گرانش در نگاه امروزی، نظریه های نسبیت خاص و عام اینشتین (2)
... شاید یک آزمایش ذهنی بتواند عدم انطباق نظریۀ نیوتون و نسبیت خاص را روشن کند. فرض کنید خورشید ناگهان از هستی محو شود. طبق قانون نیوتون این تغییر بلافاصله در کل جهان حس میشود، و بلادرنگ زمین در مسیری مماس از مدارش خارج میگردد. اینشتین دریافت که موضوع نباید به این شکل باشد. نه تنها ما مرگ خورشید را تا 31/8 دقیقه بعد نخواهیم فهمید - زمان لازم برای نور تا فاصله خورشید و زمین را بپیماید - بلکه زمین نیز باید تا آن مدت همچنان جاذبه خورشید را حس کند و تنها زمانی از مدار خارج شود که ما نیز دیگر خورشید را نمیبینیم. البته در اینجا فرض شده که اطلاعات میدان جاذبۀ خورشید با سرعت نور منتشر میگردد. درنتیجه، چیزی باید در فضا منتشر شود که اطلاعات مربوط به تغییر در میدان جاذبه را با خود حمل میکند. اینشتین وجود امواج گرانشی (Gravitational Waves) را برای حمل اینگونه اطلاعات پیشبینی نمود. در یکی از فصلهای بعد خواهیم دید که وجود این امواج بهطور غیرمستقیم نشان داده شده است، و احتمالاً دیری نخواهد پایید که شواهد مستقیم وجود آنها نیز بهدست آید.
این ایده از مقاله سال 1915 اینشتین به نام نظریۀ نسبیت عام[1] بیرون آمد. اساساً این تئوری، نظریۀ نسبیت گرانش است و در آن جاذبه مفهومی است استنباطی که با کمک آن مشاهدات خود را توضیح میدهیم. نسبیت عام ابراز میدارد که دلیل حرکت اجسام در مسیری غیر مستقیم در فضا، نیروی گرانش نیوتونی نیست؛ بلکه اجسام مسیر طبیعی خود را طی میکنند و این فضا است که بهواسطه حضور جرم «خمیده» شده است. (دقیقتر آن است که بگوییم فضا-زمان، اما این یک کتاب مقدماتی است!)
[1]- البته صحیح آن است که بگوئیم نظریه عام نسبیت، ویا به اختصار نسبیت عام.