آب شدن جرم(نسبيت خاص به زبان ساده)

[SadafG]

شما مي دانيد كه توضيح رياضي از يك مفهوم فيزيكي مي تواند آسان باشد يا بسيار سخت و نامفهوم.

ما براي توضيح نسبيت خاص در اين مورد از چند نمودار ساده و ابعاد هندسي موجود براي توضيح مسئله استفاده مي كنيم.
شما مي دانيد كه زمان يك مفهوم مطلق نيست و اين موضوع را آلبرت انيشتين در مقاله اي كه به چاپ رساند به اطلاع همگان رساند . البته قبل از او اين مطالعات و قوانين كه مفهوم زمان را از مطلق بودن خارج مي ساخت در معادلات لورنتس متبلور بود كه او خود متوجه اين امور نشده بود . ما براي توضيحات بيشتر و تكميلتر و بيان آسان و روان مطالب از ناظران و متحركاني كه در اين مقاله گنجانده شده اند استفاده مي كنيم . ابتدا اين موضوع را متذكر مي شويم كه در دنيايي كه ما زندگي مي كنيم تمام موجودات و مواد در حال حركتند و حركت جزئي از وجود طبيعت است . حال اين حركت در گستره ي بسيار كوچك باشد يا در ابعاد بزرگ و كهكشاني . شما وقتي به يك اتومبيل در حال حركت نگاه مي كنيد ، چه مي بينيد . مجموعه اي از دستگاه هاي مختلف كه جمع گشته و با نيرويي كه موتور فراهم مي آورد در گستره بسيار طبيعي براي شما حركت مي كنند .
حال يك شتابدهنده ي بسيار بزرگ را تصور كنيد كه ذراتي بسيار كوچك كه از حد ادراك ما مخارج هستند با قدرت تمام به
9999/0 سرعت نور ، سرعتي كه گذشتن از آن براي ماده غيرممكن شتاب گرفته و برگي ديگر از شگفتي هاي طبيعت را رقم مي زنند .
بعد از تمام اين توضيحات ما شما را مي خواهيم به دنياي ماوراي سرعت نور ببريم . سرعتي كه ما مي دانيم گذشتن از آن غيرممكن است و ماده در حين رسيدن بدان به انرژي تبديل مي شود . شما تصور مي كنيد چگونه خواهد شد اگر يك ذره يا موج كه ماهيت مادي ندارد در وراي سرعت نور حركت كند . يا پيش بيني شما از اين وضعيت چيست . عده اي گفته اند چنين چيزي امكان ندارد . عده اي آن را امكان پذير مي دانند اما در مكان هايي سخت و در آزمايشگاه و در پيش بيني هاي خود مكررأ اعلام مي كنند كه موج ماهيت مادي خود را از دست مي دهد و به كل از پيش بيني هاي ما فرو مي افتد.

 [External Link Removed for Guests] 


حال ما در اينجا به ديگر پيش بيني ها نمي پردازيم و نمي خواهيم مطلب به درازا بكشد . اما براي وارد شدن به بحث اصلي گفتن اين مطالب لازم بود. در ابتدا بحث در مورد سرعت پايين تر از نور را آغاز مي كنيم . با در نظرگرفتن ناظري و متحركي كه با سرعت V از آن دور مي شود و نوري با سرعت C در زمان Tبه سوي ناظر ما مي فرستد . نوري كه در ابتدا از متحرك به ناظر مي رسد دچار وضعيت اتساع زماني شده و بصورت T' نمايش داده مي شود. توضيح اين وضعيت و توضيح فرمول هاي آن كار ساده اي است اما ما به فرمول بالاي سرعت نور مي پردازيم . در اين شكل ما ناظري را همراه با متحركي كه در سرعت بالاي نور حركت مي كند در نظر مي گيريم. متحركي در لحظه اي كه CT'است از ناظر ما با سرعت بالاي نور دور مي شود و در يك لحظه نوري از آن در زمانT با سرعت نور به سمت ناظر ما ساطع مي شود. قبل از هر توضيح در تمام اين وقايع به توضيح رياضي مختصري در مورد شكل هايمان مي پردازيم . در مورد شكل هايي كه مربوط به سرعت هاي پايين نور مي شود. چنانچه ملاحظه مي كنيد . هر چه V به سمت C ميل مي كند،T' به صفر ميل كرده و مقدار CT برابر VT مي شود. در مورد سرعت بالاي نور هم كه هر چه از سرعتهاي بالاي نور به سمت سرعت نور كاهش داشته باشيم و به سمت سرعت نور ميل كنيم به صفر ميل كرده و نمودار CT با VT برابر مي شود . اين توضيح براي اينكه درستي نمودارهاي ما ، درست باشد و ثابت شود لازم بود.
حال سوالي كه پيش مي آيد اين است كه چه اصراري داريم كه نمودارهاي ما فيثاغوراس باشند. البته ما مي توانيم اين نمودارها را به صورت خط راست هم اثبات كنيم اما چون اين روابط قابليت بسط دادن ندارند نمي توانند درست باشند . لذا ما مجبوريم اين روابط جديد را به صورت فيثاغوراس اثبات كنيم . حال ما براي اينكه متوجه شويم رابطه ي مربوط به سرعت بالاي نور درست است آن را به صورت ساده بسط مي دهيم. البته بايد گفت كه بسط مربوط به رابطه ي سرعت پايين نور وجود دارد و انجام شده لذا ما اجباري براي نوشتن آن نمي بينيم . در پايان بسط مربوط به V بالاي سرعت نور كه از اعداد مختلط استفاده مي كنيم، متوجه مي شويم كه اين فرمول مي تواند درست باشد يا نه و اين بستگي به گسترش رياضيات اعداد مختلط در آينده دارد . مسئله ي ديگر توضيح مربوط به نموداري است كه در آن جرم جسم با نزديك شدن به سرعت نور افزايش مي يابد . و در آن طرف با دور شدن از آن جرم جسم كاهش مي يابد و در نقطه اي دورتر از جرم سكون جسم نيز كمتر مي شود. با توجه به اين نمودار و اعداد بدست آمده متوجه مي شويم كه اگر اين فرمول و اين نمودارها را بخواهيم براي يك تك ذره موج مانند مانند فوتون بررسي كنيم مي توانيم بگوييم كه اين فوتون به محض عبور از سرعت نور با افول شديد جرم حركتي خود مواجه مي شود و تكانه ي حركتي آن كاهش پيدا كرده و فقط به صورت يك موج به حركت خود ادامه خواهد داد. البته اينكه ذره موج هايي كه در سرعت هاي بالاي نور حركت كنند و امواجي مثل امواج گرانشي در چه سرعتهايي حركت مي كنند و سوالاتي ديگر شايد بتوانند در هم گسيختگي با اين مطالبي كه ما در اين مقاله عرض كرديم داشته باشند . البته امواج گرانشي و بحث در مورد آنها مربوط به نسبيت عام مي شود و اصولا سؤالاتي از اين دست يا آب شدن جرم و ... در مقالاتي ديگر از فيزيك شايد فاش شوند.درپايان اين فرمولها و نمودارهای مربوط به آن با نظريه های ابرتقارن در ريسمانها نيز مطابقت دارد.

منبع : پارس اسکای

[edwardfurlong]

نقل قول:{ماده در حين رسيدن بدان به انرژي تبديل مي شود .}

گمان نکنم چنین اتفاقی بیفته!

(چرا نمیشه نقل قول کرد؟!)