[ویدئو] دانشمند در شگفت آلبرت انیشتین پرتره آلبرت اینشتین را کشف کنید ، دانشمند درخشانی که در مارس 1879 در آلمان متولد شد و در 1955 در ایالات متحده درگذشت. نظریه اساسی نسبیت او تصور انسان از زمان ، فضا و جهان را برهم زد. ما در اینجا نوری آینده بر زندگی ، اکتشافات و نبوغ او ارائه می دهیم …
اولیویه مینازولی یک اخترفیزیکدان نسبی ، عضو آزمایشگاه آرتمیس رصدخانه ساحل آزور است که در تشخیص امواج گرانشی بسیار نقش دارد. او اخیراً نظریه جدیدی درباره گرانش ، با نام نسبیت درهم تنیده ، ارائه داد که در پی راهی بود که آلبرت انیشتین با اصل ماخ نامیده بود. فوتورا ، که قبلاً چندین مصاحبه با محقق به مناسبت اکتشافات انجام شده با امواج گرانشی انجام داده است ، بنابراین تصمیم گرفته است که این نظریه را در دو بخش ارائه دهد ، که قسمت اول به عنوان یک پیش جلدی شناخته می شود.
اغلب توضیح داده می شود که انیشتین از اصل خود ماخ برای کشف نظریه نسبیت عام و ایجاد اولین مدل کیهان شناسی نسبیتی در 1917 الهام گرفته است. ، اینشتین در معادلات نظریه نسبی گرایی خود در مورد ثقل ، یک ثابت ، ثابت کیهان شناسی مشهور ، معرفی کرد. در مورد دلایل دقیقی که انیشتین را وادار کرد این ثابت را وارد کند ، می توان گفت ، منشاء آن را می توان به طرق مختلف تفسیر کرد ، اما به ویژه برای تأیید اصل ماخ ، همانطور که بعداً به د نوشت: نشسته
اما اصل ماخ در واقع درباره چیست؟ معمولاً ، به شرح زیر معرفی می شود ، همانطور که از قسمتهای دو مقدمه معروف به کیهان شناسی نسبیتی اصول کیهان شناسی و گرانش توسط مایکل بری و مقدمه بر کیهان شناسی توسط جیانت نارلیکار مشاهده می شود.
حدود چهار قرن پیش ، با توجه به این واقعیت که آزمایشات روی زمین به نظر نمی رسید حرکت دوار زمین را به دور خورشید نشان دهد و همچنین می تواند به تفسیر حرکتهای ظاهری سیارات در چارچوب مرجع مرتبط با خورشید کمک کند. زمین تحت مدل هلیوسنتریک کوپرنیک ، گالیله تصور کرد که قوانین مکانیک برای همه ناظران متحرک یکسان است که می توان آنها را به صورت تقریبی به صورت راست و یکنواخت در نظر گرفت. بنابراین سرعتها نسبت به یک ناظر معین بود و می توان به سادگی اصل اینرسی ، اساس مکانیک را فرموله کرد.
اینجا داستان اصل نسبیت است! این همان گونه است که گالیل پایه های خود را در اوایل قرن هفدهم پیش از آنکه نیوتن چند دهه بعد ، یکی از سه اصل اساسی مکانیک کلاسیک را مطرح کند ، مطرح می کند و تصور می کند که قوانین فیزیکی یکسانی برای جسمی اعمال می شود ، خواه در فضا حرکت کند یا نه. پس از یک لحظه شک کوتاه در نیمه دوم قرن نوزدهم ، سرانجام آلبرت انیشتین بود که در ابتدای قرن بعد ، با نظریه نسبیت ، اشراف خود را به …
اما ، همانطور که نیوتن نشان داد ، اگر سرعت مطابق اصل تغییر ناپذیری گالیله در قوانین مکانیک نسبی به نظر برسد ، شتاب در واقع مطلق به نظر می رسید و آزمایشات مکانیکی این امکان را به ما می دهد تا نشان دهیم که ما در یک چارچوب مرجع شتابزده هستیم ، یا نه ، و بنابراین می توان حرکت زمین را حتی زیر آسمانی ابری که حرکات ستارگان و خورشید را نشان نمی دهد ، کشف کرد ، که فوکو با آزمایش معروف خود با یک پاندول نشان خواهد داد. نیوتن همچنین توضیح داد که هنگامی که یک سطل آب در حال چرخش بود ، نیروی گریز از مرکز که سطح آن را تغییر شکل می داد و شکل پارابولویید به آن می داد ، به طور واضح ویژگی مطلق شتاب را نشان می داد ، شتابی که وجود یک نقطه مرجع مطلق را نشان می داد. می تواند به همان اندازه به نیروی شتاب گریز از مرکز ، یعنی خود فضا ، ارزش مطلق بدهد.
نه ریاضیدان و فیلسوف آلمانی گوتفرید لایب نیتس و نه نیوتن بعدها در نیمه دوم قرن نوزدهم ارنست ماخ فیزیکدان و فیلسوف اتریشی قانع نشدند. آنها ایده یک فضای خالی مطلق را بی معنا یافتند ، زیرا چگونه می توان بر خلاف آنچه که یک جسم مادی ، به عنوان مثال سطح زمین ، فراهم می کند ، حرکتی را به آن نسبت داد.
ماخ راه حلی ارائه کرد که معادلات مکانیک را برای همه چهارچوبهای مرجع ، شتابدهنده یا غیرمستقیم ، تغییر دهد و بنابراین شتاب را به اندازه سرعت نسبی کند. اگر تجربیات سطل آب نیوتن را در نظر بگیریم ، آنچه باید از نظر ماخ در نظر گرفته شود این است که ابتدا آب در ارتباط با ستارگان در فواصل طولانی در کیهان در حرکت است. آب در صورت حرکت قسمتی از ماده که از برخی از ستارگان خود دور می شود تا به دیگران نزدیک شود. به عنوان مثال ، مجموعه نیروهایی که از پوسته کروی ستاره ای که در همه جهات جذب می شوند اعمال می شود ، نیروی اینرسی این بخش از ماده و ماندگاری آن را در یک حرکت مستقیم و یکنواخت در غیاب منبع نزدیک و شدیدتر ایجاد می کند. نیروی ، به عنوان مثال زمین. می توان توضیحی در مورد اینرسی بدن ، ذرات ماده تشکیل دهنده آن ، یعنی تمایل آن برای ادامه در حالت استراحت یا حرکت یکنواخت راست در غیاب نیروها (جدا از مجموع نیروهای گرانشی اعمال شده توسط ستارگان و سایر توزیعات ماده در سراسر کیهان قابل مشاهده).
به گفته ماخ ، اگر همه ستارگان و به طور کلی همه اجسام مادی را به استثنای سطل دوار نیوتن برداریم ، نیروهای اینرسی و در نتیجه به طور عمده نیروی گریز از مرکز و حتی جرم آب از بین می روند. بنابراین غیرممکن است که بتوان چرخش سطل را بر روی خود نه تنها با یک آزمایش مکانیکی نشان داد ، بلکه به این دلیل که ما هیچ ابزاری برای مشاهده حرکتی نخواهیم داشت ، برای مثال اگر ستون نیوتن را جایگزین سطل آسمانی کنیم. با زمین منزوی و منحصر به فرد در فضا با ما در سطح آن. راه دیگر ارائه ایده ارائه شده توسط ماخ این است که اصولاً هیچ آزمایشی به ما اجازه نمی دهد بگوییم آیا زمین در رابطه با پوسته ای از ستاره ها یا کهکشان هایی که کاملاً ثابت هستند می چرخد یا این که زمین ثابت است و پوسته ماده ای که به دور آن می چرخد زیرا در هر دو حالت نیروهای موجود از تمام ماده کائنات با توجه به آنچه نیروهای اینرسی در رابطه با ماده دارای جرم نامیده می شوند ، ناشی می شوند.
اینجا داستان اصل اینرسی است! برای اولین بار توسط گالیله در قرن هفدهم تدوین شد و یکی از سه اصل اساسی مکانیک نیوتنی است. سه قرن بعد ، او در خاستگاه انقلاب مفهومی ارائه شده توسط آلبرت اینشتین است که ثابت می کند گرانش یک نیرو نیست بلکه تجلی انحنای فضا-زمان است. © تحقیقات CEA
انیشتین تصور می کرد که از طریق نظریه نسبیت عام ، شکل مشخصی از ایده های ماخ را به دست آورده است ، که محاسبات خاصی در واقع نشان می داد که اینرسی بین اجسام بستگی به فعل و انفعالات گرانشی آنها به معنای نسبیت عام دارد. او حتی تا آنجا پیش رفت که اظهار داشت وجود فضا-زمان خود به قدری با ماده ارتباط دارد که حذف محتوای مادی جهان منجر به ناپدید شدن فضا-زمان می شود. اما در این مورد ، وی مجبور شد نظر خود را در زمانی که ویلم دو سیتر ، ستاره شناس هلندی به او نشان داد نظریه نسبیت عام در واقع حاوی راه حل های کیهان شناسی جهان … بدون ماده است ، تجدید نظر کند.
با این حال ، تا پایان عمر ، اینشتین روی نظریه های واحد و غیر دوگانه ای کار می کرد که نظریه نسبیت گرایی خود را در مورد جاذبه تعمیم می داد. این تنها یک سوال از اثبات این است که نمی میدان الکترومغناطیسی نیز جلوه ای از یک هندسه خاصی از فضا-زمان بود اما این که ذرات ماده خود تا به حال به غلظت انرژی و در نتیجه از جرم با توجه به آن معادله E = MC 2 ، از یک میدان واحد شامل گرانش و الکترومغناطیس .
پس از مرگ او در سال 1955 ، تحقیقات در مورد اصل و نظریه های واحد فیزیک ماخ ادامه یافت و آنها از دهه 1960 منجر به ارائه نظریه های به اصطلاح تنساقی مانند نظریه کارل برنز و روبرت دیک شدند ، به نام نظریه برانس دیک و همچنین می تواند ظهور کند. از نظریه های کالوزا کلاین ، همانطور که پاسکال جردن ، یکی از بنیانگذاران مکانیک کوانتومی و پیشگام نظریه های KK نشان داد.
در مورد نظریه برانس دیک با الهام از اصل ماخ و ایده های سرپرست پایان نامه استفان هاوکینگ دنیس اسیاما (به کتابهای بری و نارلیکار که قبلاً ذکر شد مراجعه کنید) ، ثقل ثقل نیوتن به محتوای جهان بستگی دارد و می تواند در مکان و زمان متفاوت باشد. همانطور که میدانهای پله ای ، ساده ترین نمونه های آنها را می توان دما یا فشار روی زمین دانست.
همانطور که نظریه گرانش هندسه فضا-زمان را با میدانی که در اینجا در هر نقطه از فضا-زمان اما به شکل تانسور تعریف شده است ، ثابت می کند ، ما به طور کلی از نظریه های گرانش صحبت می کنیم ، پسر عموی برانس دیک. به عنوان نظریه های تنسا-مقیاس ما می توانیم آنها را با مطالعه حرکت اجسام مادی ، مسیر تابش نور و به طور کلی انتشار امواج الکترومغناطیسی در فضا-زمان منحنی و همچنین امواج گرانشی ساطع شده از سیستم های دوتایی ستارگان فشرده (سیاهچاله ها یا تپ اخترها) آزمایش کنیم.
انستیتو هنری پوانکار در حال تولید یک مستند 32 دقیقه ای منحصر به فرد بر روی ریاضیدان استثنایی جوزف لوئیس لاگرانژ ، در تولید مشترک با CNRS Images و با همکاری موسسه لاگرانژ در پاریس. لاگرانژ زندگی جوزف-لوئیس لاگرانژ ، ریاضیدان زمان عصر روشنگری را دنبال می کند. لاگرانژ در ابتدا یک آکادمیسین محافظت شده در برابر قدرتمندان بود ، به تدریج به پروفسوری در آموزش انقلاب شهروندان جدید در فرانسه تبدیل شد. با بازگرداندن مراحل او ، فیلم ما را به تورین ، محل تولدش ، به برلین می برد ، جایی که کار خود را در زمینه مکانیک آسمانی به پایان رساند ، قبل از حرکت به پاریس. بنابراین فیلم دخالت دانشمندان در زندگی سیاسی آن زمان را زیر سال می برد. © موسسه هنری پوانکاره
همه نظریه های جایگزین نظریه گرانش اینشتین را می توان با استفاده از یک چارچوب بسیار کلی برای فیزیک که بیش از دو قرن پیش توسط ریاضیدان بزرگ لاگرانژ کشف شد و بر اساس آنچه اصل حداقل عمل نامیده می شود ، تدوین کرد. با استفاده از فیزیک مدرن ، می توان مواردی را که لاگرانژیان نامیده می شود در نظر گرفت (برای اطمینان از دوره های نظری فیزیک فیزیکدان بزرگ روسی لو لاندائو متقاعد شوید) و به این ترتیب یکی معادلات گرانش اینشتین و دیگری معادلات را توصیف می کند. از دیگر زمینه های فیزیک که ذرات ماده و سایر نیروها ( نوترینوها ، کوارکها ، فوتونها ، گلوئونها و غیره) را توصیف می کند ، از جمله میدان بوزون معروف بروت-انگلرت-هیگز .
اجازه دهید برای ساده سازی آن با R ، لاگرانژی نظریه اینشتین (R مربوط به تنسورهای انحنایی معروف ریمان است که خمیدگی هندسه فضای n بعدی را توضیح می دهد) و L m ، لاگرانژی بقیه فیزیکی به در مورد مدل استاندارد فیزیک به خوبی تثبیت شده ، کل لاگرانژی که دانش ما را در مورد ذرات کیهان قابل مشاهده خلاصه می کند را می توان به صورت زیر نوشت: R + L m .
جایگزین های معادلات انیشتین R را با یک تابع غیر خطی f (R) جایگزین می کنند که می تواند به R کاهش یابد در حالی که انحنای فضا زمان بسیار قوی نیست. بنابراین، F (R) می تواند به AR + BR 2 به عنوان مثال کاهش می یابد، با a و b که ثابت ها به شکل تابع f (R) است. نظریه های غیر خطی مشابهی که شامل اصطلاحات دیگری (تانسور ریچی ، تانسور ریمان ، تانسور متریک و غیره) از آنچه هندسه افتراقی فضاهای منحنی نامیده می شود ، وجود دارد. در آنجا نیز ، در شرایط نه چندان شدید ، می توانند نظریه اینشتین را با عبارات خاصی از f بازگردانند ، همانطور که این نظریه به فیزیک نیوتن با چگالی کم و سرعت کند در مقایسه با نور می پردازد.
پیشنهاد شده است که از آنها برای محاسبه ماهیت انرژی تاریک یا حتی ماده تاریک استفاده شود . این نظریه ها با مشاهدات در منظومه شمسی ، تپ اخترهای دوتایی و همچنین کهکشان هایی که به طور خاص اثرات عدسی های گرانشی را نشان می دهند ، محدود شده است.
علیرغم همه چیز ، بسیاری از امکانات باز است که باید از آنها برای ساخت جایگزینی برای معادلات نسبیت عام ، وحدت فیزیک و حل مهمترین مسائل کیهان شناسی و فیزیک بنیادی ، به عنوان مثال با وجود یا عدم وجود تکینگی های فضا-زمان استفاده کرد. در قلب سیاهچاله ها یا در مبدا بیگ بنگ .
در اینجا برخی از کلیدها را در اختیار داریم که برای مقاله دوم به نظریه نسبیت درهم تنیده نیاز داریم.
در نمایان ترین شکل خود ، بر انتشار و بازتاب نور حاکم است ، اما در مورد امواج رادار ، به اصطلاح پرتوهای خزنده ، حرکت اجسام جامد نیز کاربرد دارد … میوه چندین قرن رسمی شدن ، در اینجا اصل عمل کمتر © تحقیقات CEA
!
از ثبت نام شما سپاسگزاریم.
خوشحالم که شما را در بین خوانندگان ما می شمارم!
امواج گرانشی: شکار رشته های کیهانی با لیگو و باکره در حال انجام است
