نظريه سي. پي. اچ. و زمان
نظريه سي. پي. اچ. و زمان
نظريه سي. پي. اچ. و زمان
مقدمه:
1 - ماهيت زمان چيست؟
2 - آغاز و پايان جهان چگونه است؟
3- آيا مي توان حركت زمان را كندتر يا تندتر كرد؟
4- آيا مي توان گذشته را بازسازي كرد؟
5 - چرا جهت زمان از گذشته به آينده است؟
هدف اين فصل پاسخ فيزيكي به سئوالات بالا با استفاده از نظريه سي. پي. اچ. است. بنابراين نخست زمان را از نقطه نظر مكانيك كلاسيك مطرح كرده و سپس ديدگاه نسبيت تشريح مي شود و سرانجام با توجه به نظريه سي. پي. اچ. زمان مورد بررسي قرار مي گيرد. توجه به اين نكته ضروري است كه اين بررسي با توجه به ويژگيهاي سي. پي. اچ. است كه در جدول ضميمه (پائين صفحه) منعكس شده انجام مي شود.
ساعت چيست؟
زمان از نظر نيوتن
در نقطه مقابل زمان نسبي، آشكار و متعارف قرار دارد كه نسبت به موارد خارج از طبيعت خود حساس مي باشد. منحصر بفرد نيست و با ابزار اطرافش سنجيده مي شود. توسط عنصر حركت مورد تحليل قرار ميگيرد و از آنجايي كه در بازه مي تواند قرار گيرد، درك آن مشهود است. دو ساعت ، يك ماه، سه سال و غيره درك ما را از زمان نشان ميدهد. از آنجا كه قادر به تصور موردي ساكن در بعد زمان نيستيم ، به واسطه عنصر جنبش به تغيير و حركت اشراف پيدا ميكنيم و بدين وسيله به گذشت زمان نسبي آگاهي پيدا ميكنيم. زمان مطلق فراي درك ما و غير قابل سنجش با ابزار اندازه گيري ما (و هر ابزار اندازه گيري نسبي ديگري) است. زمان مطلق فقط و فقط با مطلق اندازه گرفته مي شود.
"مطلق" ها مي توانند جزيي از طبيعت مطلق باشند. از آنجايي كه ما شناخت عملي از "مطلق" نداريم نمي توانيم مفهوم آن را حلاجي كنيم. بخشي از مشكل در نسبي بودن خود ما و درك ما است. مثلا ميگويم: "حدود يك ساعت پيش بود كه او رفت." از كجا ميدانيم؟ از آنجا كه او ديگر اينجا نيست. الان در جاي ديگري است. به واسطه حس تغيير مي فهميم كه فاصله زماني لحظه اي كه او ما را ترك كرد تا بدين لحظه بنا بر واحد و پايه استاندارد زماني كه بدان عمل ميكنيم، مثلاً حدود 3600 ثانيه (اين واحد نيز مقدم به ذات نمي باشد) شده است. اما اين مبنا موجوديت عملي ندارد. يك قرارداد است مابين ما. ميگويم پس حدود يك ساعت پيش بود كه او رفت. اين "يك ساعت" كاملاً نسبي است و منعكس كننده درك ما از گذر زمان است.
همچنانكه در سطور بالا ترسيم شد، در مكانيك كلاسيك زمان مطلق است. مطلق بودن زمان از نظر تجربي به اين صورت است كه هرگاه تعدادي ساعت يكسان داشته باشيم و اين ساعتها را در يك لحظه خاص همزمان كنيم، مستقل از حركت و تغيير مكان و... براي هميشه همزماني آنها برقرار خواهد بود. بنابراين هر كوششي براي كند كردن گذشت زمان بيهوده خواهد بود. و زمان مستقل از اشياء و پديده هاي فيزيكي، حركتي يكنواخت از گذشته به آينده دارد. بعبارت ديگر جهان داراي ساعتي است كه با آهنگ ثابت تيك تاك مي كند.
نيوتن و فضا
ممكن است كه فضاي مطلق در نهاد خود تغييرپذير باشد اما مطمناً نه به مفهوم "تغيير" كه در نسبيت از آن نام ميبريم. به بيان ديگر مي توان چنين نيز گفت كه فضاي مطلق و نسبي در شكل و حجم يكسان هستند اما در مبناي عددي يكسان نمي باشند. زماني كه به فضاي مطلق فكر ميكنيم، اعداد ابزاري هستند خارجي. بنابراين توان سنجش در بعد مطلق را ندارند. يك تونل زيرزميني و يا پلي هوايي را تصور كنيد. فضاي مطلق و نسبي كه از تصور اين دو در مغز ما شكل ميگيرد يكسان و هم حجم است. اما به مجردي كه ميخواهيم آنها را حل و فصل كنيم، نسبتشان با سطح زمين را در نظر ميگيريم. امتدادشان را با اعداد و ارقام مي سنجيم. در يك كلام، مدام ابزاري خارجي نسبت به ذات مطلق مي آفرينيم كه تصوير قابل لمس گردد. در اينجا ما تصويري نسبي را در مغزمان رديابي ميكنيم و نه مطلق.
بنابراين از نظر نيوتن، زمان مطلق و فضا نيز مطلق و مستقل از يكديگرند. ز يك نظر مي توان به نيوتن حق داد كه فضا و زمان را مطلق بداند. زيرا در مكانيك كلاسيك سرعت نامتناهي پذيرفته شده بود و انتقال علائم و آثار گرانشي بصورت آني منتشر شوند. هرچند بسياري از فيزيكدانان از جمله لايبنيتز باور نيوتن نيوتن را در مورد زمان قبول نداشتند، اما ايشان نيز نمي توانستند دليل فيزيكي ارائه دهند كه چرا زمان مطلق نيست يا آنكه بينش بهتري جايگزين آن كنند. نيوتن چنين تصور مي كرد كه جهان يك ساعت دارد، اما لايبنيتز جهان را ساعت مي پنداشت. در هر صورت هيچكدام از اين ديدگاه ها از پشتوانه ي دلايل فيزيكي برخوردار نبودند. تا آنكه سرانجام انيشتين با نفي سرعت نامتناهي توانست سرعت نور را بعنوان حد سرعت ها مطرح كنند و با استفاده از آن همزماني ساعتها را در دستگاه هاي مختلف به چالش بكشد و ثابت كند كه زمان نه تنها مطلق نيست، بلكه از يك دستگاه به دستگاه ديگر تغيير مي كند.
نسبيت و زمان
بنابراين از ديد ناظر ساكن، ساعت درون قطار كندتر از ساعت وي كار مي كند. البته در سرعتهاي معمولي مشاهده ي كند شدن ساعت متحرك محسوس نيست، در در سرعتهاي قابل مقايسه با سرعت نور قابل توجه است.
چون سرعت يك كميت نسبي است، هر دو ناظر (ساكن روي زمين و سرنشين سفينه) هر يك ساعت ديگري را كندتر مي بيند. اين امر به مسئله ي پارادوكس دو قلوها تبديل شده كه در اينجا مورد بحث قرار نمي گيرد. اما آزمايشهاي انجام شده در مورد مومزونها كه با سرعت نزديك به سرعت نور حركت مي كنند، اثبات شده است.
زمان در نسبيت عام
انبساط زمان در ميدان گرانشي
كه در آن G ثابت جهاني گرانش، c سرعت نور است.
زمان ويژه
ديسك دوار
1 - افزايش سرعت خطي v موجب كند شدن زمان مي شود. اين كاهش تا جايي ادامه مي يابد كه اگر سرعت v بسمت سرعت نور ميل كند، زمان كاملاً متوقف مب شود.
2 - افزايش شتاب گرانشي يا شدت ميدان گرانش موجب كند شدن زمان مي شود. اگر در رابطه
حال به بررسي پديده ي آهنگ ساعتها از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ. مي پردازيم.
نظريه سي. پي. اچ. و زمان
بنابراين گذشت زمان شامل سي. پي. اچ. نمي شود. بعبارت ديگر زمان بر سي. پي. اچ. نمي گذرد. نه تغيير ميكند و نه نابود مي شود. اين نتيجه ي دور از انتظاري نيست، زيرا طبق قانون بقاي جرم-انرژي نيز، چيزي نابود نمي شود. تنها در اينجا بايد نيرو را نيز به آن افزود.
رابطه ي (3 بالا) نشان مي دهد كه مجموع سرعت اسپيني و انتقالي سي. پي. اچ. همواره ثابت است. طبق اصل سي. پي. اچ. نيز تمام سرعت سي. پي. اچ. از انتقالي به اسپيني يا بالعكس قابل تبديل است. در اين تغيير سرعت ها است كه بر اثر خواص بار-رنگي سي. پي. اچ. ها ايجاد مي شود، ذرات مختلف بوجود مي آيند كه با سرعتي كمتر از سرعت سي. پي. اچ. حركت مي كنند و زمان بر آنها مي گذرد. بعبارت ديگر همه ذرات (بجز سي. پي. اچ.) حتي فوتونها نيز مشمول گذر زمان هستند. برخي ذرات عمر بيشتري دارند و برخي ديگر، عمري كوتاه تر دارند، اما همه ي آنها سرانجام متلاشي مي شوند.
زمان در نسبيت خاص و سي. پي. اچ.
زمان در نسبيت عام و سي. پي. اچ.
حال اگر گذشت زمان در نسبيت عام و نسبيت خاص را تواماً در نظر بگيريم متوجه خواهيم شد كه زمان (براي ذرات و اجسام) از دو طريق قابل انبساط است، يكي افزايش سرعت انتقالي، بطوريكه هرچه سرعت انتقالي بيشتر و به سرعت سي. پي. اچ. نزديكتر شود، و ديگري تبديل سرعت انتقالي به اسپين. بنابراين زمان تابع اسپين است.
گفته بالا از دو طريق بيشينه مي شود. يكي زمانيكه v بسمت VCPH ميل كند، و ديگري هنگاميكه s افزايش يابد. توجه شود كه در اينجا از نظر تغيير آهنگ ساعتها چيزي به نسبيت افزوده نمي شود، فقط ماهيت فيزيكي و دليل شهودي كند شدن يا تند شدن ساعتها بيان مي شود. اما مطلب مهمي كه مي توان به نسبيت افزود توضيح زمان است كه در نسبيت به آن توجه نشده است.
ماهيت زمان
سي. پي. اچ. ها بر اثر خاصيت بار-رنگي كه دارند، بيكديگر گشتاور وارد مي كنند و اسپين مي گيرند. با هم تركيب شده و كوانتومهاي انرژي پديد مي آيند و ساعت درست مي شود. اين ساعت (كوانتوم انرژي) متلاشي مي شود (توليد زوج ذره - پاد ذره) و ساعتهاي جديد بوجود مي آيند. بنابراين هر ذره يا جسمي در طبيعت يك ساعت است. در لحظه اي خاص توليد مي شود و تعدادي تيك تاك انجام مي دهد و دوباره به سي. پي. اچ. يا ذرات ديگر واپاشيده مي شود. يعني هر چيزي در جهان (حتي جهان قابل رويت) يك ساعت است.
لذا از ديدگاه نظريه سي. پي. اچ.، جهان انباشته از ساعت ها است، يعني فقط ساعت وجود دارد. لذا ناظر تنها ساعتها را مي بيند و آهنگ حركت ساعتها را. بنابراين زمان بيان يا نام آهنگ تيك تاك ساعت ها است و بنفسه بيان كننده هيچ كميت خاصي نيست. بعبارتي صريح و روشن، زمان تنها يك نام است و موجوديت ديگري ندارد. زمان نام پديده ي خاصي است كه در طبيعت روي مي دهد و آن تيك تاك ساعت است، مانند نامي كه به حركت خاصي مثلاً حركت دوراني يا پردابه مي دهيم.
بنابراين در جهان فقط ساعتها وجود دارند و رابطه ساعتها با يكديگر و زمان تنها بيان كننده ي نوعي حركت يا ارتباط بين پديده ها با يكديگر است. از اين ديدگاه همچنانكه زمان بر سي. پي. اچ. ها نمي گذرد، هستي نيز فاقد زمان است، يعني لحظه ي از عمر كل هستي نمي گذرد، پس لحظه ي آفرينش هم اكنون است. اما هر چيزي در نظام هستي، يك ساعت است. در لحظه اي خاص شكل مي گيرد و پس از آنكه يكسري حركت انجام داد، از حركت باز مي ماند و ساعتي ديگر بوجود مي آيد.
لذا فضا- زمان يعني جرم و كنشي كه با محيط دارد. با در نظر گرفتن هم ارزي جرم و انرژي، مي توانيم بگوييم فضا-زمان چيزي بجز انرژي نيست. اما اگر بخواهيم دقيقتر بيان كنيم، بايد گفت كه در نظريه سي. پي. اچ.، فضا - زمان يعني توده هاي سي. پي. اچ. و كنش آنها با يكديگر.
حال مي توانيم سئوالات مطرح شده در آغاز اين متن را بررسي كنيم.
1 - ماهيت زمان چيست؟
2 - آغاز و پايان جهان چگونه است؟
3- آيا مي توان حركت زمان را كندتر يا تندتر كرد؟
4- آيا مي توان گذشته را بازسازي كرد؟
5 - چرا جهت زمان از گذشته به آينده است؟
منبع: سی.پی.اچ ﺗﺌﻮری
* ارسال مقاله توسط عضو محترم سایت با نام کاربری : sm1372
مقالات مرتبط
تازه های مقالات
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}