آیا انبساط عالم در نخستین لحظات پس از مهبانگ قوانین نسبیت را نقض می‌کرده است؟

پاسخ اختصاصی به کانوت:

روزنامه‌نگار علمی - مترجم کتاب‌های علمی از جمله راهنمای عملی اخترشناسی

bigbang1

فکر می‌کنم آنچه مد نظر شما است اشاره به نظریه‌ی تورمی عالم دارد که رفتار ویژه‌ی عالم را در نخستین  ثانیه‌های بعد از مهبانگ توصیف می‌کند.

 بر اساس نظریه‌ی تورمی در بازه‌ی زمانی کوتاهی حجم عالم ما به گونه‌ی چشم‌گیری افزایش یافت و عملاً سرعت انبساط عالم از سرعت نور پیشی گرفت. از طرف دیگر شاید گاهی شنیده باشید که برخی از کهکشان‌های دور دست با سرعت‌های بیش از سرعت نور از ما دور می‌شوند. در واقع به دلیل ماهیت منبسط شونده‌ی عالم برخی از کهکشان‌هایی که در فواصل بسیار دورتری از ما قرار دارند با سرعت‌های بیشتری در حال فرار از ما (روی فضا زمان) هستند و در نتیجه با دور شدن از کهکشان خودمان در نهایت به جایی می‌رسیم که کهکشان‌ها در حال دور شدن با سرعت‌های بیش از سرعت نور هستند و در نتیجه نور آن‌ها عملاً هرگز به ما نمی‌رسد.

این‌ها مطالب درستی است ولی هیچ کدام ناقض نظریه‌ی نسبیت نیست. دقت کنید که نظریه‌ی نسبیت رفتار درون عالم را توصیف می‌کند. شما در فضا زمان نمی‌توانید با سرعتی بالاتر از سرعت نور حرکت کنید اما این چنین منعی برای ساختار در هم تنیده فضا زمان وجود ندارد. به همین دلیل آنچه مثلاً درباره‌ی کهکشان‌های دوردست شاهد آن هستیم حرکت سریع‎تر از نور یک کهکشان درون فضا زمان نیست بلکه این کهکشان روی بستری به نام فضا زمان قرار دارد که آن بستر با سرعت بیشتری از سرعت نور در حال منبسط شدن است و آن کهکشان را نیز با خود می‌کشد. بنابراین انبساط عالم چه در آغاز شکل‌گیری عالم و چه اکنون با سرعت بیش از سرعت نور ناقض نظریه‌ی نسبیت نیست.

برای مطالعه‌ی بیشتر در این زمینه کتاب پس نخستین سه دقیقه را توصیه می‌کنم. 

pasaznokhostin3_409

  • با عرض سلام به دوست عزیزم پوریا ناظمی و با تشکر از توضیحات خوب و با ارزشتون. بخشی که در باره
    سرعت بیشتر از نور کهکشانها نوشتید نیاز به اصلاح داره. سرعتی که کهکشانها در اثر انبساط عالم دارند در دیدگاه نسبیت عامی بیان میشود. این مفهوم با سرعتی که در چارچوب نسبیت خاص تعریف و اندازه گیری
    میشود و نمی تواند بیشتر از سرعت نور باشد تفاوت دارد. بعضی از کتابهای نسبیت و کیهانشناسی این مطلب را به درستی توضیح نداده اند و باعث بدفهمی خوانندگان شده اند.

    سپاس، سپهر اربابی

    • پرسش و پاسخ

      جناب آقای اربابی، از این‌که متن پاسخ را رفع ابهام کردید بسیار سپاسگزاریم. در این‌جا در واقع مقصر اصلی تحریریه‌ی کانوت است زیرا بخش کوتاهی از متن پاسخ آقای ناظمی که به مفهوم سرعت در نسبیت عام اختصاص داشت در هنگام آپ‌لود کردن در سایت از قلم افتاد. ما همین الان متوجه این اشتباه شدیم در واقع این اشکالی در هنگام جابه‌جا کردن پاراگراف و عکس در پیشخوان سایت رخ می‌دهد. مکملی که شما بر پاسخ ایشان نوشتید این کوتاهی کانوت را تا حدودی رفع کرد، و اگر آقای ناظمی لازم بدانند، آن پاراگراف را دوباره وارد متن خواهیم کرد.

      • مهدی

        اگر متن کامل اقای ناظمی را تو سایت بزارین ممنون میشیم میتونیم بیشتر استفاده بکنیم

  • ۱- بحث قوانین نسبیت
    نسبیت تئوری است و قانون نیست.بین تئوری و قانون فرق وجود دارد.قانون واقعیت هایی است که مستقیما از طبیعت و اندازه گیری حاصل می شودمثل قوانین ترمودینامیک و قانون فاراده
    ۲- بحث سرعت بالاتر از سرعت نور
    آیا واقعا کهکشانهایی و جود دارند که بالاتر از سرعت نور حرکت می کنند؟تعجب می کنم
    چطور آنها را آشکار سازی کرده ایم؟
    چرا تبدیل به انرژی نشده اند
    چطور ساختار خود را حفظ کرده اند؟جالب است!!!
    ۳-بحث برقرار بودن اصول نسبیت در ابتدای عالم
    اول اصول نسبیت را باید بدانیم کدامها هستند
    سپس به برقراری ان در عالم اول بپردازیم:
    اگر به سیر تکاملی نظریات منجر به تئوری مهبانگ نگاه کنیم تئوری مذکور همزمان هم نسبیت و هم مکانیک کوانتومی و ترمودینامیک را در برمی گیرد.
    امضای تئوری مهبانگ را تابش زمینه کیهانی می دانند که با دقت بسیار توسط نظریه پردازان محاسبه شده بود و برابر دمای اندازه گیری شده در مشاهدات بدست آمده .

    کتابهای واینبرگ و پادما بانان

  • سرعت انبساط عالم معلوم نیست که یکنواخت بوده یا در حال کاهش یا افزایش است.
    منتهی اینکه کهکشانی باسرعت بالاتر از نور حرکت می کند ناقض قوانین معمولی فیزیک است چه رسد به تئوری نسبیت .جسمی که باسرعت بالاتر از شتاب جاذبه گلوبال (مثلا هسته کهکشان)حرکت می کندچطور میتواند چگالیده شده کهکشان متشکل از ستارگان را تشکیل دهد.
    همانطور که می دانیم ساختارهای ستاره ای در اثر تمرکز جرم ابر میان ستاره ای تشکیل می شوند .چطور ممکن است این ابر میان ستاره ای باسرعت – بیش از نور – حرکت کند و ستاره شکل بگیرد.

    کل مکانیک تحلیلی و قوانین نیوتن و ترمودینامیک زیر سوال می رود.

  • دوستان گرامی

    برای اندازه گیری سرعت در نسبیت خاص، دو چارچوب را در نظر میگیریم که با سرعت ثابت نسبت به یکدیگر در حرکت هستند. در این صورت بین سرعتهایی که در چارچوبهایی که در دستگاه های مختلف دیده می شوند روابطی برقرار هستند که به آنها تبدیل لورنتز می گوییم. در این تبدیلها سرعت نور یک سرعت جهانی است که برای همه ناظرها ثابت است.

    این شرایط در کیهانشناسی برقرار نیست و کهکشانها به دلیل انبساط عالم از یکدیگر دور می شوند. هر ناظر که در هر زمان کهکشاتی را می بیند، نوری را می بیند که در گذشته از آن کهکشان ارسال شده است. سرعت دورشدنی که در این شرایط به آن کهکشان نسبت می دهیم، از نظر مفهومی متفاوت از سرعت در نسبیت خاص است و می تواند بیشتر از سرعت نور باشد. به عبارت دیگر مکانی که در آن سرعت دورشدن کهکشانها در اثر انبساط عالم به سرعت نور می رسد، افق دید ما نیست. تعریف افق دید ما دورترین نقطه ایست که نور از نقطه توانسته از ابتدای عالم تا کنون بپیماید و به ما برسد. 

    مشکلات مفهومی رایج در کیهانشناسی مشابه بدفهمی های رایج در نجوم هستند، با این تفاوت که این بار پای نسبیت عام در میان است و حتی در کتابهای درسی معتبر از افراد شناخته شده ابهامها و گاهی اشتباه هایی پیدا می شود که برای مخاطبان کار را به مراتب سختتر میکند. هرچند توضیح این مفاهیم در یک متن کوتاه کار سختی است، امیدوارم کمکی به درک صحیح تر آنها کرده باشم. 

  • بابک مشمولی

    “بحث سرعت بالاتر از سرعت نور
    آیا واقعا کهکشانهایی و جود دارند که بالاتر از سرعت نور حرکت می کنند؟تعجب می کنم
    چطور آنها را آشکار سازی کرده ایم؟
    چرا تبدیل به انرژی نشده اند
    چطور ساختار خود را حفظ کرده اند؟جالب است!!!”

    دوست گرامی. چه دلیلی برای اشکار نشدن چنین کهکشان ایی وجود داره ؟ در نظر دارید که سرعت نور مستقل از سرعت ایجاد کننده اشه ؟
    چرا باید تبدیل به انرژی بشن ؟
    چرا باید ساختارشون صدمه ای ببینه ؟

    کمی ایراداتتون به متن رو شرح میدید لطفا.

  • حمید پرهيزكار

    یه مثال میزنم که بنظرم میتونه کمک بکنه:
    یه انسان نمیتونه بیش از ۴۰ کیلومتر در ساعت بدوه،که این یه محدودیت جسمیه;ولی هر انسانی میتونه با یه وسیله نقلیه با سرعت خیلی بیشتری حرکت کنه.
    محدودیت سرعت جسم مثل محدودیت جسمی انسان توی مثال قبله ولی سرعت بالاتر از نوری که ما از کهکشانهای دور سراغ داریم،مثله همون انسانیه که سوار یه اتومبیله و با سرعت بیشتر از توانایی انسان حرکت میکنه و خرق عادتی هم انجام نداده.
    ضمنا محدودیت سرعت برای اجسام و فضا-زمان یکسان نیست.

  • نیما

    منظورتون چیه از این‌ که سرعت برای اجسام و فضا زمان یکسان نیست ؟ مگه اجسام رو تو فضا زمان بررسی نمیکنیم؟

  • با تشکر از آقای پوریا ناظمی، میشه اینطور به این پرسش پاسخ داد که، در سناریوی جهان تورمی، در اولین یک تریلیون تریلیونیم ثانیه، نیروی ضد گرانش مرموزی، باعث گسترش و انبساط جهان شده است، بسیار سریعتر از سرعت نور انبساط یافته است ( این موضوع ناقض گفته اینشتین نیست که هیچ چیز سریعتر از نور حرکت کند، زیرا این فضای خالی است که انبساط می یابد. تنها برای اجسام مادی است که سد سرعت نور نمی تواند شکسته شود. )جهان در کسری از ثانیه با ضریب غیر قابل تصوری برابر ۵۰^۱۰ ، انبساط یافته است. و مقدار ۴۷ میلیارد سال نوری شعاع جهان قابل رویت برای ما میباشد.

تمام حقوق این سایت برای © 2018 پرسش و پاسخ محفوظ است. خدمتی از کانون نگارش و ترجمه کانوت
قدرت گرفته از وردپرس فارسی