نسبیت: په فزیک کې د ځای او وخت مفهوم پوهیدل
نسبیت په عصري فزیک کې یو له خورا بنسټیزو مفاهیمو څخه دی، چې زموږ د کایناتو د پوهیدو لاره بدلوي. د شلمې پیړۍ په لومړیو کې د البرټ انشټاین لخوا معرفي شوی، د نسبیت تیوري په دوو اصلي برخو ویشل شوې ده: ځانګړې نسبیت او عمومي نسبیت. دواړه د فضا، وخت او جاذبې ژوره پوهه وړاندې کوي.
۱. د نسبیت لنډ تاریخ
د ۱۹مې پیړۍ په وروستیو کې، کلاسیک فزیک، چې د اسحاق نیوټن لخوا ترتیب شوی و، د فزیک د ډیری اړخونو لپاره یو قوي بنسټ چمتو کړی و. په هرصورت، ځینې پیښې د نیوټن تیوري لخوا نشي تشریح کیدی. یو له لویو ننګونو څخه د نیوټن میخانیک او الکترومقناطیسم ترمنځ ناانډولي وه، چې د جیمز کلرک میکسویل لخوا ترتیب شوی و. د میکسویل لخوا د رڼا د سرعت وړاندیز شوی ثبات د نیوټن میخانیک په چوکاټ کې نشي تشریح کیدی، کوم چې مطلق وخت او ځای فرض کړی و.
په ۱۹۰۵ کال کې، البرټ انشټاین د نسبیت ځانګړې تیوري معرفي کولو لپاره یوه مقاله خپره کړه. دې تیوري د فضا او وخت مفکورې په یوه واحد وجود کې سره یوځای کړې چې د فضا-وخت په نوم یادیږي او وښودله چې د رڼا سرعت په ټولو داخلي حوالې چوکاټونو کې ثابت دی. لس کاله وروسته، په ۱۹۱۵ کال کې، انشټاین د نسبیت خپله عمومي تیوري معرفي کړه، چې د جاذبې په شمول د ځانګړي نسبیت مفکورې یې وغځولې، د جاذبې نیوټن مفکورې د ډله ایز او انرژۍ له لارې د فضا-وخت په منحني کې د بدلونونو مفکورې سره ځای په ځای کړه.
۲. ځانګړی نسبیت
پرنسپ داسار
د نسبیت ځانګړې تیوري په دوو اصلي فرضیو ولاړه ده:
۱. د فزیک قوانین په ټولو داخلي حوالې چوکاټونو کې یو شان دي.
۲. په خلا کې د رڼا سرعت ثابت دی او د څارونکي یا د رڼا سرچینې له حرکت څخه خپلواک دی.
د ځانګړي نسبیت پایلې
له دې دوو اصولو څخه، ځینې حیرانونکې پایلې راڅرګندېږي چې د ورځني وجدان سره په ټکر کې دي:
– د وخت تحول: د هغو شیانو لپاره چې د څارونکي په پرتله حرکت کوي وخت ډیر ورو حرکت کوي. دا پدیده په مختلفو تجربو کې ښودل شوې ده، لکه د رڼا سرعت ته نږدې د فرعي اټومي ذراتو حرکت مشاهده او په الوتکو کې د اټومي ساعتونو کارول.
– اوږدوالی انقباض: یو شی چې د څارونکي په پرتله حرکت کوي لنډ ښکاري. دا پدیده د شی د حرکت لوري سره موازي واقع کیږي.
- د کتلې نسبیت: کتله د سرعت سره زیاتیږي. لکه څنګه چې یو شی د رڼا سرعت ته نږدې کیږي، د هغې کتله لامحدودیت ته نږدې کیږي، پدې معنی چې دا به لامحدود انرژي ته اړتیا ولري ترڅو دا نور هم ګړندی کړي.
یو له خورا مشهورو فورمولونو څخه چې د ځانګړي نسبیت څخه اخیستل شوي دي د E=mc² معادله ده، کوم چې د وزن (m) او انرژۍ (E) ترمنځ مساوات د رڼا ثابت (c) سرعت سره د ضرب په توګه ښیي.
د ټکنالوژۍ اغیزې
ځانګړی نسبیت نه یوازې د تیوري لپاره بلکې د عصري ټیکنالوژۍ لپاره هم اغیزې لري. یو مثال یې د نړیوال موقعیت سیسټم (GPS) دی، کوم چې د دقیق موقعیت چمتو کولو لپاره خپلو سیګنالونو ته نسبي سمونونو ته اړتیا لري.
۳. عمومي نسبیت
پرنسپ داسار
عمومي نسبیت د ځانګړي نسبیت مفکورې پراخوي ترڅو جاذبه د فضا-وخت د هندسې په توګه شامله کړي. د هغې اساسي اصول دا دي:
۱. جاذبه قوه د نیوټن په څیر قوه نه ده، بلکې د فضا-وخت انحنا یا انحنا ده چې د ډله ایز او انرژۍ له امله رامینځته کیږي.
۲. کتله او انرژي د فضا-وخت میټریک بدلوي، کوم چې په هغه فضا-وخت کې د شیانو لخوا تعقیب شوي لنډې لارې اغیزه کوي.
د فضا-وخت هندسه
په عمومي نسبیت کې، لوی شیان لکه ستوري او سیارې د خپل شاوخوا فضا-وخت منحني کوي. په دې منحني فضا-وخت کې جیوډیزیک، یا لنډې لارې، هغه پدیده رامینځته کوي چې موږ یې د جاذبې په نوم پیژنو. دا مفهوم د فضا-وخت د ربړ شیټ په توګه تصور کولو سره تصور کیدی شي چې هغه وخت کږیږي کله چې یو دروند بال پرې کیښودل شي.
مهمه پدیده
د نسبیت عمومي تیوري مختلفې پیښې تشریح کوي چې د نیوټن میخانیکونو لخوا نشي تشریح کیدی، لکه:
– د جاذبې عدسیې: د لرې ستورو یا کهکشانونو څخه رڼا د لویو شیانو، لکه کهکشانونو یا تورو سوریو، د جاذبې قوې له امله کږه کیدی شي، چې لوی شوي یا تحریف شوي انځورونه تولیدوي.
- د جاذبې قوې سره بدلون: د یوې لویې شی څخه د راوتلو رڼا فریکونسي د قوي جاذبې قوې د نفوذ له امله کمیږي (سور کیږي).
– د جاذبې څپې: د فضا-وخت په منحني کې بدلونونه چې د ډله ییز چټک حرکت له امله رامینځته کیږي، لکه د دوو تورو سوریو سره یوځای کیدل. دا څپې لومړی ځل په مستقیم ډول په 2015 کې د LIGO تجربو لخوا کشف شوې.
د عمومي نسبیت ازموینه
د عمومي نسبیت د لومړنیو تجربوي ازموینو څخه یوه د سر ارتور اډینګټن لخوا د عطارد د پرایهیلیون بدلون او د ۱۹۱۹ کال د لمر خسوف مشاهده وه. دې لمر خسوف د لمر ته نږدې د ستورو څخه د رڼا د انحراف مشاهدې ته اجازه ورکړه، د عمومي نسبیت د وړاندوینو سره سم.
۴. کاسمولوژیکي شرایط
عمومي نسبیت د عصري کاسمولوژي بنسټ هم دی، چې د کایناتو د اصل، تکامل او جوړښت علمي مطالعه ده. د پراخیدونکي کایناتو ماډلونه، په شمول د لوی چاودنې ماډل، د انشټاین د ساحې معادلو پر بنسټ دي چې د عمومي نسبیت څخه اخیستل شوي دي.
د کایناتو پراخوالی
د هبل قانون، چې ښيي کهکشانونه له یو بل څخه لرې کېږي، د کایناتو د پراختیا لپاره یو له قوي شواهدو څخه دی. دا یوازې د عمومي نسبیت په چوکاټ کې تشریح کیدی شي.
تیاره ماده او تیاره انرژي
عمومي نسبیت هم د ناڅرګندو موجوداتو شتون وړاندوینه کوي چې موږ یې تیاره ماده او تیاره انرژي بولو. تیاره ماده، چې فکر کیږي په پراخه کچه شتون لري، رڼا نه خپروي یا منعکس نه کوي، مګر د هغې شتون د لید وړ موادو باندې د هغې د جاذبې اغیزو څخه اټکل کیدی شي. له بلې خوا، تیاره انرژي د کایناتو د چټک پراختیا لامل ګڼل کیږي.
۵. د نسبیت څیړنې راتلونکې
تر نن ورځې پورې، عمومي او ځانګړي نسبیت لاهم د تیوریکي او تجربوي فزیک د ستنو په توګه کار کوي. په هرصورت، د څیړنې ډیری راڅرګندیدونکي ساحې شتون لري:
د کوانټم ساحې تیوري او د کوانټم جاذبې
د فزیک په برخه کې دوه تر ټولو بریالي تیوري، د عمومي نسبیت او کوانټم میخانیک سره یوځای کول، یوه لویه ننګونه ده. د کوانټم جاذبې تیوري، لکه د تار تیوري او لوپ کوانټم جاذبې تیوري، د پراختیا هڅې، د دې تشې د ډکولو لپاره دي.
افراطي پدیده
د تورو سوریو شاوخوا د هالو مطالعه، د هاوکینګ وړانګې، او د تورو سوریو په مرکز کې انفراديت د څیړنې فعالې برخې دي چې د ساینس پوهانو ترمنځ په پراخه کچه بحث کیږي.
پایله
نسبیت، دواړه ځانګړي او عمومي، د فضا، وخت او جاذبې په اړه زموږ نظر په بنسټیز ډول بدل کړی دی. د دې تیوریو پوهیدل نه یوازې زموږ ساینسي افقونه بډایه کړي دي بلکه د عصري ټیکنالوژیو په پراخه لړۍ کې عملي ګټې هم چمتو کړي دي. پدې برخه کې دوامداره څیړنه او د جاذبې د کوانټم میخانیک سره د یوځای کولو هڅې په راتلونکي کې د نورو نویو بصیرتونو ژمنه کوي. په لنډه توګه، نسبیت موږ سره مرسته کوي چې کاینات په ډیر جامع او ژور ډول پوه شو.
