نسبیت

اگر یک ساعت اتمی را به عنوان مرجع زمان، با سرعت بالایی (نزدیک به سرعت نور) حرکت دهیم متوجه می شیم که ساعت با سرعتی اهسته تر از ساعت های ثابت حرکت می کند و این همان نسبیت زمان است. در واقع گذر زمان امری نسبی و وابسته به سرعت است. نسبیت حتی روی سیستم های بیولوژیکی هم تاثیر می گذارد، پارادوکس دو قلوها معروفترین مثال برای بیان این مطلب است. پارادوکس دوقلوها بیان می کند که اگر دو کودک دو قلوی هسان را از هم جدا کنیم و یکی از آنها را در سفینه ای قرار دهیم که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می کند و 40 سال بعد او را به زمین برگردانیم، در حالی که برادر دو قلوی زمینیش جشن تولد 40 سالگی اش را گرفته است او بنا به سرعتی که داشته است، شاید تنها چند روز از عمرش سپری شده باشد. این مطلب گیج کننده و عجیب از نظر ریاضیاتی اثبات دقیقی دارد که رابطه ی آن در فیزیک نسبیت به تبدیلات لورنتس معروف است. از نظر فیزیکی نیز زیاد شدن طول عمر موجودات تحت نسبیت امری اثبات شده است. به عنوان مثال در جو زمین ذراتی را می توان شناسایی کرد که طول عمری در حد میکرو ثانیه دارند، اما به دلیل سرعت بالایی که دارند تا چندین دقیقه بدون آنکه متلاشی بشوند به حیات خود ادامه می دهند. شاید اولین نظرات علمی در مورد نسبیت به حدود 400 سال پیش برگردد. در اواخر قرن شانزده و اوایل قرن هفدهم پس از میلاد مسیح(ع) نیوتن زمان را به عنوان تپ های منظمی معرفی می کند که در جایی از جهان مادی تپیده می شود. او این تپ های منظم را عامل درک هستی و به طبع آن بشر از زمان می دانست. در نظریه نیوتن زمان امری مطلق و غیر وابسته بود و به همین سبب در معادلات حرکت وی، زمان را به عنوان یک کمیت مستقل می شناسیم. در آن سالها کسی به نام لایپنیتس که ریاضی دان و فیزیک دان و فیلسوفی باهوش بود با نظریه ی نیوتن موافق نبود اما این عدم موافقت او به دلیل عدم ابراز ادله روشن با اقبال مردم مواجه نشد. البته نسبیت زمان امری بود که مدتها قبل در ادیان ابراهیمی و خصوصا در کتاب معظم قرآن کریم بارها به آن اشاره شده بود. قرآن هیچگاه به زمان به عنوان امری مطلق نگاه نمی کند و همواره آن را تابع شرایط محیط معرفی می کند. کوتاه بودن زندگی دنیوی از دیدگاه اخروی و یا واقعه شگفت انگیز اصحاب کهف نمونه هایی از تعبیر نسبی قرآن در مورد زمان است. اما بشر از دین گریزان 400 سال پیش اروپا بی توجه به حقیقت تا 300 سال بر جهل خود در مورد زمان پافشاری کرد تا آنکه در سالهای پایانی قرن نوزدهم علم با فاجعه ی اتر مواجه شد. لورنتس در سال 1904 به معادلات عجیبی دست پیدا کرد که هیچگاه نتوانست معنی درستی برای آن ها پیدا کندو در سال 1905 آلبرت انشتین بالاخره طلسم ناآگاهی بشر را در مورد زمان شکست و با رد فرضیه اتر و فرض ثابت بودن سرعت نور در تمام جهات در خلا توضیح مناسبی برای معادلات لورنتس پیدا کرد. این توضیح بیان می کرد که هر چقدر با سرعت بیشتر حرکت کنیم، به تبع آن زمان نسبت به ناظرهای ساکن کندتر خواهد گذشت. در واقع او استقلال زمان را ملقی دانست و اثبات کرد که زمان تابعی از سرعت است.

حال بگذارید تا یک وضعیت را بررسی کتیم: سفینه ای شیشه ای با سرعتی نزدیک به نور از زمین جدا می شود و از زمین دور می شود. ما می توانیم درون این سفینه را رصد کنیم. کسی که درون سفینه است لیوانی را پر از آب می کند و در زمانی کمتر از یک دقیقه آب می نوشد. اما ما چه می بینیم؟ او را می بینیم که با آهستگی مفرطی لیوانی را انتخاب می کند و آب را می بینیم که آهسته تر تمام تصویر آهسته های جهان درون لیوان می ریزد. فرآیند آب خوردن این شخص ممکن است برای ما که روی زمین هستیم سالها طول بکشد! از طرف دیگر او که درون سفینه است ما را می بیند که با سرعتی وصف ناشدنی در حال حرکتیم و سریع روز و شب می گذرانیم.

اگر موجودی به سرعت نور برسد گذر زمان برای او صفر می شود البته از نظر فیزیکی این امر غیر ممکن است چون نسبیت علاوه بر زمان بر جرم نیز تاثیر می گذارد. جسمی که سرعت نور دارد عملا به جرم بی نهایت دست خواهد یافت که این دو در کنار هم غیر ممکن است. نسبیت علاوه بر جرم بر طول اجسام نیز تاثیر دارد. 

پس از دانستن نسبیت یکی از مسائلی که برای شخص من تا حد زیادی روشن شد، مساله ی علم الهی بود، آنچنان که اعتقاد ما بر ان است خداوند از همه ی زمان ها مطلع است. اما خداوند که نور آسمان ها و زمین است عالم را چگونه می بیند؟ به نظر من از دیدگاه خداوند زمانی در جریان نیست و همه چیز در یک لحظه رخ می دهد و این لحظه جاودانه است. الله اعلم

آنچه در اینجا گفته شد در حیطه ی نسبیت خاص و از دانسته های شخصی من در این باره بود. برای اطلاعات بیشتر می توانید به کتاب "نسبیت خاص" نوشته "رزنیک" از کتابهای مرکز نشر دانشگاهی مراجعه کنید. ممنون.