آنچه درباره عجیب‌ترین نظریه اینشتین نمی دانید!

 نظریه نسبیت عام یکی از اجزای سازنده و اصلی فیزیک مدرن است. این نظریه، گرانش را براساس روشی که فضا می‌تواند به شکل منحنی دربیاید توضیح می‌دهد یا به بیانی دیگر، نیروی گرانش را با هندسه متغیر فضا- زمان مرتبط می‌کند.

نسبیت عام (General relativity) توصیف کنونی گرانش در فیزیک نوین است. این نظریه تعمیمی بر نظریه نسبیت خاص و قانون جهانی گرانش نیوتون است که توصیف یکپارچه‌ای از گرانش به‌عنوان یک ویژگی هندسی فضا–زمان ارائه می‌کند.

این نظریه، گرانش را به‌عنوان یک عامل هندسی و نه یک نیرو بررسی می‌کند. طبیعت هر جسم یا ذره‌ای این است که ساده‌ترین مسیر را در فضا-زمان به منظور حرکت انتخاب می‌کند. در نتیجه اجسامی که در فضایی خمیده قرار می‌گیرند به سمت جسمی حرکت می‌کنند که فضای مذکور را خمیده‌ کرده‌اند. این فضای خمیده شده اثری را ایجاد می‌کند که ما آن را گرانش می‌نامیم. برای نمونه زمین، فضا-زمان اطرافش را خمیده کرده، به همین دلیل به ما نیروی گرانش وارد می‌کند.

تاریخچه نظریه نسبیت عام

در سال ۱۹۱۵ بود که آلبرت اینشتین تئوری عمومی خود را ارائه کرد؛ این اتفاق یک دهه بعد از مطرح شدن یک نظریه نسبیت "خاص" رخ داد که طبق آن، سرعت جهانی نور با فرض اینکه قوانین فیزیک در هرچارچوب مرجع یکسان می‌مانند، درنظر گرفته می‌شد.

زمانی که اینشتین سعی کرد تا جرم‌های شتاب‌دهنده را در نظریه "ویژه" خود اعمال کند، متوجه شد که اجسام دارای جرم باید به نحوی بر ابعاد اطراف ( فضا- زمان) تاثیرگذار باشند؛ به نحوی که به نظر می‌رسد که جسم به گونه‌ای عمل می‌کند که گویا می‌تواند جرم‌های دیگر را بکِشد.

این‌گونه که گویی ماده بر تار و پود فضا- زمانی که در آن مستقر است سنگینی کرده و یک منحنی ایجاد می‌کند که باعث می‌شود تا سایر مواد مجاور به سمت آن بلغزند.

اهمیت نظریه نسبیت عام

معادلات ریاضی نظریه نسبیت عام اینشتین که بارها و بارها تحت آزمایش قرار گرفتند، در حال حاضر دقیق‌ترین راه برای پیش‌بینی برهم‌کنش‌های گرانشی به شمار می‌روند و جایگزین معادلاتی شده‌اند که چند قرن قبل از آن توسط ایزاک نیوتن ارائه شده بود.

این قوانین به شدت مفید هستند و از سوی دیگر، تاکنون به دلیل ناسازگاری‌های قابل توجه، معادلی برایشان در نظریه‌های میدان کوانتومی نداریم. به عنوان مثال مکانیک کوانتومی راه‌هایی برای درنظر گرفتن مفاهیمی مثل بی‌نهایت دارد که اگر بخواهیم همین کار را با نسبیت عام انجام دهیم، ریاضیات پیش‌بینی‌هایی را به وجود می‌آورد که بی معنا هستند.

در نتیجه توسعه "نسخه" فیزیک کوانتومی از نسبیت عام، همچنان یکی از اهداف مداوم فیزیک مدرن به نظر می‌رسد.