آزمایش های فکری اینشتین دیدگاه ما را نسبت به جهان تغییر داد

MacTavish · 10/9/19

آلبرت اینشتین، یکی از بزرگترین اندیشمندان قرن بیستم با معرفی مفاهیم انقلابی دیدگاه ما را نسبت به جهان فیزیکی، تغییر داد. آزمایش‌ های فکری پیش‌‌پا‌ افتاده‌ اینشتین، در بین محافل علمی جنجالی به پا کرد. توضیح مفاهیم پیچیده‌ی علمی و شرح آنها با اتفاقات روزمره از توانایی‌های اینشتین بود. او نام این آزمایش‌ها را، آزمایش های فکری نامگذاری کرد. گاهی اوقات مشاهده می‌شد که همین آزمایش های فکری کوچک موجب تغییر در معروف‌ترین نظریه‌های فیزیک می‌شدند. با گجت نیوز همراه باشید تا با هم نگاهی به 5 مورد از این آزمایش‌ ها، بیاندازیم.

تعقیب پرتو نور

اینشتین 16 سال بیشتر نداشت که این آزمایش را انجام داد. اگر با سرعت نور حرکت، و پرتو آن را دنبال کنیم، چه اتفاقی رخ می‌دهد؟ استدلال اینشتین این بود که، اگر بتوانید با این سرعت یعنی با سرعت نور حرکت کنید، آن را ثابت و بی‌حرکت مشاهده خواهید کرد، در حالی که تصور ثابت بودن نور، غیر ممکن است. اینشتین متوجه شد که به هیچ وجه سرعت پرتو نور کاهش نمی‌یابد و دائما در حال دور شدن از منبع خود با سرعت نور است. بنابراین چیز دیگری باید تغییر می‌کرد و آن چیزی نبود جز زمان. در نتیجه او از این آزمایش فکری به این پی برد که زمان نیز باید تغییر کند. این امر منجر به ایجاد زمینه‌ای، برای نظریه نسبیت در ذهن اینشتین شد. آزمایش های فکری

قطار و صاعقه آزمایش های فکری

خود را درون قطاری تصور کنید که، تازه به راه افتاده و با سرعت کم در حال پیمودن مسیر راه‌آهن است، شما نیز رو‌به‌روی پنجره‌ی قطار ایستاده، و در حال خداحافظی با دوست خود، که از سکوی راه آهن برای شما دست تکان می‌دهد، هستید. دو رعد برق به طور همزمان به ابتدا و انتهای قطار برخورد می‌کنند، دوست شما که در بیرون قطار و سکوی راه‌آهن قرار دارد، آن دو رعد و برق را در یک زمان خواهد دید، اما شما در آن لحظه به صاعقه‌ای نزدیک‌تر هستید که، به ابتدای قطار برخورد کرده و به سوی آن حرکت می‌کند، در نتیجه آن رعد و برق را زودتر مشاهد خواهید کرد. آزمایش های فکری

این آزمایش نشان می‌دهد که، گذر زمان نسبت به شخص در حال حرکت و شخص ثابت، متفاوت است و همین آزمایش فکری باعث شد، تا اینشتین در رابـ*ـطه و تقارن زمان – مکان تجدید‌ نظر کند، و شرایط ایجاد نظریه نسبیت را فراهم آورد.

دوقلوهای جدا از هم

آزمایش دو قلوهای جدا از هم، یکی از آزمایش‌هایی است که نظریه اتساع زمان اینشتین را اثبات می‌کند. به فاصله‌ی بسیار کمی، دو دوقلو از همدیگر متولد می‌شوند. در همین زمان یکی از آنها هنگام تولد، درون فضاپیمایی قرار داده و با سرعت نور به فضا پرتاپ می‌شود. بر اساس نظریه نسبیت اینشتین، اگر این فرد بعد از رسیدن به بلوغ در فضاپیما به زمین بازگردد، جفت دیگر که در زمین قرار دارد برای بازنشستگی خود آماده می‌شود. به این دلیل که، وقتی شما با سرعت نور حرکت می‌کنید، گذر زمان آهسته‌تر خواهد بود. آزمایش های فکری

آسانسور

تصور کنید که در درون آسانسوری شناور، و از اتفاقات بیرون آسانسور بی‌خبر هستید. بر اثر یک جابه‌جایی، ناگهان با کف آسانسور برخورد می‌کنید. به نظر شما آیا این طناب آسانسور است که شما را به طرف بالا می‌کشد یا اینکه جاذبه، آسانسور را به طرف پایین می‌کشد؟ در واقع علت هر دو می‌تواند یکسان باشد، و سرانجام اینشتین به این نتیجه رسید که تفاوتی بین شتاب و جاذبه وجود ندارد، و هر دو کاملا مفهوم یکسانی دارند. آزمایش قبلی ما را به این نتیجه رساند، که زمان و مکان مطلق نیستند، و اگر می‌بینیم که جابه‌جایی روی زمان و مکان تاثیر می‌گذارد و همچنین بین شتاب و جاذبه تفاوتی نیست، پس می‌توان گفت که جاذبه بر زمان و مکان نیز تاثیر می‌گذارد. نتیجه‌ای که اینشتین از این آزمایش گرفت، بعدها بخش بزرگی از نظریه نسبیت را شکل داد.

دو روی سکه

اینشتین همیشه سعی بر این داشت که با طراحی آزمایش‌ های فکری و مسائل گوناگون نظریه کوانتوم را به چالش کشد، او هیچ وقت طرفدار این نظریه نبود، و همیشه در پی رد این نظریه بود. اما آزمایش فکری دو روی سکه، پیشگامان نظریه کوانتوم را به چالش کشید و آنها را مجبور کرد که این نظریه را با جرئیات بیشتری منتشر کنند. آزمایش های فکری

فرض کنید دو سوی یک سکه‌ای به راحتی از همدیگر جدا می‌شوند، در این حال سکه را بالا انداخته و بدون نگاه کردن به آن، یک روی آن را به دوست خود می‌دهید، و سوی دیگری را در دست خود نگه می‌دارید. در این حال دوست شما با سرعت نور، با فضاپیما از آنجا دور می‌شود. شما با نگاه کردن به سوی سکه خود، متوجه می‌شوید که قسمت شیر مال شما است و قاعدتا سوی دیگر یعنی خط، در دست دوست شما می‌باشد. اگر دو سوی سکه را نامشخص فرض کنیم، سکه بر سرعت نور غلبه کرده و هر نیمه‌ای از سکه، مستقل از یکدیگر، می‌تواند روی نیمه دیگری بدون توجه به اینکه چند سال نوری از یکدیگر فاصله دارند، تاثیر بگذارد. آزمایش های فکری