حالا می‌فهمم اینشتین چه می‌گفت!

نشریه دانش و مردم سال ششم، شماره 10 (60)، تهران اسفند 1384

احساس می‌کنم که ناگهان پرده‌ای از پیش چشمانم کنار رفته و دیگر مشکلی در درک نظریه نسبیت اینشتین ندارم! دست‌کم آن بخش از نظریه او را که مربوط به نسبیت زمان است و می‌گوید که ساعت‌های در حال حرکت از ساعت‌های ساکن عقب می‌مانند، حالا خوب می‌فهمم. خیلی ساده است!

دبیر فیزیک‌مان هرگز نتوانست این موضوع را به من بفهماند. بعد از دبیرستان هم کتاب‌هایی با نام‌های شبیه "نسبیت به‌زبان ساده" و "نسبیت چیست" و "نسبیت برای همگان" و از این دست فراوان خوانده‌ام. اما در همه این کتاب‌ها اغلب برادری برادر همزاد خود را به یک سفر فضایی ترسناک می‌فرستد و هنگامی‌که برادر فضانورد به زمین باز می‌گردد ناگهان از همزاد خود جوان‌تر شده‌است. من که سر در نمی‌آوردم چه‌گونه چنین چیزی ممکن است.  

در برخی کتاب‌های دیگر واگن‌های قطاری با پرده‌های بسته و چراغ‌های چشمک‌زن عجیب از ایستگاهی راه‌می‌افتند تا شاید بتوانند نظریه اینشتین را برای ما توضیح دهند. ولی مرا نتوانستند قانع کنند.

تا این‌که کتاب "کیهان خوش‌قواره" نوشته برایان گرین Brian Green را باز کردم[1]. بعد از خواندن 64 صفحه حالا می‌فهمم چرا ساعتی که در قطاری به‌سرعت از کنار من می‌گذرد، کندتر از ساعت مچی من کار می‌کند. گرین ساعتی می‌سازد متشکل از دو آینه روبه‌روی هم با فاصله تقریبی 30 سانتی‌متر از هم. میان این دو آینه یک "ذره نور" یا همان فوتون در رفت‌وآمد است. بعد از ده میلیارد برخورد فوتون به آینه‌ها، ساعت او یک ثانیه پیش می‌رود و در این مدت فوتون روی‌هم سه میلیون کیلومتر میان آینه‌ها راه پیموده‌است. این ساعت اگر ساکن باشد فوتون با زاویه قائم با آینه‌ها برخورد می‌کند و بالا و پایین می‌رود. اکنون بگذارید ساعت مشابهی با سرعت بسیار زیادی از چپ به راست حرکت کند. از دیدگاه کسی که ساکن ایستاده‌است حرکت فوتون در این ساعت متحرک دیگر در خط قائم به بالا و پائین نیست و در خطی مایل میان آینه‌هاست، زیرا که فوتون همزمان با حرکت به بالا و پایین، باید از چپ به راست نیز حرکت کند.

هنگامی که فوتون ساعت ساکن من یک میلیار بار با آینه‌ها برخورد کرده و ساعتم یک ثانیه پیش رفته، فوتون ساعت متحرک هنوز فرصت نکرده است که به همین تعداد با آینه‌ها برخورد کند، زیرا مسیر آن اندکی طولانی‌تر است، زیرا این مسیر"کجکی"ست: علاوه بر حرکت به بالا و پایین باید از چپ به راست نیز حرکت کند، هرچند که سرعت حرکت آن مساوی با سرعت حرکت فوتون ساعت ساکن است، چرا که سرعت نور همواره ثابت است. بنابراین، هنگامی‌که ساعت من یک ثانیه پیش رفته، ساعت متحرک هنوز یک ثانیه را نشان نمی‌دهد، پس یعنی کندتر کار می‌کند.

به همین سادگی بود! چرا از اول همین را توی دبیرستان نگفتند؟

از هفته‌نامه "نی تکنیک" Ny Teknik سوئد.

برگردان: شیوا فرهمند

 

Back


1- Brian Greene: The Elegant Universe: Superstrings, Hidden Dimensions, and the Quest for the Ultimate Theory, W.W. Norton & Company, ltd. 1999.