ارسطو و گالیله هر دو حركت آونگ را می‌دیدند امّا ذهنیّت فلسفی آن‌ها باعث می‌شد كه تفسیرهای گوناگونی از آن داشته باشند. توماس کوهن

آیا قوانین طبیعت نسبت به فضا زمان ناوردا هستند؟ (2)

نوشته شده توسط :رضا اخلاقی
دوشنبه 29 شهریور 1395-10:31 ق.ظ


تعریف زمان:" از آنجایی كه ما معرفت خود را از چیزهای مركب از چیز های بسیط بیرون می كشیم ما نیز معرفت خود را دربارهء ازلیت از زمان بیرون می كشیم كه اندازهء تغییر را در قبل وبعد نشان می دهد.در همهء تغییرات یك تواتر وجود دارد،هر جزء در پی دیگری می آید،واز شماره گذاری اجزاء پسین وپیشین مفهوم زمان درك می شود كه تنها شكل شماره مند مفهوم قبل وبعد درفرآیند تغییر است"

مفهوم دو گانه فضا:

  1.  در مفهوم اول فضا به عنوان یك سیستم مختصات با یك ساختار ریاضی محض مشخص می شودبدون اینكه ویژگی قیزیكی داشته باشد البته امكان تفسیر فیزیكی خواهد داشت.

  2. فضادر مفهوم دوم  به عنوان فضای فیزیكی یك چارچوب مرجع فیزیكی از یك سییستم مختصات است كه مدل فیزیكی از سیستم مختصات می بایست تفسیر فیزیكی داشته باشدبه این معنی كه می بایست یك استاندارد برای طول یا یا یك واحد اندازه گیری برای فاصله وجود داشته باشد.

    اگر چه این قرار دادی است كه كدام استاندارد یا واحد را برای برای فاصله انتخاب كنیم اما ویژگی های آن قرار دادی نخواهد بود(به طور مثال می توان جسمش را  طوری انتخاب كرد كه كاملا صلب نباشد) توجه به این نكته ضروری است كه فضای فیزیكی «فضایی» است كه، در جهان واقع است یا بخشی از آن است وتنها ظرفی مستقل از اشیاء فیزیكی كه در جهان هستند نیست.مطابق معادلات اینشتین ، فضا زمان در جهان ما از هندسهء‌ریمانی تبعیت می كند.

زمان: مفهوم دوگانه از زمان:

  1. زمان در مفهوم اول ثبت وقوع روی داد ها با ترتیب فیزیكی ومنطقی بدون داشتن ویژگی های فیزیكی است كه البته امكان تفسیر فیزیكی برای آن وجود دارد.ویژگی ریاضی ومنطقی ترتیب بخش محدودی از زمان است كه می تواند به شكل زیر نشان داده شود:x از yروی داده است یا y قبل تر از x روی داده است یا xوyهمزمان بوده اند

  2. زمان در مفهوم فیزیكی یعنی زمانی كه به وسیلهء یك ساعت به عنوان زمان عالم نشان داده می شود.البته بدون این فرض كه زمانی كه عالم نشان می دهد زمان عالم است یا حتی یك زمان یكتا برای عالم وجود دارد.یك مدل ریاضی از ثبت روی داد ها به علاوه می بایست تفسیری ارائه دهد كه تعریفی برای زمان استاندارد فیزیكی یا به عبارت دیگر واحدی برای زمان ارائه دهد.این امر به وسیلهء فرآیند هایی از یك نظم معین تبعیت می كند امكان پذیر است..مثل حركت های پریودیك یا یكنواخت.

واحد زمان می تواند به كمك حركت های یكنواخت با فواصل مساوی نشان داده شود چرا كه معادل با فواصل    مساوی زمانی هستندالبته این پیش فرض فیزیكی را در مفهوم فیزیكی یا فضا از مفهوم اندازه گیری نیز داشتیم كه .به عبارت دیگر دو روی داد eوe'(در مكان های AوB)در یك زمان اتفاق می افتند.اگر آن ها به وسیلهء پرتو های نوری كه به وسیلهء منبع نوری كه در میان فاصلهء A و B ساطع شده باشند  به واقع توصیف اینشتین دو ساعت نسبت A وB هم زمان هستند اگر:

4-آیا قانون طبیعت نسبت به فضا وزمان ناوردا است؟

پاسخ های پشنهادی: پاسخ به این پرسش در این سطوح امكان پذیر است:

  1. ناوردایی تحت تبدیل های داخلی

  2. ناوردایی تحت تبدیلهای لخت یا اینرسیال1(تبدیل های گالیله ای)

  3. ناوردایی تحت تبدیل های لخت یا اینرسیال2(تبدیل های لورتس ونسبیت خاص)

  4. ناوردایی تحت تبدیل های دلخواه فضا وزمان

نكته هایی كلی پیرامون ناوردایی:

  1. در مفهوم كلی ،یك قانون ناورداست اگر وقتی دیگر چیز ها تغییر می كنند تغییر نپذیرد.

  2. در یك مفهوم خاص،یك قانون طبیعت ناوردا است اگر اگر وقتی فضا و زمان تغییر می كند ناوردا بماند.

  3. در مفهومی كه كلی تر از (2) ولی خاص تر از (1) است یك قانون طبیعت ناوردا است اگر در تغییر چارچوب مرجع فیزیكی خود ناوردا بماند.

برخی دیگر از انواع ناوردایی وجود دارد :

  1. تقارن های دینامیكال علاوه  بر تقارن هایی كه در فضا و زمان ذكر شدبرخی از سیستم ها دارای تقارن هایی هستندكه تقارن های دینامیك یا داخلی نامیده می شودجالب ترین آنها مثال «كپلر »بودبه معنی حركت یك ذره در یك میدان پتانسیل 1/r

  2. ناوردایی در شكل:تغییر دیگری كه درسسیتم مختصات روی می دهد و شكل قانون را تغییر می دهد مثل تغییر مختصات دكارتی به كروی


ناوردایی تحت تبدیل های داخلی: پیش از صحبت راجع به انواع تبدیل می بایست بین دو نوع تبدیل تمایز قائل شد:

در نوع اول از تبدیل ، مختصه هایی  فضا وزمانی كه  منطبق بر یك چارچوب مرجع هستنددر اثر تبدیل تغییر می كنند.

در نوع دوم تبدیل سرعت میدانی كه چارچوب مرجع را مشخص می كنند در اثر تبدیل  تغییر می كند.

نوع اول، تبدیل داخلی نامیده می شودو چیزی جز تبدیل مختصهء  مربوط به ان با مختصهء جدیدی كه  در فاصلهء ثابت یا زاویهء ثابت از مختصهء اول واقع شده است، نیست.بنا بر این مختصهء فضا یعنی x  بامختصهء جدید یعنی     x' = x+a  عوض می شود و αزاویهء آن با α' = α+β خواهد بود.این نوع ناور دایی می توانیم بگوییم همواره جدا از میدان ها ونیرو هاست. كه در ان فضا همسان(isotopic)وزمان همگون (homogeneous) است.

ناوردایی تحت حركت های لخت : یك سیستم مرجع به دو طریق می توتند حركت كند:

1-به عنوان یك سیستم لخت بودن شتاب وبدون نیرو های لختی

2-به عنوان یك سیتم شتابدار با نیرو های لختی مر بوط به خودش

ناوردایی تحت حركت لخت: حركت گالیله ای: سیستم های مرجع لخت سیستم هایی هستند كه می توانند به صورت ذرات آزادی كه روی حركت می كنندنشان داده شوند. شرط چنین حركتی این است كه به فرض سرعت  سیستم های I وI' نسبت به هم مقدار ثابت v باشد

آشكارا  مفروض است  كه هیچ میدان نیرویی ، مثل نیروی گرانشی به ویژه میدان های همگون و همسان از بین می برند در نظر گرفته نشده است. این میدان ها اگر چه  ناوردایی فضا وز مان را به هم نمی زنند اما شروطی مثل همسانی فضا كه برای سیستم لخت هستند را از بین می برند.

بر مبنای این نتیجه ،می توانیم پاسخی از سطح دوم به سوال خود بدهیم:.هر قانون ناب طبیعت ، تحت تبدیلات متقابل چارچوب های با سرعت نسبی ثابت vناوردا خواهد بود.اگر ما فرض كنیم طبق قانون نیوتن یك پارامتر كلی t وجود دارند كه برای همهء سیتم های لخت واینرشیال یكی است تبدیل سیستم I(x, t) به سیستمI' (x', t') به وسیلهء تبدیل های گالیله ای معین می شود بنا بر این اگر این فرض را نكنیم-چنان كه اینشتین چنین كرد آنگاه تبدیل های گالیله ای می بایست با تبدیل لورنتس تعویض گردد روابط نیوتنی كه در بالا ذكر شد دیگر ناوردا نخواهند بود

  توجه به این نكته لازم است كه در ناوردایی گالیله سه فرض مهم وجود دارد:

1-مقیاس زمان در همهء سیتم های لخت یكی است.

2-همزمانی در همهء سیتم های لخت یكی است.

3-فاصله فضایی بین دو روی داد هم زمان در همهء سیستم های لخت یكی است.

ناوردایی تحت حركت های لخت:نسبیت خاص: مشكل اینشتین پرسشی پیرامون ناوردایی قوانین فیزیكی بود:آیا ممكن است كه بتوان هم قوانین مكانیك (تئوری نیوتن)و هم قوانین كلاسیك الكترومغناطیس (تئوری ماكسول) را طور ی صورت بندی كرد تا هر دوتحت تبدیل سیتم های لخت ناوردا باشند؟

از آنجا كه كه معادلات ماكسول تحت تبدیلات گالیله ناوردا نیستند سه گزینه وجود دارد:

1-فرضیهء اتر كه یك مرجع چارچوب لخت برای برای تئوری ماكسول به شمار می رود،از آنجایی كه قوانین مكانیك كلاسیك ناوردایی گالیله ای دارند.

2-تلاش برای سازگازی معادلات ماكسول با اصلاح آْنها برای اینكه تحت تبدیلات گالیله ای ناوردا باشند.

3-ایجاد یك اصل ناوردایی كه از معادلات ماكسول پیروی كند ونیز فرم معادلات مكانیك را نیز اصلاح كند.

اینشتین گزینهء سوم را انتخاب كرد و آزمایشات پیشین نیز انتخاب آن را تآیید كرده بودند.

(a)ناوردایی لورنتس: ناوردایی لورنتس ،ناوردایی تحت  سیستم های لخت است بدون اینكه فرض شود مقیاس زمان در همهء سیستم های لخت یكی است. ناوردایی لورنتس سه اصل مهم ناوردایی گالیله ای را نقض می كند:

a)یك سیستم مطلق زمان برای همهء سیستم های لخت وجود دارد ،یعنی مقیاس زمان برای همهء سیستم های لخت یكی است

b)همزمانی در همهء سیتم های لخت یكسان است.

(gبه عنوان یك نتیجه از(b) فاصلهء‌فضایی دو روی داد همزمان در همهء سیستم های لخت یكی است.

 b)) تبدیلات لورنتس: تبدیل لورنتس مختصه های x,y,z,t را در سیستم لخت I به x',y',z',t'  در سیستمI'  ،كه با سرعت vنسبت به I, در حركت است تبدیل می كند. x' = k(x − vt), y' =y, z' = z, t' = k(t − vx/c2)

در نتیجه( برای سرعت های نزدیك سرعت نور )اقباض طول با ضریب (1/k)، اتساع زمان با ضریب (k)وكاهش جرم با ضریب (k)خواهیم داشت.

 (c)ناوردایی كمیت ها: مهم ترین  كمیت ناوردا سرعت نور است .هیچ تغییری در چارچوب نمی تواند سرعت نور را تغییر دهد وتحت همهء‌تغییرات سیستم لخت ناوردا است. به عبارت دیگر سرعت انشار نور برای همهء سیتم های لخت یكسان استاین موضوع برای اولین بار توسط آزمایش مایكلسون تایید شدكمیت ناوردای دیگر ، بار الكتریكی است كح در معادلات ماكسول نا ورداست ونیاز به هیچ نوع تصحیحی ندارد.اگرچه جرم،زمان،و همزمانی ناوردا نیستند و می بایست به طوری كه اشاره شد تصحیح گردند.

d))ناوردایی قوانین: اكنون می توانیم پاسخی از سطح سوم به سوال اصلیمان بدهیم: همهء قوانین الكترودینامیك یعنی تئوری ماكسول،و همهء قوانین مكانیك كلاسیك ،كه بر مبنای مكانیك خاص تصحیح شده اندتحت تبدیل سیستم ای لختی كه با سرعت  حركت می كنند ناورداست.

از آنجایی كه سیستم های لخت ،در راستای فضا-زمان حركت میكنند(اشیاء فیزیكی سیستم های لخت كه در راستای جهان خط حركت می كنند)ناوردایی تحت تبدیل سیستم های لخت (كه با سرعت حركت می كنند )نیز به معنای ناوردایی فضا زمان است به عبارت دیگر همهء قوانینی كه دراین ذكر شد به لحاظ لورنتسی ناوردا هستند.و همین طور می توان گفت :هیچ نقطهء ممتازی در فضا -زمان وجود ندارد،هیچ جهت ممتازی در فضا وجود ندارد و هیچ سیستم لخت ممتازی در فضا وجود ندارد.

ناوردایی تحت تبدیلات دلبخواهی: نسبیت عام: ایده اصلی اینشتیتن در نسبیت عام همانند نسبیت خاص،ناوردایی قوانین طبیعت بودناوردایی قوانین طبیعت در كلی ترین مفهوم ناوردایی لورنتس را اعتلاء بخشید : اول در این مفهوم كه آنها را از محدودیت های چار چوب های لخت رهایی بخشید. دوم در این مفهوم كه آن را از محدودیت های تبدیل های گالیله ای رها كرد. سوم اینكه گرنش را كه در نسبیت خاص از آن غفلت شده بود را وارد بحث كرد.  مجموعهء تئوری نسبیت عام كه در واقع تئوری گرانش عام است با 4 پیش فرض مشخص می شود:

1-مقیاس یا متریكی برای فضا و زمان وجود دارد

2-این متریك مرتبط با توزیع ماده وانرژی در فضا وزمان است كه در معادلات اینشتین وارد شده است ودرنتیجه   اثر گرانشی ماده ماده این متریك تخت مینكوفسكی در نسبیت عام به به متریك خمیدهء ریمانی تبدیل می شود.

3-اصل هم ارزی فرمالیسمی از نیرو های لخت را توصیف می كند كه می تواند به همان اندازه برنیرو های گرانشی اعمال شود

4-همهء‌قوانین نسبیت خاص در یك چارچوب متریك محلی معتبرند.

ناوردایی عام وهم وردایی عام : اینشتین بین استقلال دو جنبه از اعتبار قوانین تمایز قائل شد:

جنبهء اول (كه در اینجا A نام می نهیم) بر چارچوب های مرجع فیزیكی متمركز می شود كه تحت حركت های دلبخواهی هستند.یعنی قوانین طبیعت، تحت حركت های دلبخواهی چار چوب مرجع ناوردا می ماند.

جنبهء‌دوم (كه در اینجا B نام می نهیم) بر دستگاه  مختصات ریاضی دلبخواهی تحت تبدیل متمركز شده است یعنی قوانین طبیعت ،تحت تبدیلات دلبخواهی دستگاه مختصات ریاضی معتبر باقی می ماند.به جنبهء اول« اصل اول ناوردایی عام»وبه جنبهء دوم«اصل هم وردایی عام»گفته می شود.

 





نظرات() 


buy generic cialis pills
پنجشنبه 15 آذر 1397 09:47 ب.ظ

Whoa loads of useful data.
enter site natural cialis interactions for cialis click now cialis from canada we like it cialis soft gel tadalafil 20 mg we choice cialis uk cialis generika cialis diario compra 40 mg cialis what if i take price cialis per pill
buy cialis
پنجشنبه 15 آذر 1397 02:16 ق.ظ

Helpful knowledge. Thank you!
american pharmacy cialis we recommend cialis info cialis patentablauf in deutschland cialis generisches kanada cialis online napol cialis et insomni cialis per paypa we use it 50 mg cialis dose generic cialis 20mg tablets buy cialis online nz
buy cialis online us pharmacy
چهارشنبه 14 آذر 1397 09:32 ق.ظ

Factor certainly used..
viagra vs cialis vs levitra cialis canadian drugs can i take cialis and ecstasy cialis 5mg billiger acquistare cialis internet import cialis cialis rezeptfrei sterreich where do you buy cialis rezeptfrei cialis apotheke cialis daily dose generic
buy cheap cialis coupon
سه شنبه 13 آذر 1397 10:01 ب.ظ

Awesome material. Thanks!
prix de cialis cialis generika cialis pas cher paris wow look it cialis mexico ou acheter du cialis pas cher side effects of cialis only now cialis for sale in us the best site cialis tablets cialis reviews the best site cialis tablets
Buy cialis
سه شنبه 13 آذر 1397 11:09 ق.ظ

Awesome stuff. Many thanks.
comprar cialis navarr cialis lowest price the best site cialis tablets cialis online napol cialis 20mg prix en pharmacie cialis for bph we recommend cheapest cialis american pharmacy cialis cialis en 24 hora cialis generico postepay
buy cialis
دوشنبه 12 آذر 1397 11:29 ب.ظ

Regards, Terrific stuff.
cialis super acti cialis billig 200 cialis coupon cialis cost cialis daily dose generic cialis 5 mg dosagem ideal cialis cialis lowest price cialis 10 doctissimo generic cialis tadalafil
Cialis canada
دوشنبه 12 آذر 1397 10:35 ق.ظ

You actually revealed it effectively.
cialis generique 5 mg 5 mg cialis pharmacie en ligne cialis 5mg prix cialis 5 mg generic for cialis cialis soft tabs for sale cialis dosage amounts rezeptfrei cialis apotheke where cheapest cialis cialis baratos compran uk
Buy generic cialis
یکشنبه 11 آذر 1397 10:58 ب.ظ

Tips effectively applied..
cialis alternative generic cialis soft gels cialis herbs generic cialis 20mg uk where do you buy cialis cialis generika cialis coupons printable cost of cialis cvs generic cialis 20mg uk generic cialis at the pharmacy
Online cialis
یکشنبه 11 آذر 1397 09:56 ق.ظ

With thanks, Numerous forum posts.

wow cialis tadalafil 100mg import cialis warnings for cialis cialis 20mg only now cialis 20 mg canadian drugs generic cialis cialis online napol tadalafil 5mg wow look it cialis mexico buy cialis sample pack
Buy cialis online
شنبه 10 آذر 1397 11:09 ب.ظ

You said it nicely..
acquisto online cialis cialis taglich free cialis how does cialis work order cialis from india buy cialis online what is cialis get cheap cialis cialis baratos compran uk tadalafil
Cialis online
شنبه 10 آذر 1397 09:52 ق.ظ

Amazing material. Kudos!
we use it 50 mg cialis dose generic cialis pro legalidad de comprar cialis cialis 20 mg cut in half canadian drugs generic cialis venta cialis en espaa prix de cialis cialis 20 mg cost achat cialis en suisse cialis canada on line
Cialis canada
جمعه 9 آذر 1397 10:34 ب.ظ

Point certainly regarded.!
walgreens price for cialis when will generic cialis be available brand cialis generic buy cialis uk no prescription we use it 50 mg cialis dose cialis canadian drugs buy cialis cialis generic availability cialis side effects dangers only best offers cialis use
Cialis generic
جمعه 9 آذر 1397 10:38 ق.ظ

Good advice. Cheers.
how do cialis pills work cialis baratos compran uk american pharmacy cialis cialis 5 mg funziona cialis generique 5 mg cialis generico lilly cheap cialis cialis cipla best buy cialis for sale in europa viagra vs cialis
buy cialis cheap
پنجشنبه 8 آذر 1397 11:34 ب.ظ

You explained it exceptionally well!
prescription doctor cialis look here cialis cheap canada cialis dosage recommendations cialis authentique suisse the best site cialis tablets we like it cialis price compare prices cialis uk when will generic cialis be available we choice cialis pfizer india cialis daily reviews
Buy cialis
پنجشنبه 8 آذر 1397 12:14 ب.ظ

Valuable write ups. With thanks!
cialis australia org cialis diario compra fast cialis online cialis for sale only now cialis for sale in us trusted tabled cialis softabs cialis online nederland cialis professional yohimbe cialis qualitat cialis prezzo al pubblico
Cialis online
چهارشنبه 7 آذر 1397 11:39 ب.ظ

Cheers. Lots of material.

cialis y deporte opinioni cialis generico tadalafil generic free generic cialis cialis 20mg prix en pharmacie cialis savings card chinese cialis 50 mg cialis generico en mexico generic cialis 20mg uk safe site to buy cialis online
buy tadalafil online
چهارشنبه 7 آذر 1397 11:32 ق.ظ

With thanks! Quite a lot of tips.

cialis 5 mg funziona cialis 5 mg para diabeticos cialis 5 effetti collaterali online cialis prix de cialis only now cialis 20 mg cialis online cialis baratos compran uk cialis for bph cialis for sale
buy cheap cialis no prescription
دوشنبه 9 مهر 1397 07:29 ب.ظ

Nicely put. Thanks a lot!
generic for cialis overnight cialis tadalafil click here take cialis cialis manufacturer coupon effetti del cialis cialis 50 mg soft tab rezeptfrei cialis apotheke acheter cialis meilleur pri cialis coupon does cialis cause gout
canadian pharmacies online prescriptions
یکشنبه 1 مهر 1397 04:36 ب.ظ

Really tons of awesome data.
canada medication pharmacy canadian pharmaceuticals companies canadian pharmacies canadian drugstore drugs for sale in uk reputable canadian prescriptions online canadian pharmaceuticals online pharmacy canadian drug canadian pharmacy uk delivery
viagravonline.com
چهارشنبه 28 شهریور 1397 12:57 ب.ظ

Thanks a lot! An abundance of info!

the best site cialis tablets ou trouver cialis sur le net cialis per paypa precios cialis peru non 5 mg cialis generici india cialis 100mg cost does cialis cause gout cialis prezzo di mercato 5 mg cialis coupon printable compare prices cialis uk
cialisvus.com
دوشنبه 12 شهریور 1397 04:28 ب.ظ

Superb info. Thanks a lot!
cialis ahumada cialis online nederland buy cheap cialis in uk if a woman takes a mans cialis cialis 5 mg funziona cialis online cialis coupons cialis price in bangalore acheter cialis kamagra cost of cialis per pill
http://cialisda.com/
یکشنبه 11 شهریور 1397 10:50 ب.ظ

Kudos, I enjoy it.
canadian cialis cialis generico online cialis 5 mg para diabeticos cialis for bph comprar cialis 10 espa241a fast cialis online where to buy cialis in ontario cialis super kamagra cialis diario compra callus
Cialis canada
دوشنبه 7 خرداد 1397 05:15 ب.ظ

Amazing write ups. Cheers.
prezzo di cialis in bulgaria we recommend cialis best buy enter site 20 mg cialis cost fast cialis online cialis pas cher paris cialis generico milano canada discount drugs cialis where cheapest cialis cialis generico online only now cialis for sale in us
Viagra 5mg
سه شنبه 4 اردیبهشت 1397 09:42 ق.ظ

Kudos, I like this!
buy original viagra online online viagra purchase age to buy viagra cheap generic sildenafil buy viagra 25mg uk pharmacy viagra viagra with prescription online buy viagra china online viagra uk rx viagra online
Cialis 20 mg
شنبه 18 فروردین 1397 02:00 ق.ظ

You said it perfectly..
cialis price thailand buy cialis online canadian discount cialis cialis prezzo di mercato can i take cialis and ecstasy cialis sale online 40 mg cialis what if i take cialis generico online interactions for cialis cialis preise schweiz
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.


درباره وبلاگ:



آرشیو:


طبقه بندی:


آخرین پستها:


پیوندها:


پیوندهای روزانه:


نویسندگان:


ابر برچسبها:


نظرسنجی:


آمار وبلاگ:







The Theme Being Used Is MihanBlog Created By ThemeBox