تاب برداشتن فضا و زمان

[MOHAMMAD REZA]

تاب برداشتن فضا و زمان

در داستان هاي علمي تخيلي تاب خوردن فضا – زمان يك موضوع پيش پا افتاده است و از آن براي سفر سريع به كهكشان هاي دور استفاده مي شود . اينكه سفر در زمان اغلب داستان هاي علمي تخيلي امروز واقعيت هستند و اين بخت و اقبال فضا – زمان است .
به عقيده من فضا مي تواند خميده شود يا اينكه تاب بردارد . براي بيش از دو هزار سال اصل هاي هندسه ي اقليدسي بديهي بودند . حتي امروزه شما مي توانید قدرت آن را براي آموزش در مدارس مشاهده كنيد . از نتايج مهم و اساسي اين هندسه اين است كه مجموع زواياي داخلي مثلث را ١٨٠ درجه در نظر مي گيرد . گرچه امروز مردم به اين موضوع پي برده اند كه قدم هاي ديگر نيز در علم هندسه ممكن است .
براي مثال در سطح زمين نزديكترين چيز به يك خط صاف چيزي است كه آن دايره بزرگ مي خوانند . بين دو نقطه كوتاهترين مسير وجود دارد . بنابراين اين يك اصل است و آن جريان استفاده از خط است .
حال به مثلث سطح زين كه استوا را مي سازد . خط صفر درجه در طول جغرافيايي در لندن و طول جغرافيايي در شرق كه ٩٠ درجه است و از بنگلادش مي گذرد . دو خط طول جغرافيايي در استوا در حالي كه زاويه قائم است با هم مواجه مي شوند . اين دو طول جغرافيايي همچنين در قطب شمال با هم ملاقات دارند در حالي كه زاويه ٩٠ درجه است . بنابراين مثلثي با سه زاويه قائم داريم كه مجموع زواياي داخلي آن ٢٧٠ درجه است و در اين حالت مجموع زواياي از ١٨٠ درجه بيشتر است . اين مثلث كه در هندسه اقليدس وجود دارد در صفحه صاف صدق مي كند .
يك خواسته براي مثلث ها وجود دارد كه مجموع زواياي آن را كمتر از ١٨٠ درجه جلوه مي دهد .
سطح زمين داراي دو بعد فضايي مي باشد كه شما مي توانيد در سطح زمين در دوبعد مذكور به صورت قائم به طرف يكديگر حركت كنيد . شما حتي اين امكان را داريد كه در چهار جهت اصلي يعني شمال ، جنوب ، شرق و غرب حركت كنيد البته بعد سومي هم در جهت قائم بر دو بعد وجود دارد كه آن هم همان بالا و پائين است . يعني در سطح زمين سه بعد فضايي وجود دارد . سومين بعد فضايي تخت است . يعني از هندسه اقليدسي تبعيت مي كند در مثلث آن مجموع زوايا ١٨٠درجه است . هرچند هر شخص مي تواند حركت در زمين دو بعدي را تصور كند . اما نمي تواند حركت در سومين بعد فضايي را تجربه كند يعني بعد بالا يا پائين . كساني كه هندسه اقليدسي پايبند بودند تمايل نداشتند ، براي زندگي در سطح زمين از بعد سوم اطلاعي حاصل كنند . فضا نيز براي اينكه خميده باشد تمايل دارد تا هندسه غير اقليدسي باشد . آنها تمايل داشتند زندگي دشوار باشد و در اين صورت فضا بايد دو بعدي مي بود .
بنابراين سه بعد براي حد اقل زندگي مناسب بود . اما فقط افراد معدودي ميتوانستند فضاي سطح زمين را براي زندگي دو بعدي در نظر بگيرند . براي افراد قابل تصور بود كه در محيط زندگي شان سه بعد فضايي وجود دارند . اما در سطح كرات بعد ديگري نيز بود كه قابل روئت نبود . اگر سطح كره بزرگ باشد فضاي نزديك آن تخت است و قوانين هندسه اقليدسي در اين شرايط بسيار خوب هستند ، البته در فاصله هاي كم . اما ما اخطار كرده ايم كه هندسه اقليدسي در مسافت هاي زياد ناگهان از عرصه سقوط كرد .

......................

[MOHAMMAD REZA]

براي تصوير اين موضوع يك تيم از نقاش ها را تصور كنيد كه رنگ هايي را به سطح يك توپ بزرگ اضافه مي كنند و به ضخامت لايه هاي رنگ افزوده مي شود و مساحت سطح نيز تمايل دارد افزايش يابد و به سمت بالا رود ، اگر سطح توپ مسطح بود فضا سه بعدي مي بود و هر كس مي توانست در روي رنگهاي نامحدود اضافه شده حركت كند و توپ خواسته اش اين بود كه بزرگ و بزرگتر شود . هرچند اگر سه بعد فضا واقعي بودند در سطح ديگر كره ها بعدهاي ديگري بود . همچنين حجم توپ تمايل داشت افزايش يابد اما متناهي باشد . هچنين شخصي كه لايه هاي رنگ را افزوده ؛ و عاقبت توپ مي خواهد نصف فضايش پر شود .
نقاش ها نيز تمايل دارند منطقه اي را جستجو كنند كه كوچك باشد و هرگز كوچك نشود و در اين حالت تقريبا" تمام فضاي توپ به وسيله لايه هاي رنگ اشغال شده است . سپس آنها مي دانند فضاي زندگي شان خميده است نه تخت .
اين مثال براي كساني است كه نمي توانند اصل اول هندسه جهاني را استنباط كنند . در عوض هر كس بايد اندازه ي محيطي را كه در آن زندگي مي كند به وسيله آزمايش هاي هندسي در مي يابد .
هرچند يك راه براي خميدگي فضا را جرج فردريك ريمان آلماني در سال ١٨۵٤ شرح داد و هندسه را توضيح داد و باقيمانده از قسمتي از رياضيات در ٦٠ سال بود . هندسه او به طور مطلق مي توانست خميدگي فضا را شرح دهد . ولي به نظر مي آمد كه نتواند علت فيزيك فضا را در رابطه با خميدگي آن توضيح دهد كاربرد كار او در سال ١٩١۵ توسط اينشتن مشخص شد زماني كه او تئوري نسبيت عام را مطرح ساخت .
نسبيت عام يك انقلاب فكري در فيزيك بود كه راه تفكر در رابطه با جهان را به طور كلي متحول ساخت . اين تئوري فقط در رابطه با خميدگي فضا نيست و خميدگي يا تاب زمان نيز نيز در آن داراي اهميت ويژه اي است ؛ در سال ١٩٠۵ عقيده اينشتين اين بود كه فضا و زمان با هم بسطي دوستانه دارند و مكان رويداد را با چهار عدد مي توان شرح داد

.......................

[MOHAMMAD REZA]

سه عدد وضعيت رويداد را توضيح مي دهد و در مقياس هاي بزرگ مانند طول ها و عرض هاي جغرافيايي كيهاني و فاصله از مركز كهكشان ها كاربرد دارند . چهارمين عدد زمان رويداد است ، بدينگونه مي توانيم فكر كنيم كه فضا و زمان با هم هستند ، همچنين در اين وضعيت چهارمين بعد آفريده مي شود كه آن را فضا – زمان مي خوانند . هر نقطه در فضا زمان است كه داراي برچسبي شامل چهار عدد مي باشد و اين اعداد وضعيت زمين را در فضا – زمان مشخص مي كنند . به هم پيوستن فضا و زمان در فضا – زمان چيزي است كه اگر بتوان يكي از آنها را رها كرد راهي منحصر به فرد است ؛ يعني اگر راهي يكتا وجود داشت تا زمان و موقعيت يك چيز در رويداد مشخص شود . هرچند مقالات قابل توجه اينشتن در ادره ي ثبت اختراعات در سال ١٩٠۵ نشان داد كه فضا – زمان در يك رويداد رخ مي دهد منوط براينكه حركت جسم چگونه باشد . فضا – زمان مشترك است و اين دو جزو لايجتزي يكديگرند .
بنابراين ما براي سفر در زمان به كشتي فضايي نياز داريم كه با سرعتي فراتر از سرعت نور مسافت ها را پيمايش كند . متأسفانه در همان مقالات اينشتين آمده است كه براي شتاب دادن به كشتي فضايي نياز به نيروي پيشرانه و شتاب دهنده اي داريم كه بزرگ و بزرگتر شود تا شتابي نزديك به سرعت نور بگيرد . در اين زمان به مقدار انرژي زيادي و در واقع به انرژي بي نهايتي نياز داريم تا از زمان گذر كنيم . در سال ١٩٠۵كه مقالات اينشتين منتشر شد به نظر مي آمد كه تئوري سفر در زمان پيش فرضي رد شده باشد . همچنين بيان شده بود سفر به ستاره هاي ديگر و ديگر كهكشان ها در قالب سفرهاي فضايي تجارتي آرام و كسل كننده خواهند بود ؛ در كل در آن مقالات آمده بود كه گذر از سرعت نور ناممكن است و با تجهيزات كنوني براي سفر به نزديكترين ستاره هشت سال و به مركز كهكشان هشتاد هزار سال وقت لازم است . اگر كشتي فضايي بتواند به سرعت نور نزديك شود مردم مي توانند طي سالهاي معدودي به مركز كهكشان ها بروند هرچند كه باز هم بسيار زياد است .

ادامه دارد...