اینشتین پیروز می شود!

ستارگان در حرکت

بعدازظهر روز ششم نوامبر سال 1919 بود. تالای زیبای همایش دفتر مرکزی انجمن سلطنتی لندن را عده زیادی از برجسته ترین فیزیکدانان و اخترشناسان اروپا پر کرده بودند. آنها به دقت به سخنان دو تن از همکاران ارشد خود، یعنی دکتر کراملین و پروفسور ادینگتون، گوش می دادند؛ این دو در حال تشریح نتایج آخرین پژوهشهای خود در رصدخانه های سواحل برزیل و آفریقای غربی بودند.
جوزف جان تامسون، رئیس انجمن سلطنتی، در زمان برگزاری همایش برای تفسیر عکسهای برداشته شده در هنگام خورشیدگرفتگی گفت:« این مهمترین نتیجه ای است که از زمان نیوتون به بعد، در ارتباط با نظریه گرانش به دست آمده است. این نتیجه یکی از بزرگترین دستاوردهای اندیشه بشر است».
دکتر کراملین و پروفسور ادینگتون از ستاره های خاصی عکسبرداری کرده بودند که معمولاً فقط در آسمان تاریک دیده می شوند. آنها ستاره هایی را انتخاب کرده بودند که در هنگام خورشیدگرفتگی، در نور روز نیز قابل رؤیت باشند. روش کار آنها کاملاً ساده و روشن بود اما وقتی عکسها را بررسی می کردند دریافتند که این ستاره ها در مکانهایی که باید باشند، نیستند. انگار ستاره ها ناگهان به یک طرف جهش کرده اند. البته وقوع چنین اتفاقی ممکن نبود. اما در ضمن همین تحقیق، شواهدی به دست آمد که اثبات می کرد چنین پدیده ای روی داده است. روی زمین، یا بهتر بگوییم، در فضا چه می گذشت؟

پیش بینیهای اینشتین

تنها یک نفر از نتایج حاصل از رصدهای کراملین و ادینگتون اصلاً حیرت نکرد و او کسی نبود جز آلبرت اینشتین. او آسوده خاطر و خشنود شده بود. اینشتین از پیش می دانست که این دانشمندان، پس از عکسبرداری از خورشیدگرفتگی، به چه نتایجی دست خواهند یافت. چند سال قبل، در سال 1915، اینشتین پیش بینی کرده بود که پرتوهای نوری که از ستارگان دوردست به ما می رسند، در هنگام عبور از کنار خورشید، خم می شوند. همین پدیده سبب می شود که ناظران روی زمین، ستاره ها را در جای دیگری ببینند. آلبرت اینشتین حتی میزان خمیدگی نور را نیز پیش بینی کرده بود و براساس این پیش بینی،‌مقدار جابه جایی ظاهری ستاره ها را نیز به دست آورده بود.
امروزه نظریه اینشتین را به نام نظریه نسبیت عام می شناسند. او می دانست که اگر درستی این نظریه اثبات شود، درک مردم را از قوانین فیزیکی حاکم بر عالم کاملاً تغییر خواهد داد. رصدهایی که کراملین و ادینگتون انجام دادند برای آزمودن پیش بینیهای اینشتین در مورد خم شدن نور طراحی شده بود. اما هدف از آنها آزمودن نظریه اینشتین، به صورت کلی، هم بود. اگر پیش بینیهای اینشتین درست از ‌آب درمی آمد، آن گاه فیزیک معاصر غلط بود.

نور چگونه حرکت می کند؟

طبق نظریه نسبیت عام اینشتین، نور کاملاً در خط مستقیم حرکت نمی کند. در مقابل اینشتین چنین استدلال می کند که پرتوهای نوری برای حرکت در فضا( و زمان)، کوتاهترین مسیر ممکن بین دو نقطه را انتخاب می کنند. معمولاً‌نزدیکترین مسیر خط مستقیم است. پس چرا پرتوهای نور مسیر خمیده را دنبال می کنند؟ نظریه اینشتین پاسخ این پرسش را می دهد. اینشتین می گوید که پرتوهای نور کوتاهترین مسیر ممکن را می پیمایند که مسیری خمیده است. اینشتین نتیجه گیری می کند که فضا نیز باید خمیده باشد. این ادعایی بود که همه چیز را متحول می کرد. آیا چیزی به وسعت و بی شکلی فضا واقعاً می تواند خمیده باشد؟ این نظریه با قوانین پایه فیزیک در تضاد بود.
پیش از آلبرت اینشتین، دانشمندان فکر می کردند که فضا تخت است. به اعتقاد آنها هر جسم بر همه اجسام اطراف خود نیرویی وارد می کند که آن را گرانی می نامند. مثلاً فکر می کردند که گرانی خورشید، زمین را که کوچکتر است، به طرف خود «می کشد». در نتیجه وجود این نیروی گرانشی، زمین در مداری دایره ای به دور خورشید می گردد.

نظریه جدید گرانی

اینشتین مدعی شد که نظریه قدیمی گرانی دقیق نیست و گرانی نمی تواند علت حرکت اجسام(مثلاً زمین)‌در فضا باشد؛ بلکه مجموعه های ماده و انرژی( مانند خورشید) که در نقاط خاصی از عالم متمرکزند، سبب خمیدگی فضا می شوند. بنابراین آثار گرانشی، مثلاً‌ گردش زمین به دور خورشید، مستقیماً از جرم یک جسم که جسم دیگر را به طرف خود می کشد ناشی نمی شود. بلکه زمین خورشید را دور می زند و مانند پرتوهای نوری که از ستارگان به سمت زمین می آیند، مستقیم ترین مسیر ممکن را در فضای خمیده می پیماید.
نظریه نسبیت اینشتین باورهای تثبیت شده درباره گرانش را به هم ریخت. این نظریه، برای نخستین بار راه جدیدی را برای سنجش بعضی از ویژگیهای پایه ای عالم گشود.

نظریه اینشتین پیروز می شود

به جلسه انجمن سلطنتی باز می گردیم. بحث درباره عکسهای کراملین و ادینگتون ادامه دارد. گاهی بحث بالا می گیرد. بسیاری از دانشمندان برجسته، نظریه اینشتین را که درک آن بسیار دشوار بود، نمی پذیرفتند. اما بسیاری از اعضای انجمن به این نتیجه رسیدند که عکسهای گرفته شده در رصدخانه، نشان می دهند که اینشتین کشف مهمی انجام داده است. به گفته رئیس انجمن سلطنتی، نظریه اینشتین« یکی از بزرگترین دستاوردهای تاریخ اندیشه انسان است».
روز بعد اینشتین شهرت جهانی یافت. روزنامه تایمز لندن تیتر«انقلاب در علم» را چاپ کرد. در ایالات متحده آمریکا، روزنامه نیویورک تایمز اعلام کرد که «نظریه اینشتین پیروز می شود.» در برلن، که محل کار اینشتین بود، او را «بزرگی دیگر در تاریخ جهان»خطاب کردند. نام اینشتین، تا پایان عمر، به ندرت در صفحه اول روزنامه ها نبود. در سال 1927 شعر کوتاهی در مورد مشکلات شهرت سرود. این شعر چنین شروع می شد: هر کجا بروم و هر کجا بمانم، همواره تصویری از من جلوه گر است..».

نظریه ای که جهان را متحول کرد

«او را بیشتر به سبب نظریه نسبیت می شناسند که شهرت جهانی برایش به ارمغان آورد. اما با این شهرت نوعی ستایش نزدیک به پرستش همراه بود که اینشتین آن را درک نمی کرد. او، در کمال شگفتی، به اسطوره ای زنده تبدیل شده بود، یک قهرمان مردمی تمام عیار؛ او را همچون غیبگویی کبیر می نگریستند، پادشاهان، دولتمردان و بزرگان او را به حضور می پذیرفتند و مردم عادی و خبرنگاران طوری با او برخورد می کردند که گویی ستاره سینماست، نه دانشمند».
بانشن هافمن، نقل از کتاب «اینشتین»
چرا اینشتین تا این اندازه مشهور شده بود؟ بخش عمده این شهرت از آنجا ناشی می شد که نظریه نسبیت درک انسان را از کل عالم متحول کرد. اینشتین با باورهای دانشمندان عصر خود به مبارزه برخاست و نظریه ای را مطرح کرد که بسیاری از پرسشهای معماگونه فیزیک را پاسخ می داد.
درک کشفیات اینشتین چندان ساده نبود. بسیاری از دانشمندان اعتراف می کردند که گاهی احساس سردرگمی می کنند. داستانی که درباره پروفسور ادینگتون نقل می کنند گویای همین نکته است. چند سال پس از شهرت یافتن نظریه اینشتین، خبرنگار روزنامه ای را برای مصاحبه با ادینگتون به آزمایشگاه او فرستادند. خبرنگار به ادینگتون چنین گفت:« خوب، پروفسور، من برای این به دیدار شما آمده ام که از شما بخواهم برای خوانندگان روزنامه ما توضیح بدهید که اهمیت نظریه اینشتین در چیست. من فکر می کنم شما یکی از سه نفری هستید که واقعاً این نظریه را فهمیده اند». پروفسور مدتی طولانی مکث کرد، به طوری که خبرنگار نگران شد و پرسید:« جناب پروفسور، آیا مشکلی پیش آمده است؟» پروفسور ادینگتون پاسخ داد:« نه، مسئله مهمی نیست؛ داشتم فکر می کردم که نفر سوم کیست!». به تدریج عده بیشتری نظریه اینشتین را درک کردند و با استفاده از آن کشفیات حیرت آوری درباره قوانین حاکم بر عالم به عمل آوردند. اخترشناسان پدیده های عجیبی به نام «سیاهچاله» و «کوتوله سفید» را کشف کردند. آنها جسارت یافتند تا پرسشهای بنیادی در مورد ازلی بودن عالم، یا وجود چیزی در ورای مرزهای فضا مطرح کنند. کشفیات اینشتین در مورد قوانین طبیعت بر بسیاری از شاخه های علم اثر گذاشت. نظریه های او در فیزیک، در پیدایش سلاحهای هسته ای، پزشکی هسته ای و تولید برق با احداث نیروگاههای هسته ای نقش داشت.
حتی زمانی که اینشتین پیر شد، حضور او هیجان ایجاد می کرد. یکی از همکارانش به یاد می آورد که چگونه شخصی که با اتومبیل از خیابانی در حوالی خانه اینشتین در پرینستون، نیوجرسی، عبور می کرد با دیدن «پیرمرد» چنان هیجان زده شد که کنترل اتومبیلش را از دست داد و با درختی برخورد کرد. اینشتین فقط داشت برای خوردن ناهار به خانه می رفت!
منبع: مک دانلد، فیونا، (1390) آلبرت اینشتین: بنیانگذار نظریه نسبیت، محمدرضا افضلی، تهران، انتشارات فاطمی، چاپ سوم.