08-03-2024

 

میدان برداری خمیده مربوط به میدان گرانشی منظومه شمسی

 

همان‌طور که می‌دانیم در معادلات فوق f نیروی جانب مرکز (گریزازمرکز، مرکزگرا) پرتابه یا سیاره، m جرم پرتابه یا سیاره، v سرعت خطی پرتابه یا سیاره روی مدار، r شعاع مدار یا فاصله پرتابه یا سیاره از مرکز میدان جاذبه (سیاره یا خورشید)، F نیروی جاذبه مابین مرکز جاذبه یا خورشید با پرتابه یا سیاره، G ثابت جهانی گرانش، M جرم مرکز گرانش (سیاره یا خورشید) است. اینک برای اینکه پرتابه یا سیاره به‌دور مرکز جاذبه چرخش دایمی داشته باشد، می‌بایست F=f شود که دراین‌رابطه فاصله r و سرعت v قابل‌محاسبه خواهد بود. لازم به توضیح است که نیوتن در آزمایشگاه خود با استفاده از یک وزنه و ریسمان به این نتیجه رسیده بود و به‌هرحال معادلات او معتبر هستند و در محاسبات عملاً جواب می‌دهند.

v=ωr

که ω همان سرعت زاویه‌ای ( رادیان بر ثانیه - 2pi/s ) است:

 

 

در ادامه مبحث برتری میدان برداری گرانش نیوتنی اینک میدان برداری خود را طرح می‌کنیم:

 

 

که یک سال مریخ ۱٫۸۸ برابر سال زمین و ۶۸۷ شبانه‌روز ماست.

 

 

اینک این میدان برداری را رسم می‌کنیم:

 

که بیانگر این واقعیت است که خود بردار نیرو و یا میدان برداری گرانش خمیده و انحنا پیدا می‌کند و نه چیز دیگری به نام فضا - زمان و نظریه انحنای فضا - زمان در نسبیت عام صرفاً یک مدل ریاضی برای توجیه پدیده‌های فیزیکی است. بزرگ‌ترین دست آورد نظریه بسیار پیچیده انحنای فضا - زمان دو چیز است:

۱- اندازه‌گیری مقدار انحراف پرتو نور در کنار اجرام سماوی .

۲- اندازه‌گیری مقدار حضیض عطارد که این دو اندازه‌گیری و محاسبه را به دو روش بسیار ساده توضیح و توجیه خواهیم کرد.

 

 

منطق نسبیت عام در مورد انحنای فضا - زمان چیست؟

ما سه نوع شتاب داریم:

۱- شتاب اینرسی (افزایش یا تغییرات سرعت روی مسیر راست)
۲- شتاب گرانشی (سقوط اجسام)
۳- شتاب مداری ناشی از تغییر جهت و انحراف مسیر در سرعت ثابت روی مدار یا منحنی (ژئودزیک)

یعنی شتاب نوع ۱ و۲ و ۳ هم ارز شده اند. یعنی شتاب گرانشی باعث خمیدگی فضا - زمان شده و سیارات و اقمار یا پرتو نور روی خط مستقیم و روی یک خمینه حرکت می‌کنند. سابق بر نسبیت عام تصور بر این بود که سیارات بر روی مسیر منحنی حرکت می‌کنند که نسبیت خلاف آن را نشان می‌دهد؛ یعنی مسیر حرکت مستقیم است؛ ولی محیط خم و منحنی و دایره یا بیضی شده است. یعنی مسیر حرکت مستقیم و راست سیارات بر روی یک خمینه است که این خمینه انحنای فضا - زمان نامیده می‌شود و علت آن جرم خورشید است.

 

 

که نشان می‌دهد انحنای خمینه یا منیفلد (Manifold) K تابعی از سرعت سیارات و اقمار است و نه فاصله تا مرکز جرم سماوی ثقیل همچون خورشید و...

در فیزیک، ریاضیات و هندسه کلاسیک، دستگاه‌های مختصات صاف هستند و منحنی‌ها و مسیرهای خم مورد برسی و تجزیه‌وتحلیل قرار می‌گیرند. ولی در نسبیت عام و ریاضیات و هندسه نا اقلیدسی، منیفلد ها یا خمینه‌ها منحنی بوده و خطوط و مسیر راست و مستقیم روی آنها مورد برسی و تجزیه‌وتحلیل قرار می‌گیرند. هر نوع جابه‌جایی روی یک خمینه یک مسیر راست و مستقیم است؛ ولی مقدار انحنای خمینه تحلیل می‌شود. در هندسه کلاسیک (اقلیدسی) خطوط و منحنی‌های درون دستگاه تحلیل می‌شوند. یعنی منحنی به نسبت دستگاه سنجیده می‌شود. ولی در هندسه مدرن (نا اقلیدسی) برعکس عمل می‌کنند؛ یعنی خود دستگاه (خمینه) را به نسبت یک خط مستقیم داخل آن تحلیل می‌کنند. یعنی دستگاه یا خمینه به نسبت یک خط راست و مستقیم درونش سنجیده می‌شود.

یعنی فیزیک کلاسیک مدعی است که چیزی به نام فضا - زمان وجود دارد؛ اما صاف و بدون تغییر است و مسیرها و حرکت‌ها کج یا منحنی‌وار است؛ ولی فیزیک جدید عکس آن را تصور می‌کند؛ یعنی فضا - زمان کج و منحنی‌وار است و حرکت‌ها و مسیرها مستقیم و راست است. اما فیزیک نوع یا نسل سومی هم وجود دارد و آن اینکه اصلاً چیزی به نام فضا - زمان وجود ندارد که صاف، راست، خم یا منحنی‌وار بوده باشد. ذهنیت ما به فضا - زمان موجودیت می‌دهد و برای سنجش آنها اقدام به ساخت ابزاری به نام متر یا ساعت نموده است که این ابزارها خطا می‌کنند و دراز یا کوتاه و یا تند و کند می‌شوند. اصلاً چیزی به نام فضا و زمان وجود خارجی ندارد که روی آن ابزارها تغییرات مستقیم و غیر مستقیمی داشته باشد که البته به فیزیک یا دانش کوانتوم مربوط می‌شود. چون ابزارهای ما ساخته شده از متریال هستند و متریال تحت شرایط سرعت و گرانش، تغییر می‌کند در نتیجه در ابزار ما تغییرات کلی و جزئی ایجاد می‌شود. فیزیک نوع یا نسل سوم در صلاحیت دانش کوانتوم است و نه نسبیت عام و تأثیرات سرعت و گرانش را روی ماده و ابزار مورد برسی قرار می‌دهد.

 

 

محمدرضا طباطباي   1401/8/29

http://www.ki2100.com