همه چيز درباره زمان 2

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: روشنايي روز-صرفه جويي در زمان :

طي جنگ جهاني اول در بريتانيا و آمريكا ساعت ها را يك ساعت از زمان استاندارد جلوتر كشيدند . دليل اين كار استفاده از روشنايي روز براي كار و صرفه جويي در مصرف برق بود . جلو كشيدن ساعت براي افراد بسيار راحت تر است تا اين كه يك ساعت زودتر سر كار حاضر شوند . در بريتانيا هنوز در ماه هاي تابستان از ساعت تابستاني كه يك ساعت جلوتر از ساعت گرينويچ است استفاده مي شود . دولت روزي را كه بايد ساعت ها جلو يا عقب كشيده شود تعيين مي كند.

پيكان زمان :

هنگامي كه انسان مي كوشيد تا جاذبه ي گرانشي را با مكانيك كوآنتوم يكي كند بايد نظريه ي «زمان موهومي » را نيز در آن دخالت مي داد . زمان موهومي راستا و جهت هاي قابل تشخيصي در فضا ندارد . اگر كسي بتواند بر حسب زمان موهومي بسمت شمال برود الزاما بايد بتواند به عقب برگشته و از جنوب سر درآورد ، به همين نحو اگر كسي بر حسب زمان موهومي بتواند به سمت جلو برود الزاما بايد بتواند عقبگرد كرده و بسوي عقب برود . اين به معني آن است كه در زمان موهومي بين سمت هاي پس و پيش تفاوت مهمي وجود ندارد . از سوي ديگر ، همانطور كه همه مي دانيم ، در « زمان حقيقي » بين سمت هاي جلو و عقب اختلاف فاحشي موجود است . قوانين علم بين گذشته و آينده تمايزي بوجود نمي آورد . با وجود اين هنوز هم در زندگي معمولي ، بين راستاهاي سمت جلو و سمت عقب در زمان حقيقي اختلاف بزرگي موجود است . براي توضيح بيشتر ليواني را در نظر آوريد كه از روي ميز بر كف زمين بيفتد و تكه تكه شود . اگر شما فيلمي از اين واقعه برداشته و به نمايش بگذاريد خواهيد ديد كه قطعات ليوان به ناگاه روي زمين جمع شده و به صورت ليوان سالم و كاملي در آمده و بر روي ميز پس مي جهد . حتي اگر شما از جريان هم قبلا اطلاعي نداشته باشيد باز مي توانستيد به سادگي بگوييد كه فيلم به عقب برگشته است زيرا چنين ماجرايي هرگز در زندگي معمولي سابقه ندارد . توضيحي كه مي توان به اين پرسش داده مي شود كه چرا جمع و جور شدن تكه هاي ليوان از كف زمين و پس پرش آن بر روي ميز به حقيقت نمي پيوندد و ما آن را نمي بينيم اين است كه چنين چيزي مخالف قانون دوم ترموديناميك است . اين قانون گوياي آن است كه پيوسته در هر سيستم بسته مقدار بي نظمي يا انتروپي نسبت به زمان افزايش مي يابد . به عبارت ديگر اين حالت شكلي از قانون مرفي مي باشد كه مي گويد :« اشياء هميشه تمايل به كجروي دارند ! » ليوان سالمي كه بر روي ميز قرار گرفته است نمايانگر حالتي از نظم غايي است ، ولي ليوان شكسته اي كه بر كف زمين پراكنده شده است نمودار حالتي از بي نظمي است . افزايش بي نظمي يا انتروپي نسبت به زمان ، مثالي است از آنچه پيكان زمان ناميده مي شود و چيزي است كه گذشته را از آينده متمايز ساخته و سمت و جهتي به زمان مي دهد . دستكم سه پيكان مختلف از زمان وجود دارند كه عبارتند از : 1- پيكان ترموديناميك زمان و آن سويي از زمان است كه در آن بي نظمي يا انتروپي افزايش مي يابد . 2- پيكان روانشناختي زمان و آن سويي است كه ما گذشت زمان را در آن احساس مي كنيم و جهتي كه ما گذشته را به ياد مي آوريم و نه آينده را . 3- پيكان كيهان شناسي زمان و آن سويي از زمان است كه كيهان در آن جهت بجاي انقباض در حال انبساط است .

نسبيت انيشتين :

انيشتين نشان داد كه ثابت بودن سرعت نور توام با فرمول بندي دقيق تعاريف و اندازه گيريهاي مربوط به مفاهيم بنيادي طول ، زمان و جرم چگونه در بررسي سرعت هاي نزديك به سرعت نور به نتايج شگفت آوري منجر مي شود . نتايج اساسي كشف انيشتين چنين است : اگر جسمي سرعت بگيرد و به سرعت نور نزديك شود زمان اندازه گيري شده به وسيله ي ناظر ساكن با زمان اندازه گيري شده توسط شخصي كه با آن جسم حركت مي كند متفاوت مي شود . براي مثال اگر اتومبيلي بتواند با سرعت مثلا 90% سرعت نور حركت كند ناظر ساكن در كنار جاده احساس مي كند كه ساعت نصب شده بر روي اتومبيل درست كار نمي كند . چرا كه به نظر او اين ساعت عقب مي ماند . اما در اصل اين ساعت نيست كه كند مي شود بلكه خود زمان كند مي شود و اگر راننده خود زمان را اندازه گيري كند چيزي عجيب يا غير عادي در ساعت خود نمي بيند . با وجود اين هنگامي كه اتومبيل به نقطه ي آغاز حركت بازگردد و متوقف شود راننده ي آن ( بسته به اينكه چه مدتي در سفر بوده است ) از ناظري كه ساكن بوده است چند دقيقه جوان تر خواهد بود . اثر شگفت آور ديگر به طول جسمي كه با سرعت نزديك به سرعت نور حركت مي كند مربوط مي شود . در همان مثال پيشين كه اتومبيل مسابقه اي ما با سرعت 90 % سرعت نور حركت مي كند ناظر ساكن با كمال تعجب مي بيند كه طول اتومبيل كوتاهتر مي شود و به نصف طول معمولي آن مي رسد ، اتومبيل پهن تر نيز ديده مي شود ، اما طول آن در راستاي حركت به طور قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد . البته راننده اتومبيل هيچ چيز غير عادي را احساس نمي كند . فيزيكدانان ، اين اثر انقباض نسبيتي طول را نيز در آزمايشگاه اندازه گيري كرده اند . سومين اثر به جرم مربوط است . انيشتين نشان داد كه جرم جسم متحرك از نظر ناظر ساكن به سرعت حركت آن بستگي دارد . براي مثال اگر وزن اتومبيلي 500 كيلوگرم باشد هنگامي كه سرعت اتومبيل به 90 % سرعت نور برسد وزن آن نيز دو برابر مي شود و به 1000 كيلوگرم مي رسد.اتساع زمان : اثري كه نظريه خاص نسبيت پيشگوئي كرده است . ناظري گذشت زمان t را با ساعتي اندازه ميگيرد كه در سفر با خود همراه دارد. ناظر ديگري كه با سرعت v نسبت به ناظر اول حركت ميكند ساعت مشابهي همراه دارد.به نظر ناظر اولي خواهد رسيد كه بر ساعت ناظر دوم زمان

سپري خواهد شد( C سرعت نور است ). اين اثر فقط در سرعتهاي نسبيتي نمايان ميشود و فقط در حركات بعضي موئونها، كه عمري دارزتر از سرعت هاي نسبيتي دارند، مشهود شده است . اتساع زمان ناشي از گراني زمين بسيار كوچك است : ساعتي كه روي سطح زمين جاي دارد در قياس با ساعتي كه بسيار بالاتر از اين سطح باشد ، تنها 1 در 109 عقب مي افتد . اما حتي اين اثر هاي كوچك در محدوده ي دقت ساعت هاي اتمي بسيار دقيق هستند . در 1972 دانشمندان رصد خانه ي نيروي دريايي آمريكا با حمل ساعت هاي اتمي قابل حمل به ارتفاع حدود m10000 و مقايسه ي آنها با ساعت هاي همساني در روي زمين اتساع گرانشي زمان را ثابت كردند . ساعت ها را جت هاي شركت هاي هوايي بازرگاني حمل مي كردند .- آزمايندگان تنها براي سفر دور دنيا با پان آمريكن ، تي دبليو اي و هواپيمايي آمريكا بليت خريدند . يكي سفر دور زمين به سوي شرق و يكي به سوي غرب داشتند و هر سفر حدود سه روز طول كشيد كه دو روز آن در آسمان گذشت . چهار ساعت باريكه ي سزيم را در اين سفر همراه بردند . مقايسه ي مداوم اين ساعت هاي مسافر حفاظي بود در مقابل جهش هاي ناگهاني كوچك كه گهگاهي در ساعت هاي سزيم اتفاق مي افتد . هنگامي كه ساعت در سفر به زمين آورده شده و با ساعت رصد خانه ي نيروي دريايي آمريكا در شهر واشنگتن مقايسه شدند معلوم شد كه حدود 7-10× 5/1s جلو افتادند . از اصل نسبيت فهميديم كه ساعتي كه نسبت به يك چارچوب مرجع لخت در حركت است ، در مقايسه ي با ساعت هاي ساكن در آن چارچوب مرجع كند تر كار مي كند .ضريب اتساع زمان هنگامي كه سرعت به سرعت نور نزديك مي شود به بي نهايت ميل مي كند . كند شدن آهنگ گذر زمان براي همه ي فرايند هاي فيزيكي صورت مي گيرد – فرآيندهاي اتمي ، هسته اي ، زيست -شناسي و ... . در سرعت هاي كم ، اثر اتساع زمان ناچيز است اما در سرعت هاي قابل مقايسه با سرعت نور ، كاملا بزرگ مي شود .در واپاشي ذرات بنيادي كم عمر ، اثرات بسيار جدي اتساع زمان مشاهده شده است . براي مثال ذرات موئون داراي نيم عمر متوسطي در حدودs 6-10×2/2 هستند . اما اگر موئون ها با سرعت زياد در آزمايشگاه حركت كنند آنگاه فرآيندهاي دروني كه واپاشي را ايجاد مي كنند ، كند خواهند شد و همان طور كه ساعت هاي آزمايشگاه قضاوت مي كنند ، موئون ها زمان طولاني تري زندگي مي كنند . در تجارب دقيق تر كه در آزمايشگاه شتابدهنده ي سازمان اروپايي تحقيقات هسته اي ترتيب داده شد ، ديده شده است كه موئون هايي با تندي 94/99% سرعت نور داراي نيم عمر متوسطي هستند كه 29 برابر بيشتر از نيم عمر موئون هاي ساكن است . در سرعت هاي روزمره اثر اتساع زمان بي اندازه كوچك است .

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 373]