ماهیت علمی و شکل زمان

ماهیت زمان و شکل آن : زمان چیست؟ آیا همچنان که یک سرود کهن می گوید، جویباری جاودانه غلتان است که همه رویاهای ما را با خود می برد؟ یا همچون راه آهن است؟شاید پیچ ها و شاخه هایی داشته باشد و از این رو بتوان جلو رفت و در عین حال به ایستگاه قبلی روی خط بازگشت زمان فضا بعد چهارم و شکل کیهان:ما خود را موجودی سه بعدی می دانیم موجودی که دارای ارتفاع، عرض و عمق است.
ممکن است به وسیله ی فن آوری فضایی توانایی آن را داشته باشیم که میلیون ها کیلومتر در فضای سه بعدی سفر کنیم ولی باید دانست که ما در سفری همیشگی در طول بعد چهارم یعنی زمان هستیم.

شکل فضا:

دانشمندان اصطلاح فضا – زمان را برای توضیح دادن بعد چهارم فضا به کار می برند. کار دانشمند بزرگ آلبرت اینشتین برای درک مفهوم فضا – زمان بسیار مهم است.

طبق نظریه اینشتین هر چیزی که دارای جرم باشد از ذرات غبار گرفته تا ستاره ایی عظیم، فضا و زمان پیرامونش را خم می کند. این پدیده نسبت نیروی جاذبه می شود. این موضوع عده ی زیادی را درباره ی شکل کلی کیهان به شگفتی واداشته است. آیا کیهان منحنی شکل است؟ اگر ما در طول یکی از ابعاد آن شروع به حرکت کنیم در انتها به نقطه ایی که از آنجا حرکت خود را آغاز کرده ایم می رسیم؟ آیا شکل آن در طول زمان تغییر کرده است؟

جهان هستی در حال انبساط:

اغلب دانشمندان موافق این هستند که جهان در حال منبسط شدن می باشد. این انبساط با Big bang بیگ بنگ آغاز شد.
اکنون در جهان هستی هر چیزی دائماً از هر چیز دیگر دور می شود و خود فضا هم در حال گسترش است. اکنون بعضی دانشمندان تصور می کنند که تنها به خاطر این انبساط است که زمان فقط رو به جلو حرکت می کند. هیچ کس نمی داند انبساط جهان تا ابد ادامه پیدا خواهد کرد یا نه؟ بعضی از مردم فکر می کنند اگر جهان هستی دوباره شروع به انقباض کندممکن است جهت زمان هم عوض شود و به سمت عقب برود. ( ۱ )

توضیح نسبیت بر ماهیت فیزیکی و علمی زمان:

اینشتین می گوید گاهی اوقات ممکن است زمان را آن طور که پیش می رود حس نکنیم مثلاً وقتی با سرعت نور حرکت می کنیم و داخل فضایی سه بعدی قرار داریم زمان برایمان کش می آید. و مثلاً اگر دو ساعت دیواری را در نظر بگیریم و یکی ثابت و دیگری با سرعت خاصی در حرکت باشد، زمان ساعت متحرک، به چشم ما دیر تر پیش می رود. ( ۲ )

خمیدگی زمان :

نسبت عام بعد از زمان را با سه بعد فضا درمی آمیزد تا فضا زمان را شکل دهد و می گوید توزیع ماده و انرژی در جهان، فضا زمان را دچار خمیدگی و تابیدگی می سازد و بدین سان، تاثیر گرانش را جزئی از اجزای نظریه می کند. چیزها در این فضا زمان می کوشند تا روی خط راست حرکت کنند، اما از آنجا که فضا زمان خمیده است سیر آنها خمیده به نظر می رسد. آنان چنان حرکت می کنند که گویا زیر تأثیر یک میدان گرانشی هستند.یک رویه یا صفحه لاستیکی، می تواند همانندی و قیاسی تقریبی به دست دهد، توپ بزرگی به نشانه خورشید برآن می نهیم. سنگینی توپ بر رویه لاستیکی فشار آورده، آن را نزدیک خورشید خمیده می سازد. اکنون اگر توپهای کوچکی را بر رویه بغلتانیم، آنها مستقیما به سوی دیگر نخواهند غلتید و در عوض پیرامون توپ سنگین خواهند چرخید، مانند سیاره ها به گرد خورشید

این همانندی ناقص است زیرا تنها مقطع دو بعدی از فضا (سطح یک رویه لاستیکی) خمیده است و زمان نیز مانند زمان نظریه نیوتنی بدون تغییر مانده است. با این همه در نظریه نسبیت که با شمار زیادی از آزمونها جور در می آید، زمان و فضا به گونه ای جدایی ناپذیر به یکدیگر گره خورده اند. نمی توان بدون درگیر شدن با زمان، فضا را دچار خمیدگی کرد. از این رو زمان دارای ریخت و شکل است. نسبیت عام با خمیدن فضا و زمان ، آنان را از زمینه ای منفصل که در آن رویدادها رخ می دهند، به بازیگران فعال صحنه رویداد ها تبدیل می کند.

کم و بیش همه پاسخهایی که می توانست نمایانگر جهان باشد از داشتن تکینگی با چگالی بی نهایت اجتناب می ورزیدند: پیش از دوران گسترش و انبساط جهان، می بایست دوران انقباضی وجود داشته باشد که طی آن ماده بر روی خود فرو می پاشید، اما برخوردی روی نداد و اجزای ماده باز از یکدیگر دور شدند و مرحله گسترش کنونی تشکیل گردید. اگر چنین چیزی درست باشد، زمان جاودانه خواهد پایید؛ از گذشته بیکران تا آینده بی پایان.

آیا زمان ، دارای آغاز و پایان است یا از بی نهایت شروع شده تا بی نهایت ادامه دارد؟

پنروز و هاوینگ رویکرد دیگری را برگزیدند که نه بر مطالعه دقیق پاسخهای معادلات، بلکه بر ساختار کلی فضا زمان بنیان داشت. در نسبیت عام، نه تنها چیزهای توده ای درون فضا زمان، بلکه انرژی درون آن نیز، فضا زمان را دچار خمیدگی می کند. انرژی همواره کمیتی مثبت است از این رو فضا زمان را پیچ و تاب می دهد و پرتوهای نور را به سوی یکدیگر خم می کند.

پنروز و من پروفسور هاوکینگ توانستیم ثابت کنیم که مدل ریاضی نسبیت عام، زمان باید در آنچه انفجار بزرگ نامیده می شود، آغازی داشته باشد. به همین سان می توان برهان آورد که زمان، هنگامی که ستارگان و کهکشانها زیر گرانش خودشان فرو می پاشند و سیاهچاله ها را می سازند، پایانی خواهد داشت.

ریخت زمان: زمان چه شکلی است؟ زمان به شکل گلابی است!

اگر مخروط نوری گذشته مان را در طول زمان دنبال کنیم ، می بینیم که در جهان نخستین ماده آن را خمیده کرده بود. همه جهانی را که مشاهده می کنیم در ناحیه ای قرار دارد که کرانه ان در انفجار بزرگ به صفر می رسد. این یک تکینگی است، جایی که چگالی ماده بی نهایت است و نسبیت عام کلاسیک در آن در هم می شکند. ( ۳ )

Big bang بیگ بنگ

منابع :
۱- کتاب سفرهای فضایی
۲ – برداشتی از مقاله نسبیت اینشتین
۳ – کتاب جهان در پوست گردو

فضا-زمان پدیده ای در حال ظهور !

در جستجوی ماهیت ساختاری فضا-زمان!

بررسی ماهیت ِ ماده ، فضا و زمان

نقل از بیگ بنگ

عطف به عتف - نگاهی به پژوهش و ISI در ایران

امید عمومی - نامه به ریاست جمهوری

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات