‍ 📚 از "هیچ" تا "هیچ"؛ نگرشی نو بر خلقت و ابدیت جهان هستی

📎 قسمت چهاردهم: در تار و پود فضا-زمان - بخش چهارم(پایانی)

🆔 @Physics3p

🔹این دو شخص در ابتدا ممکن است صدها مایل بایکدیگر فاصله داشته باشند اما اگر به حرکت مستقیم خود بسمتِ قطب شمال ادامه بدهند، در نهایت به یک نقطه میرسند. این همگرایی دو خط بر روی سطح دوبُعدی که خود در بُعد سوم خمیده شده است(کروی بودن زمین بعنوان یک حجم) بود. حال اگر همگرایی دو جسمِ سه بُعدی در بُعد چهارم را درنظر گیرید، از منظر نسبیت عام این همگرایی همان "گرانش" است که عامل آن خمش در بُعد چهارم میباشد!

💢 اما چه "چیز" درونِ چه "چیزی" خمیده میشود؟!

🔸حال که فهمیدیم تصویر هندسیِ گرانش همان خمیدگی بافت فضا-زمان است؛ که گرانش بعنوان نتیجهٔ هندسی این خمش حاصل میشود(البته بیان ریاضیاتی و هندسی این گفته پیش از انیشتین، توسط ریمان ارائه شده بود که نیرو را بعنوان نتیجهٔ ثانویهٔ هندسه توضیح میداد. بعدها انیشتین با بهره گیری از کارهای او، نسبیت عام را فرمول بندی کرد که براین اساس نظریهٔ عام نسبیت بر هندسهٔ ریمانی استوار است) حال این پرسش مطرح میشود که در حقیقت چه چیز است که خمیده میشود؟

🔹در مثال عرض جغرافیایی زمین، در حقیقت این سطح سیارهٔ زمین بود که در بُعد سوم، یعنی حجمِ زمین که خود نیز از جنس طول است، خمیده شد و همگراییِ سطحی را نتیجه داد. اما پرسش ما اینستکه فضای سه بُعدی درون چه چیزی خم میشود که گرانش را نتیجه میدهد؟
از هندسهٔ ریمان پاسخ بُعد بالاتر، یعنی بُعد چهارم است. اما نسبیتِ عام این بُعد چهارم را چگونه تعبیر میکند؟
اگر این بُعد چهارم را زمان درنظر گیریم، یعنی بافت سه گانه یا سه بُعدی فضا، در بُعد زمان خمیده میشود که نتیجهٔ آن میشود گرانش! اما خمش طول در زمان به چه معناست؟
در اینجا میتوان با کمک گرفتن از مفاهیم نسبیتِ خاص که در دوقسمت پیشین مطرح شد، تا حدودی این موضوع را در ذهن تصور کرد(اگر موفق به اینکار شدید، به شما تبریک میگویم چون توانستید نسبیت را بخوبی درک کنید!)

🔸اما موضوع جالب توجهٔ دیگر در دیدگاه فضا-زمان بعنوان قالب هستی، وجود "موج گرانشی" است. در مبحث مربوط به موج در قسمت های پیشین، تا حدودی به مفهوم موج و انواع آن پی بردیم اما موج گرانشی دیگر چه نوع موجی است؟!
دیدگاه نیوتنی در بابِ گرانش میگوید که اثر گرانشی اجرام بصورت آنی منتقل میشود، اما اصول نسبیت مارا مجاب میکند که برای انتقال چنین اثراتی حد سرعت، که همان سرعت نور است را لحاظ کنیم.

🔹حال بافت فضا را بعنوان «سطحی سه بعدی» در نظر گیرید که در بافتِ زمان کشیده شده و قالب فضا-زمان را تشکیل داده است(در ادامه به بررسی جنس فرضی این بافت خواهیم پرداخت). اگر یک جرم سنگین مثلأ خورشید بر روی این بافت قرار گیرید، همچون سنگی که بر روی پارچه ای کشیده شده قرار داده شود، کش میاید و اثر آن در طول زمان، و با سرعت نور منتقل میشود. حال دو ستارهٔ نوترونی(یکی از سرنوشت های ستارگان با جرم زیاد. این نوع ستارگان بسیار سنگین بوده و همانطور که از نام آنها پیداست، از نوترون تشکیل شده اند) را در نظر گیرید که بر روی مداری به دور یکدیگر میگردند.

🔸این دو ستاره هریک اثرات گرانشی خود را در هرنقطه از بافت فضا-زمان ایجاد میکنند، که مجموع اثر این سیستم دو ستاره ای، در طول این بافت جابجا میشود. این حرکت همچون موجی مکانیکی عمل میکند و برای تصور بهتر آن میتوان تشت آبی را در نظر گرفت و دو توپ پلاستیکی را در مرکز این تشت، بصورت دوره ای بدور خود و بدور یکدیگر بچرخانید. موجی که در طول این تشت ایجاد میشود، به مثابهٔ موج گرانشی ناشی از این سیستم دوستاره ایِ سنگین است.

💢 جنس فضا-زمان

🔹در تفکر فضا-زمان بعنوان قالب گیتی، چنین بنظر میرسد که فضا-زمان بعنوان موجودی اولیه که تمام رویداد ها در آن اتفاق میافتد، خود نیز موجودیت دارد! پس با اینحال بنظر میرسد باید برای آن نوعیتی درنظر گرفت. میشود در اینجا تصور کرد که فضا-زمان همچون ماده ای الاستیک و کشسان که قابلیت کِش آمدن و فشرده شدن(همچون ژله) را دارد، موجود است!
این مارا بنوعی به تفکر اِتِر بعنوان مادهٔ همه گیر عالم میرساند که نسبیت در ابتدا سعی در رد کردن آن داشت! اما باید توجه کرد که نسبیت هرگز وجود اِتِر را ناممکن نمیدانست و تنها میگفت که این اِتِر باید همچون سایر چیزهای عالم، با اصول نسبیتی رفتار کند. پس بنظر میرسد بازهم به خانهٔ اول خود و تفکرات فیلسوفان باستانی بازگشتیم که میگفتند وجود "هیچ" ناممکن است و «طبیعت از خلأ بیزار است».

👈🏻 اگر نسبیت نتوانست مارا به "هیچ" برساند، پس بهتر است کمی جلوتر رویم و با نفوذ به دنیای بینهایت کوچک ها سعی در دستیابی به آن کنیم!!

ادامه دارد....

🆔 @Physics3p

✍ نوشتهٔ A.M.H