند. نسبیت عام معمولاً در قلمروی مربوط به کیهان‌شناسی، اخترفیزیک و نجوم وارد می‌شود. نسبیت در قرن بیستم میلادی فیزیک نظری و نجوم را دگرگون کرد. در این مطلب قصد داریم شما را با نظریه نسبیت آشنا کنیم.

997696

نظریه نسبیت

نسبیت در قرن بیستم توانست فراتر از نظریه ۲۰۰ ساله نیوتن گام بردارد و مفاهیم جدیدی را به علم فیزیک معرفی کند. این مفاهیم از جمله معرفی فضا و زمان به عنوان یک بردار واحد فضا-زمان، نسبیت همزمانی، اتساع زمان جنبشی و گرانشی و انقباض طول بود. همچنین این نظریه باعث درک بهتر موضوعاتی همچون ذرات بنیادی و برهم‌کنش‌های آن‌ها شد. به علاوه، نظریه نسبیت توانست پدیده‌های شگفت‌انگیزی مانند ستاره‌های نوترونی، سیاه‌چاله‌ها و امواج گرانشی را پیش‌بینی کند.

آلبرت اینشتین نسبیت خاص را در سال ۱۹۰۵ بر پایه بسیاری از مشاهدات و آزمایش‌هایی که توسط «آلبرت مایکلسون» (Albert A.Michelson)، «هنریک لورنتس» (Hendrik Lorentz) و «هنری پوینکاره» (Henri Poincare) انجام شده بود، منتشر کرد. بعد از انتشار این نظریه «ماکس پلانک» (Max Planck) و «هرمن مینکوفسکی» (Herman Minkowski) نیز آزمایشات دیگری روی آن انجام دادند.

اینشتین بین سال‌های ۱۹۰۷ تا ۱۹۱۵ به بررسی نظریه نسبیت عام مشغول بود و نهایتاً شکل نهایی آن را در سال ۱۹۱۶ منتشر کرد. عبارت نظریه نسبیت ریشه در لغت آلمانی Relativtheorie دارد که اولین بار توسط پلانک استفاده شد، ولی این کلمه در مقالات اولین بار توسط «آلفرد بوشرر» (Alfred Bucherer) مورد استفاده قرار گرفت.

پانزده سال بعد از معرفی نسبیت خاص توسط اینشتین، این نظریه در جامعه فیزیک مورد قبول قرار گرفت و به سرعت در میان محققین و فیزیکدانان به یک ابزار مهم و ضروری در زمینه فیزیک اتمی، فیزیک هسته‌ای و مکانیک کوانتومی تبدیل شد. ولی اوضاع برای نسبیت عام کاملاً برعکس بود. مردم آن زمان عقیده داشتند که نسبیت عام غیر از تغییراتی در نظریه گرانش نیوتنی ویژگی خاص دیگری ندارد. در کنار آن ریاضیات سخت و عدم وجود آزمایش‌های قابل اجرا برای اثبات این نظریه، آن را منزو‌ی‌تر می‌کرد. در سال 1960، نسبیت عام در زمینه فیزیک و نجوم به یک ابزار مهم تبدیل شد. دلیل تغییر رویکرد مردم نسبت به نسبیت عام ساده‌تر شدن تکنیک‌های ریاضی برای کاربرد در محاسبات نسبیت عام و همچنین کشف پدیده‌های نجومی مانند «کوازارها» (Quasars) در سال ۱۹۶۳، پس‌زمینه مایکروویو کیهانی با دمای 3 کلوین (1965)، «تپ‌اختر» (Pulsars) در سال ۱۹۶۷ و اولین کاندید برای سیاه‌چاله‌ها (1981) بود.

نسبیت خاص چیست؟

نسبیت خاص در حقیقت یک حالت خاص از نسبیت عام است و برای اجسامی به کار می‌رود که با سرعت بسیار بالایی (قابل مقایسه با سرعت نور) حرکت می‌کنند. در این شرایط برای این اجسام قوانین نیوتن کاربرد ندارد. این نظریه نسبیت خاص نامیده می‌شود، زیرا برای حالت‌های خاصی کاربرد دارد که دستگاه‌های مرجع حرکت، شتاب ندارند. این دستگاه‌های مرجع بدون شتاب را لَخت می‌نامیم .

یک قطار فرضی مانند شکل زیر در نظر بگیرید که با نصف سرعت نور و در خلاء حرکت می‌کند.

حرکت یک قطار به صورت فرضی در خلاء و با سرعتی قابل مقایسه با سرعت نور
شکل ۱: حرکت یک قطار به صورت فرضی در خلاء و با سرعتی قابل مقایسه با سرعت نور.

شما در ایستگاه منتظر هستید تا دوست‌تان با این قطار فرضی برسد. همین‌طور که در ایستگاه هستید فکر می‌کنید که اگر چراغ جلوی قطار با سرعت cc  و قطار با سرعت 12c\frac{1}{2}c حرکت کند، نور حاصل از چراغ قطار با سرعت 1.5c1.5c به شما می‌رسد. ولی چیزی که انتظار دارید اتفاق نمی‌افتد و نور با سرعت cc به شما خواهد رسید. به نظر شما دلیل چیست؟

طبق نظریه نسبیت خاص، سرعت هیچ جسمی نمی‌تواند از <span class=cc بیشتر باشد" width="448" height="250">
شکل ۲: طبق نظریه نسبیت خاص، سرعت هیچ جسمی نمی‌تواند از cc بیشتر باشد.

در این حالت دوست شما در قطار در دستگاه مرجع ۱ و شما که در ایستگاه ایستاده‌اید در دستگاه مرجع ۲ هستید. هیچ یک از این دستگاه‌های مرجع شتابدار نیستند، در نتیجه نسبیت خاص وارد عمل می‌شود (البته سرعت قطار نیز که نصف سرعت نور است در به کارگیری نسبیت خاص موثر است). بر اساس نسبیت خاص چون دو مرجع نسبت به یکدیگر لخت هستند، تمام معادلات فیزیک در هر دو دستگاه یکسان است، زیرا هیچ ویژگی وجود ندارد که بتوان دو دستگاه را از یکدیگر تمییز داد (دقت کنید که ما یک دستگاه شتاب‌سنج هستیم که تنها تغییرات سرعت را متوجه می‌شویم).

 دو دستگاه مرجع لخت نسبت به یکدیگر
شکل ۳: دو دستگاه مرجع لخت نسبت به یکدیگر.

بدین ترتیب باید بیان کرد که نظریه نسبیت خاص براساس دو اصل بیان شده است:

  1. قوانین فیزیک برای تمام ناظرها در دستگاه‌های مرجع لَخت یکسان است.
  2. سرعت نور در خلاء صرف نظر از حرکت نسبی منبع نور یا ناظر نسبت به هم برای تمام ناظرها یکسان و برابر 3×108 ms3\times 10^{8}\ \frac{m}{s} است.

دو اصل بیان شده باعث نتایجی در فیزیک و مشاهدات ما می‌شوند که در ادامه آن‌ها را معرفی و بررسی می‌کنیم.

اتساع زمان چیست؟

اتساع زمان به معنای کشیدگی زمان است. از مکانیک کلاسیک می‌دانیم که سرعت ضربدر زمان، فاصله حرکت جسم را می‌دهد، یعنی داریم:

d=v×td=v\times t

اتساع زمانی در حالتی رخ می‌دهد که یک مرجع لخت نسبت به شما که در مرجع لخت دیگری قرار دارید، حرکت کند (حرکت قطار نسبت به شما در ایستگاه). در این حالت زمان در مرجع لختی که در حال حرکت است (دوست‌تان در قطار) نسبت به دستگاه لخت در حال سکون (شما در ایستگاه قطار) کندتر حرکت می‌کند. فرض کنید دوست شما که در قطار است روبه‌روی آینه‌ای می‌ایستد تا خود را ببیند. نور باید مسیر مستقیمی از چشمان او تا آینه رفته و باز ‌گردد. ولی اگر مسیر حرکت نور برای مرجع در حال حرکت از زمانی که نور از چشمان دوست شما به سمت آینه می‌رود تا زمانی که دوباره به او بازگردد با جابه‌جایی قطار همراه است و در این حالت مسیر حرکت باریکه نور از یک مثلث تشکیل می‌دهد. با توجه به اینکه سرعت نور طبق اصل نسبیت خاص ثابت است، چگونه می‌توان این موضوع را تفسیر کرد؟

اتساع زمان
شکل ۴: باریکه نوری در زمان کوتاه‌تری به دوست شما در قطار می‌رسد.

اگر مسیر طی شده توسط نور را شما که در ایستگاه ایستاده‌اید اندازه‌گیری کنید و با مسیری که نور برای دوست شما در قطار طی کرده مقایسه کنید، به رابطه زیر برای مدت زمان حرکت نور در دو دستگاه می‌رسیم:

t1=t21v2c2=γt2\large t_{1}= \frac{t_{2}}{\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}}=\gamma t_{2}

در معادله بالا t1t_{1} زمان در دستگاه مرجع در حال حرکت، t2t_{2} زمان اندازه‌گیری شده در دستگاه مرجع ساکن، vv سرعت قطار و cc سرعت نور است. در رابطه بالا γ\gamma همواره بزرگتر از یک است، زیرا سرعت مرجع در حال حرکت همواره از cc کوچکتر است. در نتیجه باید گفت زمان ثبت شده در یک مرجع در حال حرکت طولانی تر از زمان در یک دستگاه ساکن است. این پدیده را اتساع زمان یا کشیدگی زمان می‌گوییم. در حقیقت در نسبیت خاص زمان دارای بُعد است که می‌تواند منقبض یا منبسط شود.

همزمانی در نسبیت خاص

همان‌طور که گفته شد زمان اندازه‌گیری شده توسط ناظرهای مختلف در دستگاه‌های مرجع لخت متفاوت است. به همین دلیل مفهوم عمومی همزمانی مطرح می‌شود. به بیان دیگر پدیده‌ای که به نظر می‌رسد از نظر شما که در ایستگاه ایستاده‌اید همزمان است، احتمالاً از دید ناظر داخل قطار اینگونه نیست. فرض کنید برای شما که در ایستگاه ایستاده‌اید، صاعقه‌ای در حالی که قطار از روبروی شما عبور می‌کند در ابتدا و انتهای قطار به صورت همزمان پدیدار می‌شود.

پدیده همزمانی نسبیتی
شکل ۵: همزمانی نسبیتی از دید ناظر ساکن در ایستگاه قطار.

این صاعقه برای دوست شما در قطار در ابتدا و انتهای قطار همزمان نیست. در زمانی که شما صاعقه را می‌بینید دوست شما در قطار از کنار شما عبور کرده است، در نتیجه او ابتدا صاعقه در ابتدای قطار را و سپس صاعقه انتهای قطار را می‌بیند.

همزمانی برای ناظر در ساکن در حال حرکت
شکل ۶: پدیده همزمان از دید ناظر ساکن برای ناظر در حال حرکت همزمان نیست. شکل سمت چپ صاعقه برای ناظر داخل قطار در ابتدای واگن و شکل سمت راست صاعقه در انتهای واگن از دید ناظر داخل قطار است.

انقباض طول چیست؟

انقباض طول به معنای تغییرات طول است. اگر جسمی نسبت به شما در حال حرکت باشد، طول جسم از نظر شما که در حال سکون هستید در راستای حرکتش کوتاهتر از زمانی به نظر می رسد که ساکن است. فرض کنید زمانی که قطار با سرعت 12c\frac{1}{2}c شروع به حرکت می‌کند، از نظر دوست شما در قطار  6.66×107 s6.66\times 10^{-7}\ s طول می‌کشد تا قطار از کنار شما عبور کند، با ضرب سرعت در زمان طول قطار از نظر ناظر داخل قطار ۱۰۰ متر خواهد بود.

0.5 c×6.66×107 s=100 m\large 0.5\ c\times 6.66\times 10^{-7}\ s=100\ m

در این معادله طول قطار از دید ناظر داخل قطار اندازه‌گیری شده است. براساس اتساع زمان، این زمان برای شما در ایستگاه کوتاه‌تر و برابر با 5.77×107 s5.77\times 10^{-7}\ s می‌شود. با ضرب سرعت قطار در زمان از نظر شما در ایستگاه طول قطار برابر با ۸۶٫۶ متر به دست می‌آید.

0.5 c×5.77×107 s=86.6 m\large 0.5\ c\times 5.77\times 10^{-7}\ s=86.6\ m

انقباض طول برای اجسامی که با سرعت‌های معمول حرکت می‌کنند نیز اتفاق می‌افتد، ولی مقدار آن بسیار کوچک است. برای مثال در حرکت یک قطار با سرعت ۱۵۰ کیلومتر بر ساعت، انقباض طول قطار از نظر ناظر ایستگاه کمتر از یک پیکومتر است. بدین ترتیب رابطه کلی انقباض طول برای اجسام در حال حرکت از دید ناظر ساکن به صورت زیر بیان می‌شود:

L=L0γ\large L= \frac{L_{0}}{\gamma}

در رابطه بالا LL طول قطار از دید ناظر ساکن و در راستای حرکت جسم، L0L_{0} طول قطار از دید ناظر داخل قطار و γ\gamma نسبت مجذور سرعت قطار به مجذور سرعت نور است.

دستگاه فضا-زمان چیست؟

اگر بخواهیم کمیتی را از نظر فیزیکی بررسی کنیم، صحبت در مورد مکان رویداد در سه بُعد کافی نیست و باید زمان را نیز در نظر بگیریم. در حقیقت دستگاه مختصات ما به دستگاه مختصات فضا-زمان تبدیل می‌شود که چهار بُعد دستگاه مختصات را تشکیل می‌دهد.

دستگاه مختصات فضا-زمان در نسبیت خاص
شکل ۷: دستگاه مختصات فضا-زمان در نسبیت خاص.

در نسبیت، برای زمان نیز مانند مکان راستای مختصاتی در نظر گرفته می‌شود که می‌تواند نشان دهنده زمان حال، آینده یا گذشته باشد. آنچه گفته شد پدیده‌هایی در فیزیک نسبیت است که موجب می‌شود گاهی حس کنید مغزتان به درد آمده است. تصور اینکه زمان یک راستای مختصات است و موجوداتی در زمان‌های جلوتر از ما در حال مشاهده ما به عنوان رویداد گذشته هستند یا خاطرات ما در گذشته ما را به عنوان رویداد‌های آینده مشاهده می‌کنند، می‌توانند پیچیده و هیجان‌انگیز باشد.

بر اساس رای ۲۰۷ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
WikiPediaمجله فرادرس
۳۰ دیدگاه برای «نسبیت چیست؟ — به زبان ساده»

با سلام خدمت رفقای عزیز
یک سوال برام پیش اومده ممنون میشم راهنماییم کنین
میگن اگر به سرعت نور نزدیک بشیم زمام کند میشه پس اگه به خود سرعت نور برسیم زمان متوقف میشه و اگه و تنها اگه از سرعت نور بیشتر باشه سرعتمون به گذشته میریم
ایا درسته

هیچ پدیده‌ای در جهان به غیر از نور یه همچین سرعتی نداره

سلام به همه
سوالی که برای من پیش امده و دنبال جوابش هستم این است که با فرض اینکه در ایستگاه دو قطار هر یک در جهت خلاف یکدیگر با سرعت دو سوم سرعت نور(٢٠٠هزار کیلومتر در ثانیه) شروع به حرکت میکنند،از منظر شخص ساکن در ایستگاه این دو از ایستگاه دور میشوند،من میخواهم بدونم در این حالت وقتی هر یک با سرعت ٢٠٠ هزار از ایستگاه دور میشوند،میتوانیم بگوییم ان دو با سرعت ۴٠٠ هزار(بیش از سرعت نور) نسبت به هم دارند دور میشوند،و اگر ان دو قطار را انقدر بزرگ فرض کنیم که بشود داخل ان دوباره ریل گذاشت و قطاری راه انداخت با سرعت ٢٠٠ هزارکیلومتر ایا قطار های ثانویه نسبت به هم با سرعت ٨٠٠هزعر کیلومتر در ثانیه دور خواهند شد،ایا اصلا انها با این فرض نور هم دیگر را خواهند دید(چون با این فرض نهایت سرعت نور ٣٠٠ و سرعت دورشدن انها٨٠٠ است )

این مبحث برای من خیلی سنگین بود زیرا من حتی به دبیرستان نرسیدم که مباحث ابتدایی فیزیک رو متوجه بشم من این رو برای علاقه ام به نجوم جست جو کردم و چیزاهایی رو متوجه شدم اما اتساع زمان رو کاملا مشخص نشدم من فکر میکنم که اگه نوری مسافت طولانی داشته باشه و سرعت جسمی حداقل 1 دوم سرحت نور باشد ما شاهد یک اتفاق دیگه هستیم و زمان با چیزی که میبینیم جور درنمیاد …. حالا اگه این اشتباه باشه میشه در زبان ساده بهم توضیح بدید ؟

سلام ممنون بابت توضیحات مفید شما
لطفا اگر میشه رفنس اصلی مقاله انیشتین را که در آن به اثبات ریاضی و تفسیر آن پرداخته را قرار دهد مطالعه کنم .
یک قسمت از مطالب را نمی تونم قبول کنم اینکه سرعت قطار اگر نصف سرعت نور باشد ، نور تابیده شده از قطار نمی تواند 1.5 برابر سرعت قطار باشد دیدگاه غلطه بنظرم چون سرعت قطار به نور قطار اعمال نشده نور تولید و با سرعت خودش پخش شده فارغ از سرعت پس بدیهی است که سرعت نور در این حالت نیز ثابت بماند و چیز شگفت آور نیست.
چالش دوم برای من این است که تفسیر سرعت نور و اندازه گیری آن چیست؟ اگر زمان با فضا و گرانش رابطه دارد پس زمانی که سرعت را بر حسب ثانیه بیان می کنیم و مقدار بهش نسبت می دهیم و می گوییم ثابت است دقیقا منظور ما چیست؟
چالش بعدی من اگر نور فرکانس دارد پس چگونه در خلا منتشر می شود زمانی که در خلا جسمی برای به ارتعاش درآوردن و انتقال آن وجود ندارد؟

با سلام،
در این سایت «+» می‌توانید مقاله‌های اینشتین در مورد نسبیت را مطالعه کنید،
مثال ذکر شده در مورد قطار و سرعت نور صحیح است.
مطالعه مطلب «نور چیست؟ — به زبان ساده» دیدگاه جامعی در مورد نور و اندازه‌گیری سرعت آن به شما می‌دهد. نور موج الکترومغناطیسی است و برای انتقال از نقطه‌ای به نقطه دیگر به محیط انتشار نیاز ندارد. در نتیجه، نور می‌تواند در خلأ منتشر شود.
با تشکر از همراهای شما با مجله فرادرس

درود بر شما
تحلیل بسیار جالبی بود
در جایی خوندم که پایه محاسبات انیشتین در نسبیت از کارهای اویلر ، ریمان ، رامانوجان و … بوده . لطفا در این باره هم توضیحاتی ارائه بدهید . تشکر

این سئوال همیشه من تست؟اگر در آزمایش قطار و مسافر داخل قطار و شخص ایستاده در ایستگاه،کره زمین را حذف کنیم،آنگاه با دو دستگاه مرجع لخت روبرو خواهیم شد که از کنار هم با سرعت1/2 سرعت نور عبور می کنند.یعنی مسافر و شخص در ایستگاه،هر دو سرعت یکدیگر را یکسان اندازه میگیرند.پس چرا میگویبم ساکن و در حال حرکت….ساکنی وجود ندارد…..چرا زمان غقط برای مسافر کند میشود؟

سلام
به نظر میرسد باید دقت بیشتری در نسبیت همزمانی داشت .اگر نور جلویی که حاصل نور چراغ برق متصل به ایستگاه قطار است را شخص داخل قطار زودتر ببیند جای تعجب نداره ولی اگر نور جلوبی که از لامپ متصل به اول قطار است را زودتر ببیند باید تعجب کرد .(چون در اینحالت میشه مثلا در شی ای که در فضا با سرعت ثابت در حرکت است و شخص داخل اون دریچه ای برای مشاهده بیرون نداره میتواند اطلاع پیدا کنه که داره حرکت میکنه حال اینکه چنین فهمی امکان نداره

ببخشید در قسمت حرکت نور در رفت و برگشت از شخص به آیینه در قطار و ایستگاه مشکل داشتم .
با محاسبات زمان طول کشیدن طی شدن مسیر توسط نور متفاوته و قبول . ولی مگر زمان لحظه رسیدن نور به چشم شخص در قطار و ایستگاه یکسانه که زمان در قطار کند شده ؟ پدیده ی رسیدن نور به شخص داخل قطار بعد از پدیده ی رسیدن نور به شخص در ایستگاه بوده و ربطی به هم ندارند اصلا در قطار نور مسافت بیشتری طی کرده پس دیر تر هم میرسه

واقعا عالی،من که به شخصه عاشق فیزیک و این چیزام،این متن هم باعث بیشتر با فیزیک حال کنه، به قول خودم از چرخش زمین به دور خورشید تا حرکت فیزیکه

سلام
واقعا مغزم داره منفجر میشه ولی فکر کنم بیشترشو فهمیدم
فقط اون قسمت سرعت هیچ جسمی نمیتونه بیشتر از سرعت نور باشه (c) دلیلش رو متوجه نمیشم؟

ولی در کل مطلب بسیار عالیی بود
اولین بار بود ک درموردش مطالعه کردم.
ممنون از وقتی ک گزاشتید

سلام و روز شما به خیر؛

از اینکه مطلب برای شما مفید بوده است خرسندیم. اصول نسبیت خاص که توسط اینشتین اعلام شده تاکنون نقض نشده است و اگر روزی مشاهداتی مبنی بر نقض این اصول ثبت شود موارد بسیاری نیاز به تصحیح، اصلاح و حتی تغییر خواهد داشت. با این حال تا آن زمان سرعت نور به عنوان سرعت حدی عالم شناخته می‌شود.

از همراهی شما با فرادرس سپاسگزاریم.

سلام و عرض ادب
می‌بخشید برای خواندن درس فیزیک خارج از مدرسه و به صورت مستقل، چه روشی و چه کتاب هایی رو از مبتدی تا عالی توصیه میکنید؟

نظریه نسبیت هرگز رد نمیشه چون هم بنیاد و هم مبنا فقط حرفه و کلا یک تخیل و غیر قابل آزمایشه هم کاربرد نداره و فقط برای پاسخ و اقتاع دروغ های فیزیکی طرح شده

سلام ایا می‌توان عنوان قانون رو به نسبیت نسبت داد؟ با توجه به کشف سیاه‌چاله و آشکارسازی امواج گرانشی و خورشید گرفتگی جزیره پرنسیپ و…؟؟؟

سلام وقت بخیر/دو رویداد همزمان چرا برای مرجع ساکن همزمان هست ولی برای مرجع حرکتی همزمان نیست؟فکر کنم مغز من اون مرجع ساکن رو میتونه تصور کنه و غیر همزمانی اون مرجع حرکتی تصورش خیلی سخته.و سوال دیگه و مایی که این سوال مطرح میکنیم از دیدگاه مرجع ساکن به موضوع نگاه میکنیم یا از دیدگاه مرجع حرکتی؟

جون من یکی این نسبیت رو در یک جمله بگه به من

سلام و روز شما به خیر؛

نسبیت در یک جمله این است که هیچ پدیده مطلقی در عالم وجود ندارد و همه چیز را به صورت نسبی می‌توان بررسی کرد.

از اینکه با مجله فرادرس همراه هستید خرسندیم.

با سلام .دکتر اگر مقدوره مطالبی در مورد ذرات بنیادی مانند نوترینو ها بگذارید.
اگر ثابت نمیشد که نوترینو ها جرم ندارند.چگونه میتونستیم که با استفاده از این ذرات به سرعت نور یا بالاتر برسیم.ایا ذرات بنیادی دیگری داخل جهان هستی هستند که نزدیک به نوترینو ها باشند؟

سلام خانم داستان واقعا ممنونم از این متن خوبتون خانم داستان…..
چون من تازه به این مبحث علاقه مند شدم و هنوز درک کاملی از فرمول های که دادید ندارم اگه که شما بگید که من چجوری میتونم معنی حروف مورد استفاده شده توی فیزیک رو بهتر متوجه بشم ممنون میشم ….چون حداقل دوسال دیگه به ما این درس رو میدن..
طبق نظریه ی انیشتین ما نمی‌تونیم با سرعت نور حرکت کنیم چون اگه ما با سرعت نور حرکت کنیم زمان کندتر جرم بیشتر و مسافت کوتاهتر میشود ….
پس هیچ موجود زنده ای مگر اینکه یه دستگاه مثل موتور موشک که با شتاب بلند میشه می‌تونه از گرانش رد بشه یه چیزی تو مایه های سرعت نور میشه ولی سرعت نور نیست ….
پس اگر ما بخواهیم شتاب پرتاب یه گلوله رو حساب کنیم وقتی فشنگ از اسلحه با شتاب پرتاب میشه یه سرعتی مثل سرعت نور داره بعد من اینو از معلممون پرسیدم و بهش گفتم که اگر ما بخواهیم سرعت یه گلوله رو حساب کنیم ما باید طوری اونو حساب کنیم مابین راه سنگینی نکنه و سقوط کنه چون پرتاب شدن چیزی با شتاب جرم مهمترین عامل و اجزای فشنگ هم مهمه درسته ؟!
ولی اینجا ناظر ساکن پرتاب گلوله رو طوری میبینم که انکار گلوله با سرعت خیلی کندی حرکت می‌کنه ……پس این نظریه ی انیشتین روی تمام اجسام عمل می‌کنه درسته ؟!

سلام و روز شما به خیر؛

حقیقتاً سوال شما برای من مفهوم نبود ولی با توجه به برداشتی که از متن سوال شما داشتم پاسخ خواهیم داد. فیزیکی که شما در دبیرستان مطالعه می‌کنید فیزیک نیوتنی و برای سرعت‌هایی بسیار کوچکتر از سرعت نور است و به همین دلیل شما از فیزیک نیوتنی در مباحث خود بهره می‌برید.
طبق اصل اینشتین اگر جسمی با سرعت نور حرکت کند و حاوی اطلاعات باشد به انرژی تبدیل می‌شود. در اجسامی که سرعت آن‌ها در مقایسه با سرعت نور بسیار کوچک است اتساع زمان و انقباض طول نیز رخ می‌دهد اما مقدار آن‌ها بسیار کوچک است و در محاسبات در نظر گرفته نمی‌شود.
بحث گرانش و مفهوم آن در فیزیک نیوتنی به عنوان نیرو بررسی می‌شود اما مفهوم گرانش در نسبیت متفاوت است. امیدواریم در مسیر تحصیلی خود موفق و پویا بمانید.

از اینکه با مجله فرادرس همراه هستید خرسندیم.

سلام خانم دکترداستان بنده درارتباط باانحراف شعاع نوردرمیدانهای گرانشی قوی به فرمولی دست پیداکردم که نشون میده علت انحراف شعاع نورعامل دیگریست وحتی به یک پیش بینی جدیددرفضارسیدم ولی نمیدونم چطور وبه چه کسی اون روارائه کنم ممنون میشم کمکم کنیدچطورمیشه روابط جدید فیزیک روثبت کرد

فکر نمیکنم از ایران بشه همچین کاری کرد ولی شما میتونید اون رو توی یک مجله معتبر علمی چاپ کنید مثل دیسکاوری یا national geographic

سلام
ممنون از خانم داستان بابت جواب

ولی خوب منظورتون از ناظر ساکن و متحرک چیه؟ ملاک ثابت بودن اینه که یک ناظر روی سیاره زمین باشه؟ اونم سیاره ای که طبق بیگ بنگ با سرعت زیاد در حال حرکت توی فضاست و هم دور خودش هم دور خورشید هم دور کهکشان راه شیری با سرعت زیاد میچرخه؟ ثابت بودن و متحرک بودن مگه یک پدیده نسبی نیست؟ چرا مساله رو نسبت به ناظر زمین درنظر میگیریم و ناظر ثابت رو ناظر درون موشک در نظر نمیگیریم؟

این که ما زمان رو برای هر دو نسبی در نظر بگیریم فرض غلطیه؟ یعنی همونطور که من میبینم رفیقم تو فضاپیما با سرعت “v” ازم دور میشه، اونم میبینه من با این سرعت ازش دور میشم. همونطور که من طبق نسبیت خاص میبینم که اندازه طول فضاپیمای رفیقم کوتاه میشه اونم میبینه که اندازه من و محیط اطراف خودش داره کوتاه میشه و در نهایت همونطور که من میبینم زمان اون کندتر میگذره اونم میبینه زمان من کندتر میگذره!

البته من برگشتی رو برای اون دوستم درنظر نمیگیرم چون برگشت مستلزم تغییر بردار سرعته که ناشی از شتابه و شتاب هم میره تو قانون نسبیت عام نه خاص و میشه همون پارادوکس معروف دوقلوها. من فقط میخوام بگم طبق نسبیت خاص زمان برای هر دو ناظر ثابت و متحرک از دید یکدیگر کند میگذره و آیا این فرض درسته؟

سلام یه سوالی دارم شاید خیلی ناشیانه باشه
نسبیت خاص وجود گرانش رو در نظر نمیگیره ولی نسبیت عام در نظر میگیره…چجوری یک شخص دوتا نظریه داده که متضاد با همن؟

من علمشو ندارم ولی فکر میکنم منظورشون از ساکن اینه که همه چیز روی این سیاره حرکت و چرخش یکسان داره، و یا بهتر بگیم نسبت سرعت حرکتشون تغییر نمیکنه و ثابته، بخاطر همین میشه گفت ساکن

سلام؛

برای درک بهتر موضوع شاید بهتر است بگوییم منظور از ناظر ساکن ناظری است که سرعت کمتری در مقایسه رخداد دو پدیده دارد. وقتی در مورد نسبی بودن صحبت می‌کنیم مقادیر را نسبت به هم مقایسه می‌کنیم. در مثال شما اگر حرکت قطار و موشک را در نظر بگیریم می‌توان گفت سرعت قطار نسبت به سرعت موشک ناچیز است و می‌توان آن را ساکن فرض کرد. در حرکت قطار و ناظر ایستگاه نیز می‌توان گفت سرعت ناظر ایستگاه (با در نظر گرفتن سرعت چرخش زمین و …) نسبت به قطار کمتر است و می‌توان از آن چشم‌پوشی کرد. برای اطلاعات بیشتر در زمینه بیگ بنگ و انبساط عالم این مطلب را مطالعه کنید.

از اینکه با مجله فرادرس همراه هستید از شما سپاسگزاریم.

سلام. خوب اگر شخص بیرون از قطار هم خودش رو تو آینه میدید نور برای اون ناظر مسیر مستقیمی از چشمانش تا آینه طی میکرد ولی از دید ناظر درون قطار این مسیر مثلثثی بود پس طبق ثابت بودن سرعت نور، باید برای ناظر بیرونی هم از دید ناظر قطار زمان کندتر بگذره! این پارادوکس و شبهه رو لطفا برای من حل کنید

(بخوام ساده‌تر بگم اگر دوستم سوار ماشین با سرعت ثابت باشه و منم بیرون ماشین ایستاده باشم همزمان با هم سیبی رو به سمت بالا پرت کنیم و بگیریم، برای خودمون مسیر سیب‌هامون خطی و رفت و برگشتی بود ولی مسیر سیب های همدیگرو به صورت سهمی میبینیم (مسیر طولانیتر). برای نور هم تو این مساله قطار داره همین اتفاق میفته پس چرا فقط برای ناظر درون قطار میگیم زمان کند شده درحالیکه بستگی داره از دید کدوم ناظر بررسی کنیم!)

سلام، وقت شما بخیر؛

در مورد اندازه‌گیری بازه‌های زمانی معمولاً مرسوم است که این کمیت‌ها نسبت به مرجع در حال سکون اندازه‌گیری شوند.

در مورد سوال شما موضوع این است که برای دوست شما در مرجع متحرک مسیر رفت و برگشت مستقیمی وجود ندارد چون در حال حرکت است. در نتیجه در نهایت ناظر مرجع متحرک مسیر طولانی‌تری نسبت به ناظر ساکن مشاهده می‌کند و در نتیجه بازه زمانی برای ناظر متحرک بیشتر می‌شود.

از همراهی شما با مجله فرادرس خرسندیم.

نظر شما چیست؟

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