فیزیک ِ محض!

[Ehsan]

ماهم با اقتدار این تاپیک رو دوباره ایجاد می کنیم تا جایی باشد برای بحثهای فیزیکی که ربطی به نجوم ندارد!

[Ehsan]

سلام.ببخشيد مي پرم وسط.
يه سوال حد ابتدايي و يه جواب ابتدايي تر.اين اتساع زمان دو طرفه است يا نه؟؟يعني زمان ناظر متحرك از نظر ناظر ساكن كند ميشه يا بر عكسش هم هست؟يعني از نظر ناظر متحرك زمان ناظر ساكن هم كنده؟؟؟ اين مورد يكم با شرايط معمولي مغاير نيست؟؟؟

اتفاقا سوال ِ بسیار خوبیه!

بگذارید سوال رو این طوری طرح کنم! فرض کنید شما درون ایستگاه نشستید و دارید ساعتی رو نگاه می کنید که درون ِ یک قطار ِ سریع السیر قرار داره و شما خواهید دید که به ازای ِ هر تیک تاک ِ ساعت ِ درون ِ قطار، ساعت ِ شما تیک تاک ِ بیشتری خواهد کرد (ساعت ِ درون ِ قطار کند تر کار می کند!!)

حالا به صورت ِ شهودی انتظار داریم که ناظر ِ درون ِ قطار ببینه که ساعت ِ ما سریعتر کار می کنه! چون ما می بینیم که اون کندتر هستش اون هم باید ببینه که ما سریعتر هستیم! مگه نه؟

اما نسبیت می گه نه! ناظر ِ درون ِ قطار هم مشاهده خواهد کرد که ساعت ِ درون ِ ایستگاه کندتر از ساعت ِ خودش کار میکنه!!!!!!

حالا یکی بگه چرا!

[sara shahabi]

بگذارید سوال رو این طوری طرح کنم! فرض کنید شما درون ایستگاه نشستید و دارید ساعتی رو نگاه می کنید که درون ِ یک قطار ِ سریع السیر قرار داره و شما خواهید دید که به ازای ِ هر تیک تاک ِ ساعت ِ درون ِ قطار، ساعت ِ شما تیک تاک ِ بیشتری خواهد کرد (ساعت ِ درون ِ قطار کند تر کار می کند!!)

حالا به صورت ِ شهودی انتظار داریم که ناظر ِ درون ِ قطار ببینه که ساعت ِ ما سریعتر کار می کنه! چون ما می بینیم که اون کندتر هستش اون هم باید ببینه که ما سریعتر هستیم! مگه نه؟

اما نسبیت می گه نه! ناظر ِ درون ِ قطار هم مشاهده خواهد کرد که ساعت ِ درون ِ ایستگاه کندتر از ساعت ِ خودش کار میکنه!!!!!!

حالا یکی بگه چرا!

این به خاطر نسبی بودن نیست؟ یعنی شخصی که در قطار هست به نظرش ، ساعت ِواقع در ایستگاه ازش دور می شه پس فکر می کنه که ساعت ِدرون ایستگاه کندتر کار می کنه!

[Ehsan]

این به خاطر نسبی بودن نیست؟ یعنی شخصی که در قطار هست به نظرش ، ساعت ِواقع در ایستگاه ازش دور می شه پس فکر می کنه که ساعت ِدرون ایستگاه کندتر کار می کنه!

نسبیت که در هر صورت درسته اما چرا به لحاظ ِ شهودی این اشکال پیش میاد و چرا واقعا اشکال نیست! بالاخره من اگر فعالیت های ِ مغزی ِ شما رو تندتر کنم شما خواهید دید که اطرافتون کند حرکت می کنه ولی اطرافتون خواهند دید شما تند حرکت می کنید! سوال اینه که چرا این جا این اشکال پیش نمیاد!؟ اگر واقعا بخواهیم که این طوری فرض کنیم (که هر دو نسبت به هم کند می شوند) و این شهود رو هم درست فرض کنیم باید نتیجه بگیریم که نرخ ِ گذشت زمان برای ِهر دو ساعت از دید ِ هم یکسانه! اما این طور نیست!

[Tahereh Ramezani]

فکر کنم برعکس ِ این قضیه باید اتفاق بی افته یعنی شخص ساعت 12 به ایستگاه برسه اما دوستانش ساعت ِ 13 منتظرش باشند! یعنی زمان برای ِ ناظر درون قطار ، از دید ِ بیرونیها کند میگذره.

حتی با این اوصاف هم این پدیده واقعیه! نمی دونم سوالتون رو درست متوجه شدم یا نه.

بله ، درسته یکم برعکس شد ، جواب سؤالم رو پیدا کردم ، متشکرم .

[Tahereh Ramezani]

حالا به صورت ِ شهودی انتظار داریم که ناظر ِ درون ِ قطار ببینه که ساعت ِ ما سریعتر کار می کنه! چون ما می بینیم که اون کندتر هستش اون هم باید ببینه که ما سریعتر هستیم! مگه نه؟

اما نسبیت می گه نه! ناظر ِ درون ِ قطار هم مشاهده خواهد کرد که ساعت ِ درون ِ ایستگاه کندتر از ساعت ِ خودش کار میکنه!!!!!!

حالا یکی بگه چرا!

به نظر من برای اینکه ناظر درون قطار که متحرک هست ، خودش را ناظر ساکن فرض می کند و از دید او ناظر درون ایستگاه متحرک هست و به همین دلیل اتساع زمان را برای ساعت درون ایستگاه می بیند .

[solh]

یه سوالی برام پیش اومد ، اصلا چیزی مستقل از زمان توی فیزیک داریم ( کاملا ) ؟ چه چیزی ؟ قبلا پرسیدم مستقل از ناظر که یکی از دوستان گفتند نداریم ، این رو هم یه نگاه دیگه بکنین ، مستقل از ناظر چیزی داریم ؟ چیا ؟

[Ehsan]

یه سوالی برام پیش اومد ، اصلا چیزی مستقل از زمان توی فیزیک داریم ( کاملا ) ؟ چه چیزی ؟ قبلا پرسیدم مستقل از ناظر که یکی از دوستان گفتند نداریم ، این رو هم یه نگاه دیگه بکنین ، مستقل از ناظر چیزی داریم ؟ چیا ؟

"چیز" یعنی چی؟ اگر منظورتون موجودی قابل اندازه گیری هستش (مستقل از زمان بودن یعنی این که با گذشت ِ زمان هرگز اون موجود تغییر نکنه) به صورت ِ موضعی ( یعنی مثلا در طول ِ یکی دو ثانیه) می شه بسیاری از موجودات ِ فیزیکی پیدا کرد که تغییر نمی کنند. اما مثلا سرعت ِ نور واقعا مستقل از زمان هستش (حتی مستقل از ناظر هم هست و همه ی ِ ناظر ها یک عدد اندازه می گیرند) یعنی با گذشت ِ زمان تغییر نمی کنه و قانونی (نه چندان بدیهی) در نظر می گیرند که سرعت ِ نور در کل ِ زمان ِ حیات ِ کیهان ثابت بوده. در این مورد حتی مستقل از مکان هم هست یعنی در همه جای ِ جهان با هر ویژگیی سرعت ِ نور در خلا یک مقدار ِ ثابت هستش.


اگر منظورتون از "چیز" کلی تر هستش که خوب قانون ِ نسبیت این است که قوانین ِ فیزیکی مستقل از زمان و مکان ِ آزمایش هستند و تغییر نمی کنند (هر چند این هم کاملا یک قانون ِ نابدیهی هستش و فقط یک تعمیم از مشاهدات محسوب میشه). پس قوانین ِ فیزیکی طبق ِ خود ِ تعریف ِ فیزیک مستقل از زمان و مکان ِ آزمایش اند یعنی شما همه جا و همه وقت قوانین ِ یکسان ِ الکترومغناطیسی مشاهده خواهید کرد همه جا و در همه ی ِ زمانها قوانین ِ کوانتم رو درست خواهید یافت و همیشه و همه جا خواهید دید برخورد ِ نوترون به هسته ی ِ اورانیوم باعث ِ شکافت ِ هسته خواهد شد و.....

اما خیلی از موجودات این طوری نیستند! مثلا سرعت ِ ذرات این طوری نیست و یا ثابت ِ هابل تغییر می کنه و ....

یک چیزی هم هست که البته دلیلی براش ندارم اما به نظرم درست و معقول می رسه:

زمان چیز ِ عجیبی نیست! اگر بشه چیزی مستقل از زمان یافت میشه مستقل از مکان هم یافت. و خیلی چیزهای ِ دیگه. برتری دادن ِ زمان به مکان یا بر عکس کار ِ عاقلانه ای نیست!

به نظر من برای اینکه ناظر درون قطار که متحرک هست ، خودش را ناظر ساکن فرض می کند و از دید او ناظر درون ایستگاه متحرک هست و به همین دلیل اتساع زمان را برای ساعت درون ایستگاه می بیند .

این چیزی که دارید می گید باز هم بیان ِ دیگری از نسبیت هستش ( که درست هم می گید!) اما این جواب خیلی کلیه! می شه خیلی جزئی تر از این هم حرف زد.

[solh]

"چیز" یعنی چی؟ اگر منظورتون موجودی قابل اندازه گیری هستش (مستقل از زمان بودن یعنی این که با گذشت ِ زمان هرگز اون موجود تغییر نکنه) به صورت ِ موضعی ( یعنی مثلا در طول ِ یکی دو ثانیه) می شه بسیاری از موجودات ِ فیزیکی پیدا کرد که تغییر نمی کنند. اما مثلا سرعت ِ نور واقعا مستقل از زمان هستش (حتی مستقل از ناظر هم هست و همه ی ِ ناظر ها یک عدد اندازه می گیرند) یعنی با گذشت ِ زمان تغییر نمی کنه و قانونی (نه چندان بدیهی) در نظر می گیرند که سرعت ِ نور در کل ِ زمان ِ حیات ِ کیهان ثابت بوده. در این مورد حتی مستقل از مکان هم هست یعنی در همه جای ِ جهان با هر ویژگیی سرعت ِ نور در خلا یک مقدار ِ ثابت هستش.


اگر منظورتون از "چیز" کلی تر هستش که خوب قانون ِ نسبیت این است که قوانین ِ فیزیکی مستقل از زمان و مکان ِ آزمایش هستند و تغییر نمی کنند (هر چند این هم کاملا یک قانون ِ نابدیهی هستش و فقط یک تعمیم از مشاهدات محسوب میشه). پس قوانین ِ فیزیکی طبق ِ خود ِ تعریف ِ فیزیک مستقل از زمان و مکان ِ آزمایش اند یعنی شما همه جا و همه وقت قوانین ِ یکسان ِ الکترومغناطیسی مشاهده خواهید کرد همه جا و در همه ی ِ زمانها قوانین ِ کوانتم رو درست خواهید یافت و همیشه و همه جا خواهید دید برخورد ِ نوترون به هسته ی ِ اورانیوم باعث ِ شکافت ِ هسته خواهد شد و.....

اما خیلی از موجودات این طوری نیستند! مثلا سرعت ِ ذرات این طوری نیست و یا ثابت ِ هابل تغییر می کنه و ....

یک چیزی هم هست که البته دلیلی براش ندارم اما به نظرم درست و معقول می رسه:

زمان چیز ِ عجیبی نیست! اگر بشه چیزی مستقل از زمان یافت میشه مستقل از مکان هم یافت. و خیلی چیزهای ِ دیگه. برتری دادن ِ زمان به مکان یا بر عکس کار ِ عاقلانه ای نیست!



این چیزی که دارید می گید باز هم بیان ِ دیگری از نسبیت هستش ( که درست هم می گید!) اما این جواب خیلی کلیه! می شه خیلی جزئی تر از این هم حرف زد.

با سپاس

منظورم کمیت ها بود و تعاریف ما ، یعنی همانطور که سرعت نور بستگی به ناظر ندارد ، چه کمیت فیزیکی را میتوانیم نام ببریم که به طور کامل بتواند بدون در نظر گرفتن المان زمان قابل تعریف باشد ؟

البته سرعت نور نیز برای ناظر های با شرایط خاص باید برابر باشد نه برای همه درسته ؟ یعنی اگر درست بگم برای یه جهان همگن .

الان که فکر میکنم ، یه سوال مهمتر دارم !! زمان رو چطور تعریف میکنیم ؟

[Ehsan]

با سپاس

منظورم کمیت ها بود و تعاریف ما ، یعنی همانطور که سرعت نور بستگی به ناظر ندارد ، چه کمیت فیزیکی را میتوانیم نام ببریم که به طور کامل بتواند بدون در نظر گرفتن المان زمان قابل تعریف باشد ؟

البته سرعت نور نیز برای ناظر های با شرایط خاص باید برابر باشد نه برای همه درسته ؟ یعنی اگر درست بگم برای یه جهان همگن .

اگر جهان نا همگن باشه بسیاری از فرضهای ِ فیزیکی به هم می خوره! مثلا کلا نسبیت ِ خاص یکی از اصولش اینه که جهان همگن و همسانگرد هستش. اما تا زمانی که نا همگنی ِ جهان به معادلات ِ ماکسول دست نزنند هنوز سرعت ِ نور همان سرعت ِ نور باقی میمونه! اما خوب! خیلی جاها هم ما با جهان نا همگن رو به رو هستیم!

اما سوال ِ جالبتون:

الان که فکر میکنم ، یه سوال مهمتر دارم !! زمان رو چطور تعریف میکنیم ؟

جوابی که از فیزیکدانهای ِ فلسفه نا دوست (!) خواهید شنید خیلی مایوس کننده و غیر جالب هستش:

به 9,192,631,770 نوسان ِ اتم ِ سزیم در حالت ِ پایه یک ثانیه اطلاق میشه!

یعنی ما موجودی داریم که می تونیم ببینیم داره تیک تاک می کنه. بعد فرض می کنیم این موجود همیشه تیک تاک خواهد کرد و بعد با شمردن ِ تیک تاک های ِ این موجود می فهمیم که زمان داره می گذره!

مثل ِ این که یک آبشار داریم که الی الابد قراره قطره قطره آب بریزه پایین بعد فرض می کنیم در همه ی ِ زمان ها این آبشار یک نرخ ِ ثابت(1) خواهد داشت و بعد با شمردن ِ قطرات می فهمیم که چه قدر زمان گذشته.
1:نرخ ِ ثابت نسبت به چی؟ می گیم نرخ چیه؟ جواب: قطره بر زمان! زمان چیه؟ تعداد ِ قطره ها! به یک دور رسیدیم! اگر قطره ها سریع تر بشند از کجا بفهمیم؟

خیلی از تعاریف این جوری به دور می رسند اما از نظر ِ همون دسته فیزیک دانها مهم نیست! آنچه مهمه اینه که ما می تونیم اندازه گیری کنیم. (اگر ساعت ِ ویژه و قابل ِ اندازه گیری ِ درونی داشتیم خیلی خوب بود!)

از این جا به بعد ِ متن کاملا نظر ِ شخصی هستش و هیچ اعتباری نداره!:

زمان بر اساس ِ کنش های ِ الکترومغناطیسی ِ موجود توی ِ مغز ِ ما داره می گذره! فرض کنید یک اتاق ِ در بسته داریم که شما توش نشستید و کلی ابزار ِ آزمایش ِ فیزیکی (که همه از جنس الکترومغناطیس هستند) دارید و من با یک بشکن ِ جادویی کاری می کنم که تمام ِ کنشهای ِ الکترومغناطیسی ِ داخل ِ اتاق سریعتر از بقیه ی ِ جهان بشه (سرعت ِ نور هم بالطبع بیشتر میشه) و از بیرون تماشاتون کنم!

می بینم که شما واکنشهای ِ سریعتری انجام میدید اما خودتون با هیچ آزمایش ِ الکترومغناطیسی یا با هیچ یک از حواستون نخواهید فهمید که زمان سریعتر شده! سرعت ِ نور رو هم همون مقدار ِقبلی اندازه گیری می کنید و.....

خلاصه در این مورد شما هیچ چیز ِ مطلقی ندارید که سرعت ِ گذشت ِ زمان رو نسبت به اون بسنجید (همون طور که هیچ چارچوب ِ مطلقی ندارید که مکانتون یا سرعتتون رو نسبت به اون بسنجید و همه ی ِ چارچوبها نسبی اند!) این که چنین تعاریف ِ مایوس کننده ای از زمان دیده میشه به همین خاطر هستش که هیچ زمان ِ مطلقی وجود نداره!

و اتفاقات و رویداد های ِ عجیبی که در نسبیت رخ میده (راجع به زمان و طول مثل ِکند شدن ِ ساعت ها) همش به این خاطر هستش که تعریف ِ ما از زمان بر اساس ِ کنش های ِ الکترومغناطیسی هستش و وقتی قوانین ِ الکترومغناطیس توی ِ دستگاه های ِ مختلف رفتار ِ عجیبی داشته باشند واضحه که زمان هم رفتارهای ِ عجیب و غریبی خواهد داشت.

[پیمان اکبرنیا]

بحث زمان از اون بحثهایی هست که همیشه برای من مایه ی تفکر و تعجب بوده!

به نظر میرسه زمان بسته به حال ما با آهنگهای متفاوتی میگذره. مثلا سر کلاس درسی که دوست نداریم حس میکنیم زمان کند میگذره و در بسیاری مواقع نیز زمان تند میگذره. همین باعث میشه که همون طور که آقا احسان گفتند ممکنه زمان را نوعی کنش بین مغز ما با محیط حس کنیم که بسته به شرایط متغییره.

نمیخوام از بحث دور بشم اما این آیه های قرآن که در اونها زمان به صورت نسبی مطرح میشه هم همیشه برام جالب بوده. مثل این آیه:

« آنان از تو می‌خواهند که در عذاب دادنشان شتاب شود در حالی که خداوند هرگز از وعده‌های خود تخلف نخواهد کرد و یک روز نزد پروردگارت، همانند هزار سال از سالهایی است که شما می‌شمرید.»

البته تفسیر چنین آیه هایی اون هم از جانب ما که تخصص نداریم کار بسیار اشتباهی است و نباید در فروم وارد این بحثها شد. من صرفا نقل کردم چون برام جالب بود