ناسا در تصویر جدیدی که توسط فضاپیمای خود گرفته، مکانی مناسب در نزدیکی یخ‌های آبِ سطح مریخ برای فرود و حفاری راحت فضانوردان در آینده‌ای نه چندان دور یافته است. مشاهده بیشتر &raquo

  در این پست شما را دعوت به تماشای این ویدیو آشنایی جهت آشنایی با ساختار کهکشان راه شیری و بازوهای مارپیچ آن به صورت فشرده در ۳۷ دقیقه می‌کینم. مشاهده بیشتر &raquo

  آیا براستی می توان امید داشت که با موجودات فضایی بیگانه روزی در ارتباط باشیم؟ درباره نحوه زندگی و محل سکونت شان از آنها بپرسیم؟ هوش آنها را بسنجیم و… شاید نیز هم اینک برخی سازمان های سِرّی با آنان در ارتباط اند!!! در این مقاله به بررسی ارتباط ما با فرازمینی ها، مشکلات و موانع ارتباطی می پردازیم.

با ما همراه باشید… مشاهده بیشتر &raquo

    به تازگی خبر اولین عکس برداری واقعی از یک سیاهچاله در قلب کهکشان مسیه ۸۷ (M87) مانند بمب در تمام جهان صدا کرده و تمامی دوستداران علم را متحیر گردانده است!

        اینک که چند روزی از این کشف بزرگ در تاریخ کیهان شناسی گذشته و آتش هیجان ها فروکش کرده، بیایید به بررسی کمی دقیق تر و تخصصی تر این حفره تاریک در فاصله ۵۵ میلیون سال نوری بپردازیم.

با پیشتازان علم همراه باشید. مشاهده بیشتر &raquo

    سفر در زمان مقوله ای است که تقریبا همه مردم بار ها و بار ها در فیلم های علمی تخیلی و داستان های ماجراجویی با آن مواجه شده اند و یکی از راز آلود ترین سوالات در ذهن انسان هاست، این که چطور و چگونه می توان در زمان سفر کرد و آیا اصلا امری ممکن است یا تنها زاده خیال برخی! عده ای آن را محال می دانند و عده ای آن را وابسته به پیشرفت علم می دانند.

 

اما، دیدگاه علم در این خصوص چیست؟ شاید تعجب کنید که از دیدگاه علم، پاسخ مثبت و سفر در زمان امری قطعی و انکار ناپذیر است!!!

در این مقاله با ما همراه باشید.

زمان چیست؟

 

    برای بررسی مقوله سفر در زمان، ابتدا بهتر است ببینیم زمان دقیقا چیست و چگونه می توان درکِ آن را تعریف و توضیح داد.

    حال در اینجا برخی از تعریف های فلسفی و علمی برای درک ماهیت زمان را بیان می کنیم:

    “زمان یا وقت بُعدی است که در آن اتفاقات از گذشته تا به حال و از حال تا آینده رخ می‌دهند” {منبع}

بر اساس دیدگاه دیگری:

    “زمان قسمتی از ساختارهای اساسی جهان است، بُعدی است که اتفاقات پشت سر هم در آن رخ می‌دهند” {منبع}

    همچنین این دیدگاه بیان می‌کند که زمان قابل اندازه‌گیری است. این یک نوع دیدگاه واقع گرایانه‌ است که اسحاق نیوتن بیان می‌کند و از این رو گاهی با نام زمان نیوتونی شناخته می‌شود.

    دیدگاه دیگری نیز چنین بیان می‌کند:

    “زمان قسمتی از ساختارهای ذهنی انسان است (همراه فضا و عدد) آن چنان‌ که ما در ذهن خود رشتهٔ رویدادها را دنبال می‌کنیم همچنین در ذهن خود برای طول آن اتفاقات کمیت‌هایی را از قبیل ثانیه، دقیقه و ساعت تعریف می‌کنیم” {منبع}

به هر حال، زمان هر چه که باشد ما آن را درک و احساس می کنیم که این خود دلیل بزرگی برای اثبات آن است.

    حال ویژگی های این بعد از فضا، یعنی زمان چیست؟ زمان دارای خواصی است از جمله:

1. زمان همه جای کیهان در جریان است.
2. زمان هیچگاه متوقف نمی شود.
3. زمان نسبی است. (بدین معنا که در هر جایی اندازه آن می تواند متفاوت باشد)
4. زمان انعطاف پذیر است (یعنی می تواند سرعت حرکت آن تغییر کند.
5. زمان هیچگاه به عقب باز نمی گردد. (با وجود انعطاف پذیری آن)

   

    همانطور که می بینیم، نسبی و متغییر بودن اندازه زمان، یکی از خاصیت های آن است که یک قرن پیش توسط آلبرت انیشتین در نظریات نسبیت مطرح و اثبات شد. بدین ترتیب، گذر زمان در دو ناحیه جداگانه در کیهان می تواند با هم متفاوت باشد، اما ویژگی های آن، همه جا یکسان است.

    برای مثال، زمان در کره زمین با گذر زمان در سیاره مریخ و یا در خارج از سامانه خورشیدی کاملا متفاوت عمل می کند، این تفاوت می تواند جزعی و یا بسیار گسترده و چشمگیر باشد.

اما چرا این اتفاق رخ می دهد؟؟؟

    دلیل این اتفاق یا همین نسبی بودن زمان را به وسیله فیزیک نسبیت می توان توضیح داد، بر اساس نسبیت انیشتین، زمان جزعی از بافت و ویژگی فضا است به همین دلیل اغلب آن را به صورت فضا-زمان مطرح می کنند. بنابراین برخی از نیرو هایی که در کیهان وجود دارند می توانند بر روی عملکرد زمان تاثیرگذار باشند. اما آن نیرو ها چیست؟

    بر اساس نسبیت خاص انیشتین، زمان، با (نیروی) سرعت، رابطه عکس دارد. اجازه دهید دقیق تر بررسی کنیم:

    طبق نسبیت خاص اگر به جسمی نیرو وارد شود می تواند حرکت کند و حرکت اجسام بر روی زمان تاثیری معکوس خواهد داشت یعنی زمان برای جسم متحرک کند تر از جسم ثابت می گذرد و هر چه سرعت یک جسم بیشتر شود، زمان برای آن کند تر سپری خواهد شد!!! به این پدیده، هم ارزی یا اتساع زمان نیز گفته می شود.

 

    گر چه عجیب به نظر می رسد اما این پدیده به اثبات رسیده و واقعیت دارد، اگر چه بسیار ناچیز است اما در سرعت های بالا می تواند بسیار چشمگیر باشد. 

    فرمول برای محاسبه اتساع زمان در نسبیت خاص به شرح ذیل است:

که

بازه زمانی برای فرد مشاهده‌کننده (مانند تیک تاک‌های روی ساعت) زمان مناسب

بازه زمانی برای شخصی که حرکت می‌کنند (نسبت به شخص مشاهده گر) با سرعت v

سرعت نسبی میان مشاهده گر و ساعت متحرک

سرعت نور.

این می‌تواند به شکل زیر نیز نوشته شود:

{منبع}

 

    البته اتساع زمان قابل احساس نیست یعنی اگر شما در فضاپیما ای باشید و با سرعت بسیار بالایی حرکت کنید، زمان برای شما کند خواهد گذشت و عملاََ در زمان سفر کرده اید اما خود متوجه کندی زمان نمیشوید بلکه ناظر بیرونی که ساکن است شما را کند می بیند و شما اگر نگاهی به بیرون بیندازید خواهد دید که همه چیز سریع تر در حال گذر است.

    مثلا طبق روابط فوق، اگر ۱سال از نظر شخصی در فضا که با سرعت ۰٫۹۹ سرعت نور در حال حرکت است گذشته شده باشد، این معادل با ۷ سال زمان گذشته در زمین است. پس در زندگی عادی، جایی که با سرعتی بسیار اندک نسبت به سرعت نور حرکت می کنیم نمی‌توان اتساع زمان را مشاهده کرد اما در سرعت‌های بالا (نزدیک به سرعت نور) پدیده اتساع زمان را می‌شود یافت.

اتساع گرانشی زمان

   علاوه بر هم ارزی و رابطه مستقیم زمان با سرعت، بر پایه نسبیت عام انیشتین، زمان نیز دارای هم ارزی و رابطه معکوس با گرانش می باشد، می توان این گونه گفت که آهنگ گذشت زمان برای ناظرین در ارتفاع‌ های مختلف (اختلاف در راستای جهت شتاب) متفاوت است. (چرا که در ارتفاع اثر گرانشی کم تر است)

    به زبان ساده، هر چه گرانش بیشتر باشد، زمان آرام تر خواهد گذشت، مثلا زمان برای کسی که در فضا هست (به دلیل کمبود شتاب گرانشی) سریع تر از ما که بر روی زمین قرار داریم خواهد گذشت. تمام این موارد در دهه های اخیر مورد آزمایش تجربی نیز قرار گرفته اند. برای نمونه با استفاده از ساعت‌های اتمی قرار گرفته در هواپیما، اتساع زمان آزموده شده‌است. ساعت‌های درون هواپیما٬ کمی تندتر از ساعت‌های روی زمین کار می‌کنند.

روابط اتساع گرانشی زمان نیز به شرح زیر است:

زمان ویژه بین رویدادهای آ و ب ٬ از دید ناظر با زمان کُند شده‌است.

زمان مختصات ٬ بین آ و ب ٬ از دید ناظر حاضر در چارچوب شوارتزشیلد است. (چارچوبی که در آن٬ آهنگ گذر زمان برای ناظر دوردست -در بی‌نهایت دور از جرمِ ایجادکننده میدان – بربر با آهنگ گذر زمان مختصات (شوارتزشیلد) است.)

شعاع شوارتزشیلد جرم  است.

{منبع}

 

نتیجه

    نتیجه می گیریم که برای سفر در زمان؛، نیاز به دو نیروی بسیار مهم و قدرتمند است، یعنی سرعت و گرانش. اگر خود را به جسمی که گرانش زیادی دارد نزدیک کنیم، زمان برای ما کند خواهد گذشت (گرانش یا سرعت بیشتر=گذر کند تر زمان، اما هرگز زمان متوقف نمی شود چرا که برای این کار باید دقیقا با سرعت نور حرکت کرد که بر اساس نسبیت خاص امری محال است).

    شاید سیاه چاله ها بهترین گزینه باشند، چرا که هر جسمی که به سیاه چاله نزدیک شود، زمان برای آن کند تر و کند تر می گذرد، اگر شما با سفینه ای به یک سیاه چاله نزدیک شوید به دلیل نیروی گریز از مرکز، با سرعتی باور نکردنی به دور سیاه چاله چرخش خواهید کرد و در این صورت شما هم تحت تاثیر گرانشی قدرتمند و هم سرعتی بسیار زیاد قرار دارید که این دو با هم می توانند زمان شما را (بدون اینکه خودتان بفهمید!) به طرز فوق العاده ای کند کنند تا به آینده سفر کنید، درست مانند تونل زمان! با یک سیاه چاله می توان به ستاره های دور دست که رسیدن به آن ها صد ها سال به طول می انجامد سفر کرد.

کلام آخر

     اگر در مرز افق رویداد یک سیاه چاله قرار داشته باشید (یعنی درست کمی دورتر از جایی که اگر از آنجا به سیاه چاله نزدیک تر شوید، دیگر راه بازگشت نخواهید داشت و نابود می شوید)، و از آنجا به زمین بنگرید، خواهید دید که حودث بر روی زمین درست مانند یک نوار ویدیویی تند در حال گذر است، شما در تونل زمان هستید!

این یک واقعیت است!!!

 

گروه پیشتازان علم/ به قلم امیرحسین خیابانی