نسبیت عام

واضح آرشیو وب فارسی:سایت رسیک: نسبیت عام نظریه‌ایست که در سال ۱۹۱۵ توسط اینشتین مطرح شد. این نظریه تعمیمی بر نظریه نسبیت خاص است که در مورد تمامی ناظرها اعم از لخَت و غیر لخت صحبت می‌کند. در این نظریه فضا-زمان توسط هندسه ریمانی بررسی می‌شود. این نظریه گرانش را به عنوان یک عامل هندسی و نه یک نیرو بررسی می‌کند. پایه نظری گرانش کیهان‌شناسی، این نظریه و تعمیم‌های آن است.

البته قابل ذکر است که نسبیت صورت‌های دیگری هم دارد از جمله نسبیت عام هرمان وایل که نه تنها وحدت میان گرانش و الکترومغناطیس ایجاد می‌کند بلکه کل عالم را هندسه می دانند هندسه فضا و زمان . ایت تعبیر با اصل ماخ بسیار سازگار است هر چند اصولی که منجر به ابداع این هندسه توسط وایل شد از پدیدارشناسی هوسرل منتج شده بود. جالب این جاست که با وجود ناسازگاری نسبیت عام انشتین در بسیار کوچک‌ها و عالم کوانتومی، هنوز هندسه وایل کنار گذاشته شده. و این یک واقعیت تلخ ست.

معادله اینشتین
معادله اصلی نسبیت عام عبارت است از:

(در نوشتن معادلهء بالا فرض شده واحدهای طول و زمان طوری‌‌ اختیار شده اند که c (سرعت نور) برابر با یک باشد.)

در این معادله:

Rμν تانسور ریچی
R اسکالر ریچی یا انحنا
gμν تانسور متریک
Tμν تانسور انرژی-تکانه
G ثابت جهانی گرانش
با تعریف Gμν تانسور اینشتین که می‌توان این معادله را به شکل فشرده‌تری نوشت:

[ویرایش] اصول نسبیت عام
[ویرایش] اصل هم‌ارزی
هیچ ناظری نمی‌تواند فقط با آزمایش موضعی بین شتاب و میدان گرانشی تفاوت قائل شود.

[ویرایش] اصل ماخ

تصور دوبعدی از انحنای فضا-زمان. حضور ماده/انرژی فرم هندسی فضا-زمان را تغییر می‌دهد. از این انحنای هندسی به عنوان جاذبه تعبیر می‌شود.اصل ماخ، اساسی‌ترین اصل نسبیت عام، بصورتهای مختلفی تعبیر می‌شود. قویترین صورت این اصل عبارتست از:

«ماده هندسه را تعیین می‌کند و عدم وجود ان مبنی بر عدم وجود هندسه‌است.»
نسبیت عام با این صورت اصل ماخ سازگار نیست.(اگر ماده وجود نداشته باشد یعنی Tμν = 0 معادلات نسبیت عام دارای حل هستند و هندسه‌های مختلفی را توصیف می‌کنند.) اما صورت دیگری از اصل ماخ که نسبیت عام با آن سازگار است عبارتست از:

«توزیع ماده چگونگی هندسه را تعیین می‌کند.» ماده تعیین می‌کند که فضا چگونه خمیده شود.
صورت دیگری از اصل ماخ که با نسبیت عام سازگاری ندارد و نزدیکترین صورت به بیان ماخ است عبارتست از:

«یک جسم در فضای کاملاً تهی، هیچ خاصیت هندسی به خود نمی‌گیرد.»
[ویرایش] اصل هم‌وَردایی عام
تمام ناظرین اعم از لَخت و غیر لخت هم ارزند. در اصل هموردایی همچنین می‌خوانیم: عموماً هر تبدیل از چارچوب لخت به چارچارچوب دیگر که با سرعت V در حال حرکت است، خصوصیات فیزیکی را ثابت نگاه می‌دارد. در اصل هموردایی شرایط فیزیکی به گونه‌ای هستند که تا اندازه‌ای تعبیر و تبیین ریاضی آن‌ها در تمام چارچوب‌ها یکسان است. نیز اینکه ناوردایی، مهم‌ترین نکته در این رابطه محسوب می‌شود که در نسبیت عام عنصر جهان خط ds2 به عنوان ناوردای اساسی مطابق با اصل هموردایی بوده و همواره تحت تمامی تبدیلات مختصات ثابت می‌ماند. این بیان تازمانی ارزشمند است که متریک gμν مختص چارچوب مورد نظر تغییری نکند. یعنی تنها هنگامی اصل هموردایی معتبر است که خصوصیات فضا و زمان دو چارچوب یکسان بوده و تنها این بیان مستقیماً به لختی و یا نالختی چارچوب ثانویه دلالت داشته باشد.

[ویرایش] اصل جفتیدگیِ کمینهء گرانشی
این اصل چگونگی گذار از نسبیت خاص به عام را بیان می‌کند. طبق این اصل هنگام گذار از نسبیت خاص به نسبیت عام نیازی به افزودن جملات غیرضروری به معادلات حرکت در نسبیت خاص (فضازمان تخت) نیست. به عبارت دیگر این معادلات با حداقل (کمینه) تغییر به فضازمانِ خمیده تعمیم داده می‌شوند.

[ویرایش] اصل هم‌خوانی
نظریه نسبیت عام در حالت‌های حدی به گرانش نیوتنی و نسبیت خاص تبدیل می‌شود

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: سایت رسیک]

[مشاهده در: www.ri3k.eu]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 323]