امواج گرانشی/ پرده‌برداری از اسرار عالم با بهره‌گیری از چین‌وشکن‌های فضازمان اینشتین

کتاب «امواج گرانشی»، به قلم برایان کلگ، به همت نشر شما به چاپ رسیده است. آلبرت اینشتین در نامه‌ای به یکی از دوستان خود، به نام مارسل گروسمان، در تاریخ ۱۴ آوریل ۱۹۰۱ میلادی، به بیان رهیافت و رویکرد اصولی و بنیادی خویش در باب علم فیزیک می‌پردازد: «تشخیص وحدت مجموعه‌ی پیچیده‌ای از جلوه‌ها که با تجربیات حسی مستقیم کاملاً از هم متمایز می‌نمایند، احساس شگفت‌‌انگیزی است.» در عین حال، توضیح این وحدت به‌سادگی مقدور نیست. با وجود آگاهی از نظمی که در کهکشان‌های عظیم تا ذرات ریز بنیادی گسترش دارد و همچنین در نظر گرفتن پیشرفت‌های شگرفی که در شناخت پدیده‌های طبیعت رخ می‌دهد و نظریه‌های قرن بیستم که با بهره‌گیری از آخرین فناوری‌های روز و شتاب‌دهنده‌های پرقدرت به بار نشسته‌اند، کماکان چالش‌هایی جدی در علم فیزیک وجود دارد که ذهن دانشمندان را به خود معطوف کرده است. در تأیید این سخن، عبارتی منسوب به نیلز بور نقل شده است که می‌گوید: «هرکسی که از نظریه‌ی کوانتومی حیرت‌زده نشود، آن را درک نکرده است.» فیزیک به عنوان علم مطالعه‌ی ماده، ذرات و اجزای آن، انرژی و روابط بین آن‌ها و به طور کلی علم شناخت ماهیت طبیعت مطرح است. پیشرفت‌های سریع فناوری و نقش فیزیک در توسعه‌ی آن بر کسی پوشیده نیست. درحالی‌که علم فیزیک مادر فناوری است، چگونه می‌توان به نهادینه شدن و تثبیت جایگاه و منزلت آن و همچنین ترویج آن در جامعه یاری رساند. آیا طرح مفاهیم فیزیک باید به دانشگاه منحصر شود یا در سطح جامعه نیز می‌توان آن‌ها را مطرح کرد؟ معمولاً در دانشگاه به مفاهیم اساسی فیزیک با بیانی ساده پرداخته نمی‌شود؛ کمتر کتابی را می‌توان یافت که در مورد نسبیت، کیهان‌شناسی، مکانیک کوانتومی، ذرات بنیادی و مانند آن‌ها بحث کند و پس از مقدمه یا فصل کوتاه ابتدایی، درگیر روابط پیچیده‌ی ریاضی نشود. به همین دلیل این مباحث نمی‌توانند مخاطبان زیادی داشته باشند. مهم‌ترین یادگار اینشتین به رابطه‌ی جرم و انرژی محدود نمی‌شود، بلکه نظریه‌ی نسبیت او با یافته‌های اخیر در اخترشناسی، علاقه‌مندان زیادی پیدا کرده است که بدون برخورداری از دانش عمیق ریاضی، مایل‌اند مباحث اساسی آن را دنبال کنند. بنابراین لازم است کتاب‌هایی که مفاهیم فیزیک را به‌صورت ساده‌تری بیان می‌کنند، در کتاب‌فروشی‌ها در دسترس عموم مخاطبان قرار گیرد. متن کتاب حاضر ساده، عمومی و با ویژگی یاد شده است که در آن نویسنده سعی کرده ضمن ورود به مفاهیم بسیار جدید، کمترین روابط پیچیدۀ ریاضی را در بیان مطالب به کار گیرد.

قسمتی از کتاب امواج گرانشی:

کل مفهوم فضازمان یا بافتار فضا و زمان را به دشواری می‌توانیم بفهمیم، اما درک آن برای اینشتین که می‌خواست برای توضیح گرانی نظریه‌پردازی کند ضرورتی بنیادی بود. او در سال ۱۹۰۵، نظریه‌ی نسبت خاص را به دست آورده بود -خاص نه به دلیل شگفت‌انگیزی آن (که البته شگفت‌انگیز هم هست)، بلکه به دلیل سروکار انحصاری آن با مواردی خاص که در آن‌ها گرانی هیچ دخالتی ندارد. نسبیت خاص که برآمده از قوانین حرکت نیوتون و کشف این نکته بود که نور، صرف‌نظر از هر مقدار سرعت ناظر، همیشه با سرعت ثابتی منتشر می‌شود، نشان می‌داد که جداسازی فضا و زمان امکان‌پذیر نیست. آن‌ها را نمی‌توان موجودات متمایزی به شمار آورد. برای نمونه، همزمان بودن یا نبودن دو رویداد، وابسته به این است که ناظری که درباره‌ی همزمانی‌شان داوری می‌کند با چه سرعتی نسبت به آن‌ها در حرکت است. تجسم ذهنی فضازمان، به دلیل چهار بُعدی بودن آن، کار دشواری است -سه بُعد آشنا برای فضا و یک بُعد برای زمان. اما ما می‌توانیم چین‌وشکن‌های گذرنده از محیطی سه بُعدی را به‌عنوان مدلی برای امواج گرانشی که چین‌وشکن‌های درون فضازمان هستند، در نظر بگیریم. اینشتین با گسترش دادن نسبیت خاص به موارد حرکت شتابدار، که به تشخیص وی از ماهیت گرانی جدایی‌ناپذیر بود، نظریه‌ی نسبیت عام خود را در سال ۱۹۱۵ به پایان رسانید. درست در سال بعد از آن، یعنی سال ۱۹۱۶، بود که اینشتین به این نتیجه رسید که به طور کلی با به حرکت درآمدن اجسام پرجرم و ایجاد تغییراتی در تأثیرگذاری گرانشی‌شان بر فضازمان، ممکن است چین و شکن‌هایی در فضازمان به وجود بیاید. جسم پرجرم درحالی‌که حرکت می‌کند، فضازمان دور و بر را هم با خود می‌کشد و بدین‌سان انواعی از حرکت‌های عادی منجر به تشخیص کشیدگی و فشردگی پشت سر هم فضازمان خواهد شد. با این همه، اینشتین بر این باور هم بود که چنین موج‌هایی را به دلیل اثرات بسیار ناچیزشان، هرگز نمی‌توان آشکارسازی کرد. گرانی نیرویی بسیار بسیار ضعیف است. امواج گرانشی را محمدابراهیم ابوکاظمی ترجمه کرده و کتاب حاضر در ۱۹۴ صفحه‌ی رقعی با جلد نرم و قیمت ۴۵ هزار تومان چاپ و عرضه شده است.