انحنای نور

انیشتین اظهار داشت که نور تحت تأثیر اجرام بزرگ، که فضا-زمان را منحنی می کند بصورت انحنای نور، خم می شود. آیا نور واقعا دچار انحنا است؟

چگونه می توانیم این ایده را در مورد زمین مسطحی که گرداب اتر بر روی آن می چرخد، توضیح داد؟

درباره‌ی انحنای نوره:

نظریه نسبیت عام نشان می دهد که نیروهای جاذبه توسط انحنا فضا _ زمان ایجاد می شوند. مسیر مستقیم اشعه های نور هنگام گذشتن از کنار جسمی که جرم زیادی دارد، منحنی می شود.
دلیل این امر، این است که آنها در انحنا فضا _ زمان حاصل از جرم آن جسم قرار می گیرند . از آنجایی که تمرکز جرم در حفره سیاه بسیار شدید است، فضا _ زمان اطراف آن بقدری خمیده است که حتی نور نمی تواند از آن فرار کند.

ما فکر می کنیم این واقعیت که ما یک مفهوم قدیمی و کنار گذاشته شده را پیدا کرده ایم، یعنی وجود گرداب اتر که روی زمین حول محور قطب شمال و جنوب (با توجه به میدان مغناطیسی زمین) می چرخد، یک شهود بسیار مهم است. این یک مفهوم قدرتمند است که می تواند به مجموعه ای از پدیده های مهم مانند ابهاماتی درباره زمین، گرانش و حرکت اجرام آسمانی پاسخ دهد. توضیح عملکرد کامل زمین مسطح بدون درک نحوه کار گرانش یک چالش غیرممکن است.

تنها با در نظر گرفتن وجود گرداب اتر، می توان به درک کاملی از علت گرانش و چگونگی عملکرد این نیرو به صورت عمودی، دست یافت. اثبات وجود گرداب، در اثراتی است که ایجاد می کند. از نظر تجربی، هنگامی که نتایج اثبات مایکلسون-گیل را به درستی ارزیابی کنیم، همانطور که میدانید، می توانیم اثبات وجود چنین گردابی را بدست آوریم. این آزمایش نشان داد که سرعت نور در عرض های جغرافیایی مختلف متفاوت است. این به دلیل این واقعیت است که نور در اتر حرکت می کند.

آزمایش مایکلسون – گیل

همانطور که میدانید، نور چیزی نیست جز لرزش و نوسان اترون ها. گرداب در اطراف محور قطبین حرکت می کند و بنابراین سرعت محیطی خود را با شعاع اصلاح می کند تا سرعت چرخش زاویه ای ثابت بماند. این مطابق با قانون خطی Vp = ω ∙ r است ، جایی که ω سرعت چرخش است ، یعنی تقریب ا یک دور در روز. این معادله دلیلی برای تغییر سرعت نور با عرض های جغرافیایی مختلف ارائه می دهد:

نور توسط اتر منتقل می شود. اتر در حال چرخش است و سرعت آن با شعاع افزایش می یابد. به این ترتیب نور نیز همان رفتار را خواهد داشت، سرعت خود را با پرتو افزایش میدهد.

از این واقعیت می توان مفهوم جالب دیگری را نیز به دست آورد: نور تحت تأثیر حرکات اتر قرار می گیرد و اتر نور را می کِ شد. چیزی شبیه ایده انیشتین است که نور در انحنای فضا – زمان دچار خمیدگی می شود. اکنون می فهمیم که اتر برای انجام دو عمل اصلی حرکت می کند. گرداب به دور زمین می چرخد و باد عمودی گرانش را ایجاد می کند. از طرف دیگر ، ما نسبت به این ایده که جرم های گرانشی قادر به خم کردن فضا-زمان و در نتیجه نور هستند ، بدبین هستیم. جرم ها هیچ تاثیر ذاتی ای بر گرانش زمین ندارند.

می توانیم نتیجه بگیریم که یک پرتوی افقی نور توسط باد اتر عمودی که گرانش را تشکیل می دهد به سمت پایین خم می شود و همچنین توسط گرداب اتر به دور محور قطبین خم می شود. از این نظر ، نور در یک صفحه عمودی یک مسیر سهمی وار را دنبال می کند. مانند مسیر یک گلوله است که به دلیل گرانش به سمت پایین خم می شود. در همان زمان ، تمایل دارد که به صورت مدور در اطراف قطببین حرکت کند.

این معادله انیشتین برای محاسبه خم شدن نور در اثر جرم گرانشی خورشید است:

او این محاسبه را انجام داد و آن را با یک آزمایش معروف در خسوف 1929 بررسی کرد. این معادله را نمی توان پذیرفت زیرا بر اساس یک فرض کاملا اشتباه است. این به مفهوم گرانش نیوتنی بستگی دارد. اگر بخواهیم انحراف پرتوی نوری در میدان گرانشی و اتری زمین را محاسبه کنیم ، باید معادلات حرکت سهمی وار یک پرتابه را در نظر بگیریم. این ترکیبی از دو حرکت در امتداد محورافقی x و محور عمودی y است.

این معادله به شرح زیر خواهد بود:

که در آن X0 و Y0 مختصات نقطه شروع پرتو نور هستند. V0x و V0y سرعت اولیه در جهت x و y هستند.

این معادلات این واقعیت را نادیده می گیرند که نور نیز به دلیل گرداب اتر، خم میشود.

بنابراین می توان نتیجه گرفت که نور خورشید که در حال چرخش بر فراز زمین مسطح می باشد، با توجه به باد اتری تا حدودی دچار انحراف و خمیدگی می شود.