📌آسانسور ، موشک و جاذبه: اصل معادل سازی
🔺اطلاعاتی در مورد اصلی که اینشتین به عنوان نقطه شروع برای توسعه نظریه نسبیت عام خود در نظر گرفت
مقاله ای از مارکوس پوزل
اصل معادل سازی: یک تعریف ساده شده
نیروهای جزر و مدی ، و یک تعریف دقیق تر
قسمت اول
🔺در سال 1905 ، آلبرت اینشتین در نظریه نسبیت خاص ، چارچوبی جدید برای قوانین فیزیک ایجاد کرد با این حال ، به نظر می رسد یک جنبه از فیزیک با ایده های جدید او ناسازگار است:
➖ نیروی گرانشی که توسط قانون جاذبه نیوتن توصیف شده است. نسبیت خاص چارچوبی جدید برای فیزیک ارائه می دهد فقط در صورتی که جاذبه حذف شود. سالها بعد ، انیشتین موفق شد گرانش و ایده های نسبی گرایانه خود را در مورد فضا و زمان یکی کند. و نتیجه نسبیت عام ، یک نظریه جدید انقلابی دیگر بود .
اولین قدم انیشتین در جهت نسبیت عام این بود که متوجه شد ، حتی در یک میدان گرانشی ، چهارچوبهای مرجعی وجود دارد که در آنها گرانش تقریباً وجود ندارد. در نتیجه ، فیزیک تحت قوانین نسبیت خاص بدون گرانش اداره می شود-حداقل تا حدودی ، و تنها در صورتی که مشاهدات را به یک منطقه کوچک از فضا و زمان محدود کنید. این از آن چیزی که اینشتین به عنوان اصل هم ارزی خود فرمول بندی کرده است ناشی می شود که به نوبه خود از پیامدهای سقوط آزاد الهام گرفته است.
در تعریف اصل هم ارزی ، ظرافت های خاصی وجود دارد که در پاراگراف بالا ، تنها اشاره شده اند ("تقریبا" ، "منطقه کوچک"). اجازه دهید آنها را کمی بیشتر نادیده بگیریم و با یک نسخه ساده شده از اصل ، با مجموعه ای ساده از آزمایشات فکری شروع کنیم.
🔺اصل معادل سازی: یک تعریف ساده شده
تصور کنید که شما در آسانسور هستید یا دقیقتر بگوییم در داخل کابین آسانسور هستید و از دنیای خارج جدا شده اید. اگر جسمی را بردارید و بگذارید بیفتد ، روی زمین می افتد ، دقیقاً همانطور که با توجه به تجربیات خود در زمین انتظار دارید. آیا این بدان معناست که آسانسور واقعاً در یک میدان گرانشی مانند زمین قرار دارد - همانطور که در تصویر¹ زیر نشان داده شده است؟
تصویر ¹
لزوماً اینطور نیست از لحاظ تئوری ، شما می توانید در فضای عمیق باشید ، به دور از همه غلظت های قابل توجه جرم و تأثیر گرانشی آنها. اتاقی که در آن هستید می تواند یک کابین روی یک موشک باشد - به شرطی که موتورهای موشک دقیقاً با سرعت مناسب کار کنند تا موشک را با سرعت 9.81 متر بر ثانیه شتاب دهند. این در تصویر زیر ترسیم شده است:
تصویر²
در چنین شرایطی ، اگر جسمی را رها کنید ، کف کابین با 9.81 متر بر ثانیه به سمت آن جسم شتاب می گیرد - دقیقاً همان شتاب سقوط آزاد در اینجا. از نقطه نظر شما به عنوان ناظری که روی کف کابین ایستاده است ، نمی توانید بین این دو حالت تمایز قائل شوید: آیا آن اشیاء به سمت جسمی پرجرمی همچون زمین می افتند؟ یا کف کابین به سمت آنها شتاب می گیرد؟
تصویر³
بی وزنی نیز مشکلی مشابه ایجاد می کند. تصور کنید که آزادانه در داخل آسانسور شناور هستید. در اطراف شما ، اجسام دیگر نیز شناور هستند و شما احساس بی وزنی می کنید. آیا این بدان معناست که شما از همه تأثیرات گرانشی ، از همه ستارگان ، سیارات و دیگر اجرام عظیم ، در جایی در اعماق فضا دور هستید؟
باز هم ، نمی توانید مطمئن باشید. متناوباً ، شما و آسانسور می توانید در میدان گرانشی یک جرم ، به عنوان مثال در زمین ، تا زمانی که آسانسور در سقوط آزاد باشد قرار بگیرید.
📌 @HIGGS_FIELD
🔺اطلاعاتی در مورد اصلی که اینشتین به عنوان نقطه شروع برای توسعه نظریه نسبیت عام خود در نظر گرفت
مقاله ای از مارکوس پوزل
اصل معادل سازی: یک تعریف ساده شده
نیروهای جزر و مدی ، و یک تعریف دقیق تر
قسمت اول
🔺در سال 1905 ، آلبرت اینشتین در نظریه نسبیت خاص ، چارچوبی جدید برای قوانین فیزیک ایجاد کرد با این حال ، به نظر می رسد یک جنبه از فیزیک با ایده های جدید او ناسازگار است:
➖ نیروی گرانشی که توسط قانون جاذبه نیوتن توصیف شده است. نسبیت خاص چارچوبی جدید برای فیزیک ارائه می دهد فقط در صورتی که جاذبه حذف شود. سالها بعد ، انیشتین موفق شد گرانش و ایده های نسبی گرایانه خود را در مورد فضا و زمان یکی کند. و نتیجه نسبیت عام ، یک نظریه جدید انقلابی دیگر بود .
اولین قدم انیشتین در جهت نسبیت عام این بود که متوجه شد ، حتی در یک میدان گرانشی ، چهارچوبهای مرجعی وجود دارد که در آنها گرانش تقریباً وجود ندارد. در نتیجه ، فیزیک تحت قوانین نسبیت خاص بدون گرانش اداره می شود-حداقل تا حدودی ، و تنها در صورتی که مشاهدات را به یک منطقه کوچک از فضا و زمان محدود کنید. این از آن چیزی که اینشتین به عنوان اصل هم ارزی خود فرمول بندی کرده است ناشی می شود که به نوبه خود از پیامدهای سقوط آزاد الهام گرفته است.
در تعریف اصل هم ارزی ، ظرافت های خاصی وجود دارد که در پاراگراف بالا ، تنها اشاره شده اند ("تقریبا" ، "منطقه کوچک"). اجازه دهید آنها را کمی بیشتر نادیده بگیریم و با یک نسخه ساده شده از اصل ، با مجموعه ای ساده از آزمایشات فکری شروع کنیم.
🔺اصل معادل سازی: یک تعریف ساده شده
تصور کنید که شما در آسانسور هستید یا دقیقتر بگوییم در داخل کابین آسانسور هستید و از دنیای خارج جدا شده اید. اگر جسمی را بردارید و بگذارید بیفتد ، روی زمین می افتد ، دقیقاً همانطور که با توجه به تجربیات خود در زمین انتظار دارید. آیا این بدان معناست که آسانسور واقعاً در یک میدان گرانشی مانند زمین قرار دارد - همانطور که در تصویر¹ زیر نشان داده شده است؟
تصویر ¹
لزوماً اینطور نیست از لحاظ تئوری ، شما می توانید در فضای عمیق باشید ، به دور از همه غلظت های قابل توجه جرم و تأثیر گرانشی آنها. اتاقی که در آن هستید می تواند یک کابین روی یک موشک باشد - به شرطی که موتورهای موشک دقیقاً با سرعت مناسب کار کنند تا موشک را با سرعت 9.81 متر بر ثانیه شتاب دهند. این در تصویر زیر ترسیم شده است:
تصویر²
در چنین شرایطی ، اگر جسمی را رها کنید ، کف کابین با 9.81 متر بر ثانیه به سمت آن جسم شتاب می گیرد - دقیقاً همان شتاب سقوط آزاد در اینجا. از نقطه نظر شما به عنوان ناظری که روی کف کابین ایستاده است ، نمی توانید بین این دو حالت تمایز قائل شوید: آیا آن اشیاء به سمت جسمی پرجرمی همچون زمین می افتند؟ یا کف کابین به سمت آنها شتاب می گیرد؟
تصویر³
بی وزنی نیز مشکلی مشابه ایجاد می کند. تصور کنید که آزادانه در داخل آسانسور شناور هستید. در اطراف شما ، اجسام دیگر نیز شناور هستند و شما احساس بی وزنی می کنید. آیا این بدان معناست که شما از همه تأثیرات گرانشی ، از همه ستارگان ، سیارات و دیگر اجرام عظیم ، در جایی در اعماق فضا دور هستید؟
باز هم ، نمی توانید مطمئن باشید. متناوباً ، شما و آسانسور می توانید در میدان گرانشی یک جرم ، به عنوان مثال در زمین ، تا زمانی که آسانسور در سقوط آزاد باشد قرار بگیرید.
📌 @HIGGS_FIELD
❤1
📌آسانسور ، موشک و جاذبه: اصل معادل سازی
🔺اطلاعاتی در مورد اصلی که اینشتین به عنوان نقطه شروع برای توسعه نظریه نسبیت عام خود در نظر گرفت
مقاله ای از مارکوس پوزل
اصل معادل سازی: یک تعریف ساده شده
نیروهای جزر و مدی ، و یک تعریف دقیق تر
قسمت دوم
در این صورت شما و همه چیزهای دیگر داخل آسانسور و خود آسانسور دقیقاً با همان سرعت شتاب می گیرند تا در داخل ، هیچ اثری از جاذبه تشخیص داده نشود. نسبت به آسانسور ، همه آن اجسام وفادارانه موقعیت نسبی خود را حفظ می کنند (یا با سرعت ثابت حرکت می کنند) ، درست مانند یک منطقه فاقد گرانش از فضا. شما ، به عنوان سرنشین آسانسور ، احساس بی وزنی خواهید کرد - به هر حال ، در یک وضعیت معمولی در روی زمین ، وزن خود را احساس می کنید زیرا گرانش بدن شما را به سمت پایین می کشد و هر قسمتی از بدن شما که وزن شما را بر روی زمین میفشارد نیروی گرانش را احساس می کند . در آسانسور در حال سقوط ، سر و کف پای شما به طور موازی ، با سرعت یکسان سقوط می کنند:
تصویر⁴
این نوعی بی وزنی است ، برای مثال ، توسط فضانوردان در ایستگاه فضایی بین المللی (ISS). از این گذشته ، اینطور نیست که ایستگاه فضایی و خدمه از میدان گرانشی زمین فرار کرده باشند - در آن ارتفاع خاص ، نیروی نیروی گرانشی هنوز 90 درصد به اندازه سطح زمین قوی است. بی وزنی فضانوردان به این دلیل است که همراه با ایستگاه خود ، در سقوط آزاد هستند. نه در نوع سقوط آزاد که آنها را مستقیماً به سمت زمین می برد ، بلکه در سقوط آزاد که آنها را در مدار زمین می چرخاند.
بنابراین ، در داخل آسانسور ، ما نمی توانیم تصمیم بگیریم که در یک میدان گرانشی هستیم یا نه. این که آیا اجسام به سمت زمین شتاب می گیرند یا نه یک موضوع مرجع است:
حتی در فضایی بدون جاذبه ، اگر اتاقی که در آن هستیم شتاب می گیرد ، اجسام به سمت زمین سقوط می کنند. برعکس ، حتی در یک میدان گرانشی ، تا زمانی که آسانسور در سقوط آزاد است ، اجسام بدون جاذبه در فضا حرکت می کنند.
انیشتین متقاعد شد که این ناتوانی در تشخیص منطقه ای با میدان گرانشی از خارج تنها محدود به مشاهدات افتادن اجسام نیست. وی تصریح کرد که این روش برای هر اندازه گیری فیزیکی اصلاً صادق است:
هیچ آزمایشی ، هیچ بهره برداری هوشمندانه از قوانین فیزیک ، به گفته وی ، نمی تواند به ما بگوید که آیا ما در فضای آزاد هستیم یا در یک میدان گرانشی. این عبارت را اصل معادل سازی می نامند. یکی از پیامدها:
در یک چارچوب مرجع که در سقوط آزاد است ، قوانین فیزیک همانند آن است که انگار هیچ جاذبه ای وجود نداشته باشد - قوانین فیزیک آنهایی هستند که نسبیت خاصی دارند!
🔺نیروهای جزر و مدی ، و یک تعریف دقیق تر
تا اینجا ، از جهات مختلف بسیار ساده توضیح دادیم . به طور دقیق ، همه آنچه در مورد معادل جاذبه و شتاب گفته شد ، فقط در زمینه های گرانشی که کاملاً همگن هستند صادق است. فقط در میدان های گرانشی همگن ، همه اجسام - بر حسب تعریف - دقیقاً به همان شیوه ، یعنی دقیقاً در یک جهت و با سرعت یکسان ، شتاب می گیرند. در نتیجه ، این حقیقت دارد که محقق داخل کابین نمی تواند شتاب را از گرانش تشخیص دهد. اما میدان های گرانشی واقعی همیشه تا حدی ناهمگن هستند.
به عنوان مثال ، میدان گرانشی زمین را در نظر بگیرید. درست است که ، با مشاهده آزمایش هایی که تنها بخش بسیار بسیار کمی از مساحت کل زمین را در بر می گیرند ، میدان گرانشی ، به تقریب خوب ، همگن است:
همه اجسام در امتداد مسیرهای موازی به زمین می افتند ، در همان جهت ("پایین") و با شتاب یکسان (حداقل تا زمانی که می توان اثرات اصطکاک هوا را نادیده گرفت). اما اگر دقیق تر نگاه کنیم ، وضعیت کمی پیچیده تر است. در اینجا مثالی وجود دارد که انحراف از همگنی به وضوح قابل مشاهده است - یک آسانسور واقعاً غول پیکر که شامل دو کره است که همه به سمت زمین سقوط می کنند:
تصویر ⁵
این مثال فوق العاده به وضوح نشان می دهد: آسانسور و کره ها به طور موازی سقوط نمی کنند. در عوض ، آنها به سمت یک نقطه ، مرکز ثقل زمین ، سقوط می کنند. و در حالی که یک ناظر در داخل آسانسور جزء نزولی مشترک سقوط را نمی بیند ، متوجه می شود که دو کره کمی به هم نزدیک می شوند.
📌 @HIGGS_FIELD
🔺اطلاعاتی در مورد اصلی که اینشتین به عنوان نقطه شروع برای توسعه نظریه نسبیت عام خود در نظر گرفت
مقاله ای از مارکوس پوزل
اصل معادل سازی: یک تعریف ساده شده
نیروهای جزر و مدی ، و یک تعریف دقیق تر
قسمت دوم
در این صورت شما و همه چیزهای دیگر داخل آسانسور و خود آسانسور دقیقاً با همان سرعت شتاب می گیرند تا در داخل ، هیچ اثری از جاذبه تشخیص داده نشود. نسبت به آسانسور ، همه آن اجسام وفادارانه موقعیت نسبی خود را حفظ می کنند (یا با سرعت ثابت حرکت می کنند) ، درست مانند یک منطقه فاقد گرانش از فضا. شما ، به عنوان سرنشین آسانسور ، احساس بی وزنی خواهید کرد - به هر حال ، در یک وضعیت معمولی در روی زمین ، وزن خود را احساس می کنید زیرا گرانش بدن شما را به سمت پایین می کشد و هر قسمتی از بدن شما که وزن شما را بر روی زمین میفشارد نیروی گرانش را احساس می کند . در آسانسور در حال سقوط ، سر و کف پای شما به طور موازی ، با سرعت یکسان سقوط می کنند:
تصویر⁴
این نوعی بی وزنی است ، برای مثال ، توسط فضانوردان در ایستگاه فضایی بین المللی (ISS). از این گذشته ، اینطور نیست که ایستگاه فضایی و خدمه از میدان گرانشی زمین فرار کرده باشند - در آن ارتفاع خاص ، نیروی نیروی گرانشی هنوز 90 درصد به اندازه سطح زمین قوی است. بی وزنی فضانوردان به این دلیل است که همراه با ایستگاه خود ، در سقوط آزاد هستند. نه در نوع سقوط آزاد که آنها را مستقیماً به سمت زمین می برد ، بلکه در سقوط آزاد که آنها را در مدار زمین می چرخاند.
بنابراین ، در داخل آسانسور ، ما نمی توانیم تصمیم بگیریم که در یک میدان گرانشی هستیم یا نه. این که آیا اجسام به سمت زمین شتاب می گیرند یا نه یک موضوع مرجع است:
حتی در فضایی بدون جاذبه ، اگر اتاقی که در آن هستیم شتاب می گیرد ، اجسام به سمت زمین سقوط می کنند. برعکس ، حتی در یک میدان گرانشی ، تا زمانی که آسانسور در سقوط آزاد است ، اجسام بدون جاذبه در فضا حرکت می کنند.
انیشتین متقاعد شد که این ناتوانی در تشخیص منطقه ای با میدان گرانشی از خارج تنها محدود به مشاهدات افتادن اجسام نیست. وی تصریح کرد که این روش برای هر اندازه گیری فیزیکی اصلاً صادق است:
هیچ آزمایشی ، هیچ بهره برداری هوشمندانه از قوانین فیزیک ، به گفته وی ، نمی تواند به ما بگوید که آیا ما در فضای آزاد هستیم یا در یک میدان گرانشی. این عبارت را اصل معادل سازی می نامند. یکی از پیامدها:
در یک چارچوب مرجع که در سقوط آزاد است ، قوانین فیزیک همانند آن است که انگار هیچ جاذبه ای وجود نداشته باشد - قوانین فیزیک آنهایی هستند که نسبیت خاصی دارند!
🔺نیروهای جزر و مدی ، و یک تعریف دقیق تر
تا اینجا ، از جهات مختلف بسیار ساده توضیح دادیم . به طور دقیق ، همه آنچه در مورد معادل جاذبه و شتاب گفته شد ، فقط در زمینه های گرانشی که کاملاً همگن هستند صادق است. فقط در میدان های گرانشی همگن ، همه اجسام - بر حسب تعریف - دقیقاً به همان شیوه ، یعنی دقیقاً در یک جهت و با سرعت یکسان ، شتاب می گیرند. در نتیجه ، این حقیقت دارد که محقق داخل کابین نمی تواند شتاب را از گرانش تشخیص دهد. اما میدان های گرانشی واقعی همیشه تا حدی ناهمگن هستند.
به عنوان مثال ، میدان گرانشی زمین را در نظر بگیرید. درست است که ، با مشاهده آزمایش هایی که تنها بخش بسیار بسیار کمی از مساحت کل زمین را در بر می گیرند ، میدان گرانشی ، به تقریب خوب ، همگن است:
همه اجسام در امتداد مسیرهای موازی به زمین می افتند ، در همان جهت ("پایین") و با شتاب یکسان (حداقل تا زمانی که می توان اثرات اصطکاک هوا را نادیده گرفت). اما اگر دقیق تر نگاه کنیم ، وضعیت کمی پیچیده تر است. در اینجا مثالی وجود دارد که انحراف از همگنی به وضوح قابل مشاهده است - یک آسانسور واقعاً غول پیکر که شامل دو کره است که همه به سمت زمین سقوط می کنند:
تصویر ⁵
این مثال فوق العاده به وضوح نشان می دهد: آسانسور و کره ها به طور موازی سقوط نمی کنند. در عوض ، آنها به سمت یک نقطه ، مرکز ثقل زمین ، سقوط می کنند. و در حالی که یک ناظر در داخل آسانسور جزء نزولی مشترک سقوط را نمی بیند ، متوجه می شود که دو کره کمی به هم نزدیک می شوند.
📌 @HIGGS_FIELD
❤1
📌آسانسور ، موشک و جاذبه: اصل معادل سازی
🔺اطلاعاتی در مورد اصلی که اینشتین به عنوان نقطه شروع برای توسعه نظریه نسبیت عام خود در نظر گرفت
مقاله ای از مارکوس پوزل
اصل معادل سازی: یک تعریف ساده شده
نیروهای جزر و مدی ، و یک تعریف دقیق تر
قسمت سوم و پایانی
🔺این همان چیزی است که اثر جزر و مدی نامیده می شود. اثرات جزر و مدی چیزی است که به ناظری که آزادانه سقوط می کند می گوید که در یک میدان گرانشی ناهمگن قرار دارد و بنابراین قطعاً در فضایی بدون گرانش نیست. بنابراین ،" یک فرمول دقیق تر از اصل هم ارزی بیان می کند که در هر چارچوب مرجعی که آزادانه سقوط می کند ، قوانین فیزیک همانند نسبیت خاص است ، مادامی که بتوان از اثرات جزر و مدی چشم پوشی کرد."
در واقع می توان در مورد اینکه چگونه می توان جلوه های جزر و مدی را کوچک نگه داشت ، توضیح بیشتری داد:
اول از همه ، با محدود کردن تمام مشاهدات در یک منطقه کوچک از فضا: در انیمیشن بالا ، اثرات به وضوح قابل مشاهده است زیرا فاصله بین این دو کره ها چندان کوچکتر از فاصله آنها با زمین نیستند. برای کسی که روی زمین دو شی را در فاصله چند متری بیندازد ، عملاً قابل تشخیص نخواهد بود. از سوی دیگر ، اگر صرفاً گزیده ای کوتاه از انیمیشن فوق را مشاهده کنید ، به سختی خواهید دید که دو حوزه به سمت یکدیگر حرکت می کنند.
با درک اینکه آنچه که اهمیت دارد اندازه منطقه و مدت زمان مشاهدات ما است ، به یک فرمول منجر می شود که در آن اصل معادل سازی نه تنها یک تقریب مفید نیست ، بلکه دقیقاً درست است:
در یک فاصله زمانی بی نهایت کوچک ("بی نهایت کوچک") در منطقه ، همیشه می توان یک چارچوب مرجع پیدا کرد - یک کابین آسانسور بی نهایت کوچک ، که در مدت زمان بی نهایت کوتاهی مشاهده شد - که در آن قوانین فیزیک همانند نسبیت خاص است. با انتخاب آسانسور كوچك و يك دوره كوتاه مشاهده ، مي توان تفاوت بين قوانين فيزيك در آن كابين و قوانين نسبيت خاص را به طور خودسرانه كوچك نگه داشت.
Reference
https://www.einstein-online.info/en/spotlight/equivalence_principle/
📌 @HIGGS_FIELD
🔺اطلاعاتی در مورد اصلی که اینشتین به عنوان نقطه شروع برای توسعه نظریه نسبیت عام خود در نظر گرفت
مقاله ای از مارکوس پوزل
اصل معادل سازی: یک تعریف ساده شده
نیروهای جزر و مدی ، و یک تعریف دقیق تر
قسمت سوم و پایانی
🔺این همان چیزی است که اثر جزر و مدی نامیده می شود. اثرات جزر و مدی چیزی است که به ناظری که آزادانه سقوط می کند می گوید که در یک میدان گرانشی ناهمگن قرار دارد و بنابراین قطعاً در فضایی بدون گرانش نیست. بنابراین ،" یک فرمول دقیق تر از اصل هم ارزی بیان می کند که در هر چارچوب مرجعی که آزادانه سقوط می کند ، قوانین فیزیک همانند نسبیت خاص است ، مادامی که بتوان از اثرات جزر و مدی چشم پوشی کرد."
در واقع می توان در مورد اینکه چگونه می توان جلوه های جزر و مدی را کوچک نگه داشت ، توضیح بیشتری داد:
اول از همه ، با محدود کردن تمام مشاهدات در یک منطقه کوچک از فضا: در انیمیشن بالا ، اثرات به وضوح قابل مشاهده است زیرا فاصله بین این دو کره ها چندان کوچکتر از فاصله آنها با زمین نیستند. برای کسی که روی زمین دو شی را در فاصله چند متری بیندازد ، عملاً قابل تشخیص نخواهد بود. از سوی دیگر ، اگر صرفاً گزیده ای کوتاه از انیمیشن فوق را مشاهده کنید ، به سختی خواهید دید که دو حوزه به سمت یکدیگر حرکت می کنند.
با درک اینکه آنچه که اهمیت دارد اندازه منطقه و مدت زمان مشاهدات ما است ، به یک فرمول منجر می شود که در آن اصل معادل سازی نه تنها یک تقریب مفید نیست ، بلکه دقیقاً درست است:
در یک فاصله زمانی بی نهایت کوچک ("بی نهایت کوچک") در منطقه ، همیشه می توان یک چارچوب مرجع پیدا کرد - یک کابین آسانسور بی نهایت کوچک ، که در مدت زمان بی نهایت کوتاهی مشاهده شد - که در آن قوانین فیزیک همانند نسبیت خاص است. با انتخاب آسانسور كوچك و يك دوره كوتاه مشاهده ، مي توان تفاوت بين قوانين فيزيك در آن كابين و قوانين نسبيت خاص را به طور خودسرانه كوچك نگه داشت.
Reference
https://www.einstein-online.info/en/spotlight/equivalence_principle/
📌 @HIGGS_FIELD
❤1
📌تقریر دقیق تر اصل هم ارزی جرم گرانشی و لختی با در نظر گرفتن اصل جزر و مدّی بیان می گردد.
"یک فرمول دقیق تر از اصل هم ارزی بیان می کند که در هر چارچوب مرجعی که آزادانه سقوط می کند ، قوانین فیزیک همانند نسبیت خاص است ، مادامی که بتوان از اثرات جزر و مدی چشم پوشی کرد."
قسمت اول
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4578
قسمت دوم
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4583
قسمت سوم
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4586
📌 @HIGGS_FIELD
"یک فرمول دقیق تر از اصل هم ارزی بیان می کند که در هر چارچوب مرجعی که آزادانه سقوط می کند ، قوانین فیزیک همانند نسبیت خاص است ، مادامی که بتوان از اثرات جزر و مدی چشم پوشی کرد."
قسمت اول
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4578
قسمت دوم
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4583
قسمت سوم
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4586
📌 @HIGGS_FIELD
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
📌علم کوانتوم و ابن عربی و هزار سال قبل ...
🔺نظر شما چیست؟!؟
#نظر
سخن کوتاه کنم به قول دکتر نیری :
" کسی که از مفاهیم ابتدایی و بنیادین فیزیک نظیر کار و نیرو و تکانه و اسپین و ... اطلاعی ندارد حق ندارد از #کوانتوم در جایگاه مدعی سخن بگوید "
💎 @HIGGS_FIELD
🔺نظر شما چیست؟!؟
#نظر
سخن کوتاه کنم به قول دکتر نیری :
" کسی که از مفاهیم ابتدایی و بنیادین فیزیک نظیر کار و نیرو و تکانه و اسپین و ... اطلاعی ندارد حق ندارد از #کوانتوم در جایگاه مدعی سخن بگوید "
💎 @HIGGS_FIELD
👍1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
📌ماده کوانتومی توپولوژيک دیگر چیست؟
🔺دیوید تولس، دانکن هالدین، و مایکل کاسترلیتس جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۱۶ را برنده شدند چون کشف کردند که حتی ماده میکروسکوپی هم در کوچکترین ابعاد رفتار و حالتهای ماکروسکوپی از خود نشان میدهد که توپولوژیک هستند. اما ... این یعنی چه؟ فان ژانگ در رمزگشایی کمی دانش پیچیده به شما کمک میکند.
💎 @HIGGS_FIELD
🔺دیوید تولس، دانکن هالدین، و مایکل کاسترلیتس جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۱۶ را برنده شدند چون کشف کردند که حتی ماده میکروسکوپی هم در کوچکترین ابعاد رفتار و حالتهای ماکروسکوپی از خود نشان میدهد که توپولوژیک هستند. اما ... این یعنی چه؟ فان ژانگ در رمزگشایی کمی دانش پیچیده به شما کمک میکند.
💎 @HIGGS_FIELD
📌 ماهیت کلاسیک فضا-زمان
🔺هنگام وارسی کلاسیک فضا-زمان وارد جزئیات ساختار مادّه و ذرات تشکیلدهندهی آن نمیشویم؛ آنچه برای ما اهمیت دارد، این است که بدانیم ذرات تشکیلدهندهی جهان بر چه اساسی با یکدیگر تعامل دارند و آیا این تعامل بر دیگر پدیدهها نیز اثر میگذارد یا خیر.
وقتی که آیزاک نیوتن مدل جهانی خود را در کتاب اصول فلسفهی طبیعی توضیح داد، همه چیز را مطلق فرض کرد؛ وی گفت فضا در ذات خود مطلق است و بدون نیاز به چیزی خارجی، در همه جا یکسان است. دیدگاه وی در فیزیک کلاسیک پذیرفته شد و حتی بسیاری از ابهامات مکانیک نیوتنی را از بین برد؛ اما بیش از هر چیزی به دستگاه مختصات سه بعدی دکارتی شبیه بود (دستگاه مختصاتی با سه محور X؛ Y؛ Z). در جهان نیوتنی، زمان همواره با نرخی ثابت در حرکت است و همانند فضا، با هیچ چیز خارجی ارتباط ندارد و در ذاتش مطلق است. (چیزی که بعد ها در نسبیت انیشتینی فرو ریخت ) گفتهی نیوتن نشان میداد که تجربه فضا و زمان برای امواج، ذرات، کوانتوم و حتی افراد یکسان است و تحت هیچ شرایطی تغییر نمیکند.
📌 @HIGGS_FIELD
🔺هنگام وارسی کلاسیک فضا-زمان وارد جزئیات ساختار مادّه و ذرات تشکیلدهندهی آن نمیشویم؛ آنچه برای ما اهمیت دارد، این است که بدانیم ذرات تشکیلدهندهی جهان بر چه اساسی با یکدیگر تعامل دارند و آیا این تعامل بر دیگر پدیدهها نیز اثر میگذارد یا خیر.
وقتی که آیزاک نیوتن مدل جهانی خود را در کتاب اصول فلسفهی طبیعی توضیح داد، همه چیز را مطلق فرض کرد؛ وی گفت فضا در ذات خود مطلق است و بدون نیاز به چیزی خارجی، در همه جا یکسان است. دیدگاه وی در فیزیک کلاسیک پذیرفته شد و حتی بسیاری از ابهامات مکانیک نیوتنی را از بین برد؛ اما بیش از هر چیزی به دستگاه مختصات سه بعدی دکارتی شبیه بود (دستگاه مختصاتی با سه محور X؛ Y؛ Z). در جهان نیوتنی، زمان همواره با نرخی ثابت در حرکت است و همانند فضا، با هیچ چیز خارجی ارتباط ندارد و در ذاتش مطلق است. (چیزی که بعد ها در نسبیت انیشتینی فرو ریخت ) گفتهی نیوتن نشان میداد که تجربه فضا و زمان برای امواج، ذرات، کوانتوم و حتی افراد یکسان است و تحت هیچ شرایطی تغییر نمیکند.
📌 @HIGGS_FIELD
📌فراسوی قضیه بل :
🔺 ترسیم جدیدی از محدودیتهای کوانتومی (قسمت دوم)
توسط حنانه سادات
همبستگی اندازهگیری شده بالاتر از سطح معروف به نابرابری بل بود و آزمایشهای بل با پیشبینیهای مکانیک کوانتومی سازگار بود. در نتیجه، ایده یک واقعیت پنهان محلی برای همیشه به خاک سپرده شد.
🔺فرضیات ضعیف، نظریه قوی
کار جدید، برگرفته از سنتی است که توسط بل آغاز شد، اما به یک آزمایش کمی متفاوت متکی است. آزمایشی که در اصل توسط یوجین ویگنر (Eugene Wigner) فیزیکدان طراحی شد. در آزمایش فکری ویگنر، شخصی که او را دوست ویگنر مینامیم، داخل آزمایشگاه است. دوست ویگنر حالت یک ذره را که در یک برهمنهی کوانتومی ( ترکیبی از دو حالت ۰ و ۱) است، اندازهگیری میکند. اندازهگیری، حالت کوانتومی ذره را به هر دو حالت ۰ یا ۱ تقلیل میدهد و نتیجه توسط دوست ویگنر ثبت میشود. خود ویگنر خارج از آزمایشگاه است.
از دیدگاه او، آزمایشگاه و دوستش ( با فرض اینکه همه آنها کاملا از اختلالات محیط جدا شده باشند) با یکدیگر، به تحول تدریجی کوانتومی ادامه میدهند. به هر حال مکانیک کوانتومی هیچ ادعایی در مورد اندازه سیستمی که نظریه به آن اعمال میشود، ندارد. در اصل این نظریه به ذرات بنیادی، خورشید، ماه و انسان اعمال میشود. ویگنر استدلال کرد که اگر مکانیک کوانتومی به طور جهانی قابل استفاده باشد، پس هم ذره و هم دوست ویگنر در همتنیده شده و در یک برهمنهی کوانتومی قرار دارند؛ حتی اگر اندازهگیری دوست ویگنر به ظاهر، اثر برهمنهی ذره را از بین ببرد. تناقضاتی که با آزمایش ویگنر ایجاد شد، سوالات اساسی و بسیار جالبی را مطرح نمود:
➖ چه چیزی را که منجر به یک اندازه گیری میشود، باید یک «فروپاشی» نام نهاد؟
آیا فروپاشی برگشتناپذیر است؟
همانند قضیه بل، محققان کار جدید، فرضیاتی به ظاهر واضح اما در عین حال دقیق دارند:
• آزمایشگران در انتخاب نوع اندازهگیریهایی که میخواهند انجام دهند، آزاد هستند.
• شما نمیتوانید سریعتر از سرعت نور، سیگنال ارسال کنید.
• نتایج اندازهگیریها، واقعیتهای مطلق و عینی برای همه ناظران هستند.
🔻توجه داشته باشید که این فرضیات «دوستی محلی» ویگنر، ضعیف تر از فرضیات بل هستند. محققان تصور نمیکنند که نوعی واقعیت قطعی در جهان کوانتومی وجود داشته باشد. هوارد وایزمن (Howard Wiseman)، مدیر مرکز دینامیک کوانتومی در دانشگاه گریفیث استرالیا و یکی از رهبران این پروژه جدید گفت:
اگر این آزمایش انجام شود و به نتیجه برسد، بدان معناست که ما واقعا مفهومی عمیقتر از قضیه بل در مورد واقعیت یافته ایم.
علاوه بر این، قضیه جدید مجموعه بزرگی از نابرابریهای ریاضی را مشخص میکند که شامل مواردی فراتر از فرمولبندیهای انجام شده توسط بل است. نورا تیشلر(Nora Tischler) عضو این گروه تحقیقاتی گفت:
ممکن است نابرابریهای بل نقض شود، اما نابرابریهای ما نقض نمیشود.
• بنابراین همانند بل میتوانیم سوال کنیم که اگر قوانین شناخته شده مکانیک کوانتومی را به این مجموعه آزمایشی جدید اعمال کنیم، چه نتیجهای حاصل خواهد شد؟
اگر قوانین مکانیک کوانتومی، جهانی باشند، به این معنی که هم برای اجسام بسیار کوچک و هم برای اجسام بزرگتر اعمال شوند؛ پس آزمایشها باید نابرابریها را نقض کنند. اگر آزمایشهای آینده این موضوع را تایید کنند، پس یکی از سه فرض باید اشتباه باشد و نظریه کوانتومی حتی عجیبتر از آزمایشهای قضیه بل است.
📌 @HIGGS_FIELD
🔺 ترسیم جدیدی از محدودیتهای کوانتومی (قسمت دوم)
توسط حنانه سادات
همبستگی اندازهگیری شده بالاتر از سطح معروف به نابرابری بل بود و آزمایشهای بل با پیشبینیهای مکانیک کوانتومی سازگار بود. در نتیجه، ایده یک واقعیت پنهان محلی برای همیشه به خاک سپرده شد.
🔺فرضیات ضعیف، نظریه قوی
کار جدید، برگرفته از سنتی است که توسط بل آغاز شد، اما به یک آزمایش کمی متفاوت متکی است. آزمایشی که در اصل توسط یوجین ویگنر (Eugene Wigner) فیزیکدان طراحی شد. در آزمایش فکری ویگنر، شخصی که او را دوست ویگنر مینامیم، داخل آزمایشگاه است. دوست ویگنر حالت یک ذره را که در یک برهمنهی کوانتومی ( ترکیبی از دو حالت ۰ و ۱) است، اندازهگیری میکند. اندازهگیری، حالت کوانتومی ذره را به هر دو حالت ۰ یا ۱ تقلیل میدهد و نتیجه توسط دوست ویگنر ثبت میشود. خود ویگنر خارج از آزمایشگاه است.
از دیدگاه او، آزمایشگاه و دوستش ( با فرض اینکه همه آنها کاملا از اختلالات محیط جدا شده باشند) با یکدیگر، به تحول تدریجی کوانتومی ادامه میدهند. به هر حال مکانیک کوانتومی هیچ ادعایی در مورد اندازه سیستمی که نظریه به آن اعمال میشود، ندارد. در اصل این نظریه به ذرات بنیادی، خورشید، ماه و انسان اعمال میشود. ویگنر استدلال کرد که اگر مکانیک کوانتومی به طور جهانی قابل استفاده باشد، پس هم ذره و هم دوست ویگنر در همتنیده شده و در یک برهمنهی کوانتومی قرار دارند؛ حتی اگر اندازهگیری دوست ویگنر به ظاهر، اثر برهمنهی ذره را از بین ببرد. تناقضاتی که با آزمایش ویگنر ایجاد شد، سوالات اساسی و بسیار جالبی را مطرح نمود:
➖ چه چیزی را که منجر به یک اندازه گیری میشود، باید یک «فروپاشی» نام نهاد؟
آیا فروپاشی برگشتناپذیر است؟
همانند قضیه بل، محققان کار جدید، فرضیاتی به ظاهر واضح اما در عین حال دقیق دارند:
• آزمایشگران در انتخاب نوع اندازهگیریهایی که میخواهند انجام دهند، آزاد هستند.
• شما نمیتوانید سریعتر از سرعت نور، سیگنال ارسال کنید.
• نتایج اندازهگیریها، واقعیتهای مطلق و عینی برای همه ناظران هستند.
🔻توجه داشته باشید که این فرضیات «دوستی محلی» ویگنر، ضعیف تر از فرضیات بل هستند. محققان تصور نمیکنند که نوعی واقعیت قطعی در جهان کوانتومی وجود داشته باشد. هوارد وایزمن (Howard Wiseman)، مدیر مرکز دینامیک کوانتومی در دانشگاه گریفیث استرالیا و یکی از رهبران این پروژه جدید گفت:
اگر این آزمایش انجام شود و به نتیجه برسد، بدان معناست که ما واقعا مفهومی عمیقتر از قضیه بل در مورد واقعیت یافته ایم.
علاوه بر این، قضیه جدید مجموعه بزرگی از نابرابریهای ریاضی را مشخص میکند که شامل مواردی فراتر از فرمولبندیهای انجام شده توسط بل است. نورا تیشلر(Nora Tischler) عضو این گروه تحقیقاتی گفت:
ممکن است نابرابریهای بل نقض شود، اما نابرابریهای ما نقض نمیشود.
• بنابراین همانند بل میتوانیم سوال کنیم که اگر قوانین شناخته شده مکانیک کوانتومی را به این مجموعه آزمایشی جدید اعمال کنیم، چه نتیجهای حاصل خواهد شد؟
اگر قوانین مکانیک کوانتومی، جهانی باشند، به این معنی که هم برای اجسام بسیار کوچک و هم برای اجسام بزرگتر اعمال شوند؛ پس آزمایشها باید نابرابریها را نقض کنند. اگر آزمایشهای آینده این موضوع را تایید کنند، پس یکی از سه فرض باید اشتباه باشد و نظریه کوانتومی حتی عجیبتر از آزمایشهای قضیه بل است.
📌 @HIGGS_FIELD
❤1
Forwarded from کوانتوم مکانیک🕊
📌فراسوی قضیه بل :
قسمت اول
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4559
قسمت دوم
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4597
قسمت اول
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4559
قسمت دوم
https://news.1rj.ru/str/higgs_field/4597
📌سفر برای تعریف ابعاد
توسط دیوید ریچسون
کوانتامگزین
پارت دوم
🔺 یک رویکرد رایج:
فرض کنید جهان قابل شناخت ما یک صفحه دو بعدی در فضای سه بعدی است. یک توپ جامد که بر فراز صفحه معلق است برای ما نامرئی است. اما در صورت تماس با صفحه ، نقطه ای ظاهر می شود. با ادامه حرکت در سطح صفحه ، یک دیسک مدور رشد می کند تا به حداکثر اندازه خود برسد. سپس کوچک شده و ناپدید می شود. از طریق این مقطع است که ما سه شکل را می بینیم.
ساکن صفحه فقط مقطع اجسام سه بعدی را می بیند.
به همین ترتیب ، در جهان سه بعدی آشنا ما ، اگر یک توپ چهار بعدی از عالم سه بعدی ما عبور کند به صورت یک نقطه ظاهر می شود ، به یک توپ جامد تبدیل می شود ، در نهایت به شعاع کامل آن می رسد ، سپس کوچک می شود و ناپدید می شود. این به ما حس شکل چهار بعدی را می دهد ، اما روش های دیگری برای تفکر در مورد چنین اشکالی وجود دارد.
📌 @HIGGS_FIELD
توسط دیوید ریچسون
کوانتامگزین
پارت دوم
🔺 یک رویکرد رایج:
فرض کنید جهان قابل شناخت ما یک صفحه دو بعدی در فضای سه بعدی است. یک توپ جامد که بر فراز صفحه معلق است برای ما نامرئی است. اما در صورت تماس با صفحه ، نقطه ای ظاهر می شود. با ادامه حرکت در سطح صفحه ، یک دیسک مدور رشد می کند تا به حداکثر اندازه خود برسد. سپس کوچک شده و ناپدید می شود. از طریق این مقطع است که ما سه شکل را می بینیم.
ساکن صفحه فقط مقطع اجسام سه بعدی را می بیند.
به همین ترتیب ، در جهان سه بعدی آشنا ما ، اگر یک توپ چهار بعدی از عالم سه بعدی ما عبور کند به صورت یک نقطه ظاهر می شود ، به یک توپ جامد تبدیل می شود ، در نهایت به شعاع کامل آن می رسد ، سپس کوچک می شود و ناپدید می شود. این به ما حس شکل چهار بعدی را می دهد ، اما روش های دیگری برای تفکر در مورد چنین اشکالی وجود دارد.
📌 @HIGGS_FIELD