عام نسبيت

عام نسبيت چې د نسبيت د عامې تيورۍ او د انشټاين د جاذبې قوې د تيورۍ په نوم هم پېژندل کېږي، د جاذبې قوې هغه هندسي تيوري ده چې په ۱۹۱۵ز کال کې د البرټ انشټاين له خوا خپره شوې وه او په نوي فزيک کې د جاذبې قوې اوسنۍ تشریح وړاندې کوي. عام نسبيت خصوصي نسبيت عاموي او د نيوټن د نړيوال جاذبې قوې قانون ښه کوي، کوم چې د جاذبې قوې د يوې شریکې تشريح د فضا او وخت او څلور بعدي فضا-وخت د هندسي خصوصيت په توګه وړاندې کوي. په ځانګړي ډول، د فضا-وخت منحني والی اړيکه نېغ په نېغه د مادې او وړانګو له انرژۍ او چټکتيا سره ده، چېرته چې هم موجود وي. دا اړیکه د اينسټاين د ساحې د معادلو په مټ ټاکل شوې ده، کوم چې د دويم ترتيب جزوي تفريق معادلو يو سيستم دی.

د نيوټن د نړيوالې جاذبې قوې قانون ته، کوم چې د جاذبې کلاسيکي قوه تشریح کوي، د ساکنې کتلې د وېش په شا اوخوا کې د نږدې اوار فضا-وخت هندسې لپاره د عمومي نسبيت د وړاندوينې په سترګه کتل کېدای شي، په هر حال، د عمومي نسبيت يو شمېر وړاندوينې په کلاسيکي فزيک کې د نيوټن د کايناتي جاذبې قوې له قانون څخه ورهاخوا دي. دا وړاندوينې د وخت د تېرېدو، د تشيال د هندسې، په ازاد غورځېدو کې د جسمونو حرکت او د رڼا د خپرېدو اړوند دي او په دې کې د جاذبې قوې د وخت پراخېدل، د جاذبې قوې په عدسې سره ليدل، د رڼا د جاذبې قوې سور رنګه بدلون، د شاپيرو وخت ځنډ او انفراديت/تورغارونه شامل دي. تر اوسه پورې د عام نسبيت ټولو ازموينو دا ښښښودلې ده چې له دې تيورۍ سره په توافق کې دي. د عام نسبيت د وخت پورې تړلې حللاره موږ سره مرسته کوي چې د کايناتو د تاريخ په اړه وغږېږو او د کيهان پېژندنې لپاره يې نوې کاري اډاڼه وړاندې کړې ده، په همدې بنسټ د سترې چاودنې او د کايناتي کوچنيو څپو د مخينې د وړانګو موندنو ته يې لاره هواره کړې ده.د يو شمېر نورو بديلو تيوريانو له معرفې کېدو سره سره، بيا هم عام نسبيت د تجربوي معلوماتو سره سم تر ټولو اسانه اند (نظريه) ده.

په هر حال، د کوانټم فزکس له قوانينو سره د عام نسبيت يو ځای کول لا هم يوه ستونزه ده، ځکه چې د کوانټم جاذبې قوې د خپله جوړې شوې تېورۍ کمی دی. دا تر اوسه نه ده پېژندل شوې چې د جاذبې قوه د درې هغو ځواکونو سره څه ډول يوځای کېدای شي چې د جاذبې قوه نه لري: پياوړي، کمزوری اليکترومقناطيسي.

د اينشټاين تيوري فلکي طبيعي اغېزې لري چې د تورو غارونو وړاندوينه هم پکې شامل دي – د تشيال هغه سيمې، چېرته چې ځای او وخت په دې ډول له منځه وړل کېدای شي چې هېڅ شی، ان چې رڼا هم، له هغې څخه تېښته نه شي کولای. تور غارونه د لويو ستورو د پای حالت دی. د «مايکروکواسارز» (د تور غار شا اوخوا سيمه) او فعالو کهکشاني هستو په اړه باور کېږي چې ستوروزمه تور غارونه او ډېر لوی تور غارونه دي. دا په عدسې سره د جاذبې قوې وړاندوينه هم کوي، چېرته چې د رڼا د تاوېدو په پايله کې د ورته لرې واټن د فلکي ښکارندې ګڼ انځورونه جوړيږي. په نورو وړاندوينو کې د جاذبې قوې د څپو شتون هم شامل دی، کوم چې نېغ په نېغه د فزيک په مرسته LIGO او نورو مشاهداتي مرکزونو ليدلي دي. سربېره پر دې، عام نسبيت د پراخېدونکو کايناتو د کايناتي نمونو بنسټ هم وړاندې کړی دی.

د فوق العاده ښکلا د تيورۍ په توګه په پراخه کچه منل شوی عام نسبيت ډېر ځله د شته فزيکي تيوريانو په منځ کې تر ټولو ښکلی بلل کېږي.^[۱]

تاريخ

په ۱۹۰۵ز کال کې د نسبيت ځانګړې تيورۍ له خپرېدو ډېر ژر وروسته، اينشټاين په دې اړوند فکر پيل کړ چې د جاذبې قوه په خپله نوي نسبتي اډانه کې څه ډول ځای کړي. په ۱۹۰۷ز کال کې، د ځمکې د جاذبې قوې د شتون د يو ليدونکي په ښکېل کولو سره د يو ساده فکر د تجربې سره په پيل کېدو، نوموړي د جاذبې قوې د نسبيتي تيورۍ لپاره په يو اته کلن لټون پيل وکړ. د ګڼو لارو له نيولو او ناسمو شروعاتو څخه وروسته، د هغه کار د ۱۹۱۵ز کال د نومبر په مياشت کې د علومو پروشيايي اکاډمۍ ته د وړاندې کولو لپاره پای ته ورسېدل، کوم چې اوس د اينشټاين د ساحې د معادلو په نوم پېژندل کېږي، کوم څه چې د اينشټاين د عام نسبيت تيورۍ بنسټيزه برخه ده. دا معادلې دا روښانه کوي چې د ځای او وخت هندسه څه ډول د کومې مادې يا وړانګو څخه اغېزمن کېږي. د غېر اقليديسي هندسې يوه نسخه، کومې ته چې «رمانين» هندسه ويل کېږي، اينشټاين د مهمې رياضياتي اډانې په براولو سره له هغه سره مرسته وکړه چې عام نسبيت ته وده ورکړي، د کوم پر بنسټ چې د جاذبې قوې په اړوند خپل فزيکي نظريات برابروي. دې اند ته رياضي پوه «مارسيل ګراسمين» اشاره کړې وه او د «ګراسمين» او «اينشتاين» له خوا په ۱۹۱۳ز کال کې خپره شوې وه.^[۲]^[۳]^[۴]^[۵]

د اينشټاين د ساحې معادلې غېر خطي دي او د هغې حل کول ستونزمن بلل کېږي. اينشټاين د دې تيورۍ د ابتدايي وړاندوينو په اړوند د کار کولو لپاره اټکلي طريقې کارولي وې. خو په ۱۹۱۶ز کال کې، فلک پېژندونکي «کارل شوارزچايلډ» د اينشټاين د ساحې د معادلې لومړی مهم سم حل پیدا کړ، کوم چې د «شوارزچايلډ ميټرک» په نوم پېژندل کېږي. دې حللارې د جاذبې قوې د ختمېدو د وروستيو پړاونو او اوسمهال د تور غار په نوم پېژندل کېدونکي شيانو د روښانه کولو لپاره بنسټ کېښود. همدا کال د «شوارزچايلډ» د برېښنايي پلوه چارج شويو شيانو د حل د عام کولو پر لور لومړی ګام پورته شو چې په پايله کې يې « Reissner–Nordström» حللاره په لاس راغله، کومه چې اوس له برېښنايي پلوه چارج شويو تورو غارونو سره اړوند ده. په ۱۹۱۷ز کال کې، اينشټاين خپله تيوري په ټوليز ډول په کايناتو پلې کړه، په کوم سره يې چې د نسبيتي کيهان پېژندنې څانګه پيل کړه. د اوسنيو افکارو سره په سمون کې، هغه د يو جامد کاينات اټکل وکړ او د دې مشاهداتي اټکل سره د سمون لرلو لپاره نوموړي د خپل اصل ساحې معادلو کې يې يو نوی عامل شامل کړ – چې هغه کايناتي ثابت دی. تر ۱۹۲۹ز کال پورې، د «هبل» او نورو کارونو وښوده چې زموږ کاينات د پراخېدو په حال کې دي. دا په اسانۍ سره په ۱۹۲۲ز کال کې د «فريډمين» له خوا پېژندل کېدونکي پراخېدونکي کايناتي حللارو په مټ تشريح کړای شوي دي، د کوم لپاره چې د کايناتي ثابت اړتيا نه شته. « Lemaître» دا حللارې د سترې چاودنې د نمونو د لومړيو نسخو د جوړولو لپاره وکارولې، په کوم کې چې زموږ کايناتو د يو زيات ګرم او ډبل لومړي حالت څخه تغير موندلی دی. اينشټاين وروسته کايناتي ثابت د خپل ژوند تر ټولو ستره تېروتنه وبلله.^[۶]^[۷]^[۸]^[۹]

د دې پړاو په اوږدو کې، عام نسبيت د فزيکي تيوريو په منځ کې د يو تجسس د شي په توګه پاتې شو. دا په څرګند ډول د نيوټني جاذبې قوې څخه ښه و، له ځانګړي نسبيت سره يې سمون درلود او د نيوټن د تيورۍ په مټ ناتشریح شوې ډېرې اغېزو محاسبه يې کوله. اينشټاين په ۱۹۱۵ز کال کې دا وښوده چې څه ډول د هغه تيورۍ د کوم بې توپيره معيار (فج عوامل) څخه پرته د عطارد سيارې غېر معمولي پرمختګ تشريح کړ او په ۱۹۱۹ز کال کې د «ايډنګټن» په مشرۍ يو ماموريت، د ۱۹۱۹ز کال د مۍ په نهه ويشتمه نېټه د ټول لمر تندر نيولو پر مهال، د لمر په واسطه د ستوري د رڼا د انحراف لپاره د عام نسبيت وړاندوينه تايید کړه او په دې ډول يې اينشټاين يو مشهور څوک وګرځاوه. له دې سره سره، دا تيوري د نظرياتي فزيکي او فلکي فزيک له مرکزي برخې څخه دباندې پاتې شوه، تر څو د شا اوخوا ۱۹۶۰ او ۱۹۷۵ز کلونو په منځ کې پرمختګ نه و شو، کوم ته چې اوس د عام نسبيت زرين پړاو ويل کېږي. فزيک پوهانو د تور غار پر تصور د پوهېدو او «کواسارز» ته د هغو شيانو د فلکياتي څرګندونو څخه د يو په توګه په رسېدو پيل وکړ. د پخوا په پرتله د لمريز نظام د لا زياتو دقيقو ازموينو د دې تيورۍ د وړاندوينې ځواک تايید کړ او نسبتي کاينات پوهنه هم نېغ په نېغه د مشاهداتي ازموينو لپاره د عمل وړ وګرځېده.^[۱۰]^[۱۱]^[۱۲]^[۱۳]^[۱۴]^[۱۵]^[۱۶]

سرچينې

↑ Landau & Lifshitz 1975, p. 228 "...the general theory of relativity...was established by Einstein, and represents probably the most beautiful of all existing physical theories."
↑ O'Connor, J.J.; Robertson, E.F. (May 1996). "General relativity]". History Topics: Mathematical Physics Index, Scotland: School of Mathematics and Statistics, University of St. Andrews, خوندي شوی له the original on 4 February 2015, بياځلي په 4 February 2015
↑ Pais 1982, ch. 9 to 15, Janssen 2005; an up-to-date collection of current research, including reprints of many of the original articles, is Renn 2007; an accessible overview can be found in Renn 2005, pp. 110ff. Einstein's original papers are found in Digital Einstein, volumes 4 and 6. An early key article is Einstein 1907, cf. Pais 1982, ch. 9. The publication featuring the field equations is Einstein 1915, cf. Pais 1982, ch. 11–15
↑ Moshe Carmeli (2008).Relativity: Modern Large-Scale Structures of the Cosmos. pp.92, 93.World Scientific Publishing
↑ Grossmann for the mathematical part and Einstein for the physical part (1913). Entwurf einer verallgemeinerten Relativitätstheorie und einer Theorie der Gravitation (Outline of a Generalized Theory of Relativity and of a Theory of Gravitation), Zeitschrift für Mathematik und Physik, 62, 225–261. English translate
↑ Schwarzschild 1916a, Schwarzschild 1916b and Reissner 1916 (later complemented in Nordström 1918)
↑ Einstein 1917, cf. Pais 1982, ch. 15e
↑ Hubble's original article is Hubble 1929; an accessible overview is given in Singh 2004, ch. 2–4
↑ As reported in Gamow 1970. Einstein's condemnation would prove to be premature, cf. the section Cosmology, below
↑ Pais 1982, pp. 253–254
↑ Kennefick 2005, Kennefick 2007
↑ Pais 1982, ch. 16
↑ Thorne 2003, p. 74
↑ Israel 1987, ch. 7.8–7.10, Thorne 1994, ch. 3–9
↑ Sections Orbital effects and the relativity of direction, Gravitational time dilation and frequency shift and Light deflection and gravitational time delay, and references therein
↑ Section Cosmology and references therein; the historical development is in Overbye 1999

[:0-1] Landau & Lifshitz 1975, p. 228 "...the general theory of relativity...was established by Einstein, and represents probably the most beautiful of all existing physical theories."

[2] O'Connor, J.J.; Robertson, E.F. (May 1996). "General relativity]". History Topics: Mathematical Physics Index, Scotland: School of Mathematics and Statistics, University of St. Andrews, خوندي شوی له the original on 4 February 2015, بياځلي په 4 February 2015

[3] Pais 1982, ch. 9 to 15, Janssen 2005; an up-to-date collection of current research, including reprints of many of the original articles, is Renn 2007; an accessible overview can be found in Renn 2005, pp. 110ff. Einstein's original papers are found in Digital Einstein, volumes 4 and 6. An early key article is Einstein 1907, cf. Pais 1982, ch. 9. The publication featuring the field equations is Einstein 1915, cf. Pais 1982, ch. 11–15

[4] Moshe Carmeli (2008).Relativity: Modern Large-Scale Structures of the Cosmos. pp.92, 93.World Scientific Publishing

[5] Grossmann for the mathematical part and Einstein for the physical part (1913). Entwurf einer verallgemeinerten Relativitätstheorie und einer Theorie der Gravitation (Outline of a Generalized Theory of Relativity and of a Theory of Gravitation), Zeitschrift für Mathematik und Physik, 62, 225–261. English translate

[6] Schwarzschild 1916a, Schwarzschild 1916b and Reissner 1916 (later complemented in Nordström 1918)

[7] Einstein 1917, cf. Pais 1982, ch. 15e

[8] Hubble's original article is Hubble 1929; an accessible overview is given in Singh 2004, ch. 2–4

[9] As reported in Gamow 1970. Einstein's condemnation would prove to be premature, cf. the section Cosmology, below

[10] Pais 1982, pp. 253–254

[11] Kennefick 2005, Kennefick 2007

[12] Pais 1982, ch. 16

[13] Thorne 2003, p. 74

[14] Israel 1987, ch. 7.8–7.10, Thorne 1994, ch. 3–9

[15] Sections Orbital effects and the relativity of direction, Gravitational time dilation and frequency shift and Light deflection and gravitational time delay, and references therein

[16] Section Cosmology and references therein; the historical development is in Overbye 1999

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

[۶]

[۷]

[۸]

[۹]

[۱۰]

[۱۱]

[۱۲]

[۱۳]

[۱۴]

[۱۵]

[۱۶]