غير تخت بودن فضا- زمان

ذرات و اجسام علاوه بر تأثير متقابل بر يکديگر، بر فضاي پيرامون خود نيز اثر گذاشته و باعث غير تخت شدن فضا- زمان مي شوند.بنابر تئوري بي نهايت بودن ذرات که عنوان مي کند" ذره تا بي نهايت گسترده است و همواره قسمتي از آن در همه جا وجود دارد"، مي توان نتيجه گرفت که يک ذره باعث غير تخت شدن کلي فضا - زمان مي شود.

نظريه نسبيت عام
 

نسبيت عام اساساً يک نظريه هندسي است.اين نظريه روشي براي ساختن يک دستگاه مختصات به دست مي دهد، دستگاه مختصاتي که شکل آن به حضور ماده و انرژي بستگي دارد.در نظريه اينشتين، ماده فضا را خم مي کند؛ دستگاه مختصات قائمي که آشنايي زيادي با آن داريم، در حضور ماده ديگر به طور دقيق معتبر نيست.اثر اجسام گرانش دار بر يکديگر هم فقط به اين شکل است که هر جرم هندسه فضا را مختل مي کند و اجرام ديگر در هندسه مختل شده به وسيله جرم اول حرکت مي کنند.
اين رهيافت شبيه به مفهوم ميدان است.در نظريه ميدان، هر جرمي ميدان گرانشي توليد مي کند و اجرام ديگر مستقيماً با ميدان بر هم کنش دارند( برخلاف رهيافت کنش از راه دور که در آن جرم ها مستقيماً با هم بر هم کنش دارند).
شکل صفحه مقابل يک نمونه دو بعدي از خميدگي فضاست.يک صفحه لاستيکي را در نظر بگيريد که شبکه مختصاتي اي روي آن وجود دارد.حرکت مقيد به اين صفحه است.اکنون فرض کنيد که يک گوي فلزي روي صفحه بگذاريم، به طوري که صفحه کشيده شود. در اينجا ديگر کوتاه ترين فاصله بين دو نقطه خط راست نيست؛ در واقع در چنين هندسه اي، اصولاً بايد از نو تعريف کنيم که منظور از عبارت " خط راست" چيست.
رابطه بين ماده و هندسه در نسبيت عام به اين شکل خلاصه مي شود:" هندسه به ماده مي گويد که چگونه حرکت کند، و ماده به هندسه مي گويد که چگونه خم شود." روابط نسبيت عام خميدگي فضا را براي هر توزيع داده شده ماده و انرژي به دست مي دهند؛ در اين فضا مي توان حرکت پرتو نور يا ذرات را( باز هم از روابط نسبيت عام) به دست آورد.

ميدان نسبيت عام
 

طبق اصل ماخ، ماده عامل ايجاد خميدگي در فضا زمان است.اين خميدگي توسط متر يک فضا زمان قابل توصيف است:
s²= gµv ?xµ?xv?
نسبيت عام رابطه اي بين خميدگي و چگالي جرم و انرژي در فضا به دست مي دهد که مي توان آن را به صورت زير نوشت:
خميدگي فضا = 8?G / c?
ثابت نيوتن=G
سرعت نور=c

آزمون هاي نسبيت عام
 

آزمون هاي تجربي زيادي براي مطالعه انحراف هاي کوچک نظريه اينشتين از نظريه گرانشي نيوتون انجام شده است.اختلاف بين اين دو نظريه فقط در ميدان هاي گرانشي قوي ظاهر مي شوند؛ بنابراين بيشتر اين سنجش ها را بايد در نزديکي خورشيد انجام داد، چون خورشيد قوي ترين ميدان گرانشي را در نزديکي ما توليد مي کند.نسبيت عام چهار آزمون عمده دارد: پيشروي حضيض عطارد- انحراف نور ستاره ها در نزديکي خورشيد- تأخير پژواک رادار- تابش گرانشي. که از تشريح آنها صرف نظر مي کنيم.هم چنان که در بالا بيان شد، فضاي اطراف اجسام داراي انحنا است و اين انحنا به دليل وجود سي .پي .اچ.است.بنابراين ميزان انحناي فضا به چگالي سي. پي. اچ .در فضا بستگي دارد.( CPH نيروي گرانش محض است.در حقيقت CPH يک زير کوانتوم هستي در طبيعت است.)

تئوري پروفسور حسابي:
 

" علت وجود خاصيت هاي ذرات اصلي بايد در اين باشد که اين ذرات بي نهايت گسترده اند و هر ذره اي در تمام فضا پخش است و نيز هر ذره اي بر ذرات ديگر تأثير مي گذارد".
به اين ترتيب به فکر آزمايشي افتاد که اين نظريه را اثبات و يا نفي کند.او با خود فکر کرد اگر اين تئوري صحيح باشد بايد چگالي يک ذره مادي به تدريج با فاصله از آن کم شود و نه اين که يک مرتبه به صفر برسد و نبايد ذره مادي شعاع معيني داشته باشد .پس در اين صورت نور اگر از نزديکي جسمي عبور کند بايد منحرف شود.

شرح آزمايش هاي انجام شده و نتيجه آن:
 

در اثبات اين نظريه اگر در آزمايش، نور باريک ليزر از مجاورت يک ميله وزين چگال عبور داده شود، سرعت نور کم مي شود.در نتيجه پرتو ليزر منحرف مي شود.هرگاه پرتو ليزر به طور مناسبي از ميان دو جسم سنگين که در فاصله اي از هم قرار دارند عبور داده شود انحراف آن هنگام عبور از مجاورت جسم اول و سپس از مجاورت جسم دوم به خوبي معلوم مي شود و اين انحراف قابل عکس برداري است. اين آزمايش گسترده بودن ذره را نشان مي دهد.بر طبق اين آزمايش انحراف زياد پرتو ليزر فقط در اثر پراش نبوده بلکه مربوط به جسم است.برحسب اين نظريه هر ذره، مثلاً الکترون، کوارک يا گلويون نقطه شکل نيست بلکه بي نهايت گسترده است و در مرکز آن چگالي بسيار زياد بوده و هرچه از مرکز فاصله بيشتر شود آن چگالي به تدريج کم مي شود.بنابراين يک پرتو نور از يک فضاي چگالي عبور کرده و شکست پيدا ميکند و انحراف مي يابد.

ارتباط اين تئوري با تئوري نسبيت اينشتين:
 

تئوري اينشتين مي گويد: خواص فضا در حضور ماده با خواص آن در نبود ماده فوق دارد، به عبارت رياضي يعني در نبود ماده، فضا تخت است ولي در مجاورت ماده فضا انحنا دارد.اگر بگوييم يک ذره در تمام فضا گسترده است در هر نقطه از فضا چگالي ماده وجود دارد و سرعت نور به آن چگالي بستگي دارد.به زبان رياضي به اين چگالي مي توان انحناي فضا گفت.

ارتباط فلسفي اين تئوري با فلسفه وحدت وجود:
 

در اين نگرش همه ذرات جهان به هم مرتبط هستند.زيرا فرض بر اين است که هر ذره تا بي نهايت گسترده است و همه ذرات جهان در نقاط مختلف جهان با هم وجود دارند.يعني در واقع قسمت کوچکي از تمام جهان در هر نقطه اي وجود دارد.

نتايج و بحث
 

اگر اصل بر اين باشد که فضاي تخت موجود است، بايد وقتي نور از يک فضاي تخت وارد فضاي غير تخت مي شود، بسامد نور تغيير کند( که اين صحيح ناست). فضاي تخت نشان دهنده آن است که در محدوده اي از فضا گسستگي رخ داده است؛ اين با پيوستگي فضا در تناقض است.
براساس آنچه گفته شد، با يک استدلال منطقي مي توان گفت: چون ذره تا بي نهايت گسترده است و تأثيرات چگالي آن نيز تا بي نهايت ادامه دارد، و همواره قسمتي از يک ذره در تمام هستي وجود داشته و بر آن تأثير مي گذارد و بنابر نظريه اينشتين که وجود ماده باعث انحنا در فضا و زمان مي شود، مي توان اينگونه نتيجه گرفت که همواره هر ذره در هر جاي فضا سهمي براي انحناي کل فضا و زمان پيرامون خود دارد.به اين صورت که، چگالي کوچک ترين ذره تا بي نهايت ادامه داشته و اين ذره مي تواند فضا و زمان را تا بي نهايت مختل کند و هر ذره باعث اختلال فضاي ذرات ديگر و حتي فضاي خود مي شود.فضا در اختلال دائمي است و اين گونه استنباط مي شود که فضا و زمان همواره غير تخت است و اين به علت وجود کوچک ترين ذرات فضاست.و براساس فيزيک کوانتومي اهميت وجود يک ذره کوچک در مختل کردن فضا اين گونه مشخص مي شود که اگر آن ذره به کلي نابود شود و از قانون پيوستگي ماده- انرژي تبعيت نکند، فضا و زمان به يکباره در هم مي ريزد و امکان امحا کل هستي به بالاترين حد خود مي رسد. پس در فضا جايي يافت نمي شود که بنا به تعريف رياضي و هندسي" تخت "باشد.
منبع:دانشمند، شماره 557.