درباره نسبیت فضا

قبل شروع: در متن قبل، بین دو چیز خلط شد. در حقیقت در ضمن صحبت با کاربر alishimist متوجه شدم بین دو مفهوم سرعت و تندی خلط کردم. وقتی داشتم این متن رو آماده می‌کردم، متوجه این مسأله شدم. حقیقتش رو بگم، از اول هم قصد نداشتم بکشم زیر نسبیت خاص. همون زمان هم متوجه بودم که باید بین دو نوع سرعت تمایز قائل بشم. اما حواسم نبود قبلا بین این دو نوع سرعت تمایز قائل شدند. در این متن، به جای تندی از این عنوان «سرعت نور برای خودش» استفاده کردم و به جای سرعت نوشتم «سرعت نور برای ما». منظورم از ما، شخص ناظره. در مورد تندی و سرعت هم می‌تونید به این منبع رجوع کنید. از کاربر علی تشکر میکنم که من رو متوجه اشتباهم کرد.باید بگم نسبی بودن فضا وجوه مختلفی داره. به طور مشخص، نسبی بودن فضا رو میشه به سه معنی درک کرد. قبلا در این متن در مورد معنی اول نسبی بودن فضا صحبت کردم. دو معنی از نسبیت فضا رو در این متن باز میکنم و در مورد معنای سوم (که اصلا دلیل هر حرکت شتاب‌داریه) در متن بعد حرف میزنم. اولیکیش اینه که فضا در نبود هر نوع جرم یا جسمی، دفع خودشه. یعنی اگه جرمی نباشه، نیروی دفع در فضا غالبه. اما وقتی یه جسم در فضا قرار می‌گیره، در فضای اطراف خودش نیروی جذب رو غالب میکنه. چون جسم یا جرم جذب خودشه و می‌خواد درون خودش فرو بره و چیزهای اطراف خودش هم به سمت خودش می‌کشه. وقتی یه جرم در فضا قرار می‌گیره، بسته به مقدار جرم خودش فضای اطراف خودش رو تحت تاثیر قرار میده و به سمت خودش میکشه. شکلش میشه چنین چیزی. اینکه هر جرمی تا چه اندازه فضای اطراف خودش رو تحت تاثیر قرار میده، چیزیه که الان نمی‌دونم. اما شعاعی که تحت تاثیر قرار می‌گیره، یه رابطه مستقیمی با مقدار جرم داره. هر چقدر یه چیز جرم بیشتری داشته باشه، فضای بیشتری رو تحت تاثیر قرار میده. اما بی‌نهایت نیست. نیروی جاذبه هم در یه جا تموم میشه. چون فضا در ذات خودش، یه نیروی دفعه و طبیعتا از یه جا به بعد، نیروی دفع خود فضا بر نیروی جذب ناشی از جرم غلبه میکنه.دوماگه متن قبل (آیا سرعت نور در خلاء ثابت است؟) رو خونده باشید، گفتم که سرعت نور ثابت نیست. اما حقیقت اینه که نمیشه گفت نسبیت خاص از اساس غلطه. ما از نسبیت خاص در GPS استفاده میکنیم. پس غلط نیست. تنها نتیجه‌ای که میشه گرفت اینه که سرعت نور هم ثابته و هم متغیر. شاید بهتر باشه اینجوری بگم: حرکت امواج الکترومغناطیس یا نور رو میشه به دو نحو در نظر گرفت. از یه طرف شاهد این هستیم که وقتی منبع موج یا نور متحرک باشه، فوتون یا بسته جرم-انرژی مسیر بیشتری رو با سرعت بیشتری طی میکنه. اما از طرف دیگه، می‌بینیم فارغ از اینکه منبع ساطع‌کننده نور یا موج ساکن یا متحرک باشه، فوتون یه مسیر یکسان رو در طول زمان یکسان طی می‌کنه (در مثال قبلی فوتون ما در هر دو حالت فاصله 300 هزار کیلومتری رو در یک ثانیه پیمود).آیا این‌که بگیم سرعت نور هم ثابته و هم متغیر یه تناقضه؟معتقدم نه. اتفاقا این اثبات میکنه که فضا نسبیه. نسبی بودن فضا در اینجا یعنی برای موجودات مختلف بسته به جرم و اندازه‌ و حرکت‌شون، ساختار فضا دگرگون خواهد شد. برای اینکه دقیق معنای این قضیه رو متوجه بشید، اول میرم سراغ بخش اول منطق هگل (یعنی مبحث وجود) و بعد از مکانیک کوانتوم شاهد میارم و در انتها در مورد این قضیه بیشتر توضیح میدم.مبحث وجود تقسیم میشه به سه مبحث کیف و کم و میزان (یا مقیاس یا معیار یا میلاک).یعنی چی؟قبلا در مورد این مساله توضیح دادم که هگل چطور موجودیت وجود رو از خود وجود استنتاج می‌کنه. وقتی به موجودیت می‌رسیم، دیگه با خود وجود سروکار نداریم، بلکه سروکار ما با یه موجود انضمامیه. هگل از اینجا به بعد در مورد چیستی موجودبودن صحبت میکنه. اولین چیزی که در مورد این موجود میشه گفت، اینه که از یه کیفیت برخورداره. نه فقط مثال مطلق، بلکه هر موجودی در این عالم مادی از یه کیفیت برخورداره و این کیفیت ذات اون چیز رو تشکیل میده، به طوری که اگه اون موجود از اون کیفیت خالی بشه، دیگه خودش نیست و تبدیل به غیر خودش میشه. برای مثال، کیفیت یا چگونگی انسان بودن، تعقل و تفکر و البته، آزادیه. انسان اگه از عقل خودش بهره نبره و آزاد نباشه، یعنی اگه این گونه زندگی نکنه، دیگه انسانِ متمایز از حیوان نیست.کمیت مقوله بعدیه. هر موجودی از یه کمیت هم برخوداره. هگل میگه در نظر اول این طور به نظر میرسه که چیستی یه موجود به کمیت‌اش وابسته نیست. یه انسان با قد 2 متر و یه انسان با قد 1و 50، هر دو به یه اندازه انسان‌اند. اما این فقط ظاهر کاره. کیفیت یا چیستی یا چگونگی موجود با تغییر کمیت عوض میشه. برای مثال، یه سنگ رو در نظر بگیرید؛ این سنگ اگه خیلی کوچک باشه، میشه شن. اما اگه خیلی بزرگ باشه، بهش میگیم صخره. جوامع بشری یه مثال دیگه است. کیفیت زیست جوامع بشری بسته به تعداد اعضاش فرق خواهد کرد. نهادها و ساختارهای موجود در یه قبیله 20 نفره تفاوت عظیمی با یه جامعه 80 میلیونی داره. پس، کمیت در کیفیت اثر میذاره. از اینجا است که هگل وارد مقوله میزان میشه. برای هر موجودی، یه میزان یا معیار یا مقیاسی وجود داره. اگه از اون حد گذر کنه، تبدیل میشه به غیر خودش.این مباحث منطق توسط فیزیک جدید اثبات میشه. ما شاهد این هستیم که در قوانین حاکم بر رفتار ذرات در مکانیک کوانتوم با قوانین حاکم بر رفتار اجسام معمولی فرق داره. این یعنی، یه ذره یا جسم بسته به جرم و اندازه‌اش (کمیت) چگونگی یا کیفیت رفتارش دگرگون خواهد شد. یه الکترون میتونه هم رفتار موجی از خودش نشون بده و هم رفتار ذره‌ای. فوتون هم موج-ذره است. اما در سطح اجسام معمولی (سطح دنیای خودمون) شاهد این هستیم که اجسام رفتار موجی ندارند؛ ما نمی‌بینیم که یه جسم در اندازه ما در ضمن حرکت مثل یه موج پخش بشه (چیزی که در الکترون‌ها اما می‌بینیم). ما برای تعیین مکان یه الکترون باید از توابع احتمالی استفاده کنیم، اما اگه نیروهای وارد بر یه جسم معمولی رو داشته باشیم، می‌تونیم به طور دقیق پیش‌بینی کنیم در هر لحظه از آینده کجا خواهد بود.حالا برگردیم به بحث نسبی بودن فضا:به مثال متن قبل برگردیم. در حالت اول (یعنی زمانی که منبع صادرکننده نور ساکن بود) یه فوتون یا یه بسته از جرم-انرژی داشتیم که یه فاصله 300 هزار کیلومتری رو به صورت موجی طی کرد. چون حرکت فوتون یه موج بود، پس در حقیقت مسافتی که فوتون طی کرده بود، بیشتر از 300 هزار کیلومتر بود. فرض کنیم مثلا فوتون در حالت اول، در حقیقت 400 هزار کیلومتر طی کرده. اما در حالت دوم (یعنی زمانی که منبع نور خودش حرکت میکنه) موج مسافت بیشتری رو طی می‌کنه، برای مثال فرض کنیم 500 هزار کیلومتر میره.نکته اینه:وقتی منبع نور ساکن بود، فوتون برای مثال باید 400 هزار کیلومتر طی می‌کرد. اما وقتی منبع متحرک شد، بر مسیری که فوتون باید در درون فضا طی می‌کرد، اضافه شد. میشه گفت حرکت منبع نور، باعث میشه ساختار هندسی فضا برای ذره در حال حرکت تغییر کنه (مسیر حرکت هر ذره‌ای توسط ساختار هندسی فضا تعیین میشه).این تغییر دوگانه است: از یه طرف، فوتون مجبور میشه مسافت بیشتری رو طی کنه. پس مسافت فضایی برای فوتون انبساط پیدا می‌کنه.اما از طرف دیگه، حرکت منبع نور قادر نیست ساختار فضا رو برای ما تغییر بده و در نتیجه فاصله 300 هزار کیلومتری برای ما ثابت باقی می‌مونه و چون این 300 هزار کیلومتر ثابت می‌مونه، میشه گفت حرکت منبع نور در عین حال، فضا رو برای فوتون منقبض می‌کنه. چون حرکت منبع باعث میشه برای فوتون، فضای بیشتری در درون اون 300 هزار کیلومتر جای بگیره. اگه قبلا برای مثال، 400 هزار کیلومتر در درون اون مسافت 300 هزار کیلومتری وجود داشت، با حرکت منبع، 500 هزار کیلومتر در همون مسافت جای خواهد گرفت.حالا میشه اینجوری نتیجه گرفت: سرعت نور برای خودش بسته به حرکت منبع دگرگون خواهد شد، اما سرعت نور برای ما ثابت باقی می‌مونه.سرعت نور برای خودش متغیره و برای ما ثابت، به این دلیل که ساختار فضا با توجه به جرم و اندازه و حرکت یه ذره عوض میشه. از یه طرف، ساختار فضا برای ما و ذره فوتون فرق داره و از طرف دیگه، بسته به اینکه منبع صادرکننده فوتون متحرک باشه یا ثابت، ساختار فضا برای خود فوتون هم فرق خواهد داشت.پ.ن: واضحه چی میگم؟