لیک: لانداو – رومر

ژباړه: فهیم سپین‌غر

فضا نسبي ده

هماغه ځای دی که نه؟

ډيري وخت وایو دوې پېښې په یوه ځای پېښې شوي او له دغه موضوع سره دومره عادي شوي یو چې بیخي خپله خبره مطلق راته ښکاري. خو په حقیقت کې دغه جمله بې‌معنی ده. داسې ده لکه چې وویل شي اوس پنځه بجې دي، پرته له دې ځای یې لکه مسکو یا شیکاګو یاد کړو، چې اوس پکې پنځه بجې دي.

په دغه مسئله د پوهیدو لپاره فرضوو چې دوې میرمنې هره ورځ وعده ږدي چې له مسکو ښار څخه ولادیوستوک ښار ته د تلونکي اورګاډي (ریل) په یوه ټاکلي حجره (واګون) کې به هره ورځ سره ګورو او خپلو میړونو ته به لیک لیکو. که د دوی میړونو ته څوک ووایي چې ستاسې میرمنې د فضا په عین نقطه کې هره ورځ یو بل ویني، میړونه یې شاید له دغه جملې سره موافقت ونه ښيي. د دوی میړونه به ووايي چې سمه ده دوی به د اورګاډي په عین واګون کې هره ورځ لیدلي وي، خو دغه واګن هره ورځ د فضا په بیلابیلو نقطو کې و او دغه نقطې له یوه بله ډېرې لري دي. ځکه له مسکو څخه تر ولادیوستوک پورې باید له روسلاول، پرم، سوردلفسک، تیومن، اومسک او خاباروفسک ښارونو تیر شو.

په دې توګه دغه دوې پېښې یعنې د لیک لیکل په لومړی او دویمه ورځ د میرمنو له نظره په عین ځای (واګون) کې پېښې شوي، خو د میړونو له نظره یې دغه دوې پېښې له یوه بله سل کیلومتره لرې پېښې شوي. په دې مسئله کې څوک برحقه دي میرمنې که میړونه؟ هیڅ دلیل نلرو چې ووایو یو له دوی څخه څوک برحقه دي. ځکه موږ اوس پوهیږ چې «په هماغه ځای یا عین ځای کې» مفهوم نسبي دي.

په همدې توګه کله چې وایو دوه ستوري په اسمان کې پر یوه بل منطبق دي، هغه وخت معنی لري، چې ویناوال دغه لیدنه د ځمکې له سطحې کړي وي. یوازې هغه مهال کولی شو ووایو چې دوې پېښې په فضا کې پر یوه بل منطبق دي چې لیدو نقطه چې دغه پېښه ترې وینو مشخصه کړو. په همدې توګه په فضا کې ځای هم نسبي دی. په فضا کې د یوه جسم د ځای په باب خبرې، نسبي مفهوم دی. یعنې د یوه شي ځای نسبت نورو شیانو ته ټاکل کیږي. که د یوه شي ځای پوښتل شي او د پوښتنې په ترڅ کې زموږ څخه وغوښتل شي داسې ځواب ورکړو چې له نورو اجسامو سره یې نسبت ونه وایو، په دې صورت کې پوښتنه مفهوم او معنی نه لري.

یو جسم په واقعیت کې څنګه حرکت کوي؟

له مخکینیو خبرو داسې ښکاري چې «د یوه جسم د ځای بدلون» هم یو نسبي مفهوم دی. که موږ وایو د یوه جسم ځای بدلون کړی، نو دا معنی لري چې نسبت نورو جسمونو ته یې خپل ځای بدل کړی. په دې اساس که د یوه جسم حرکت له بېلابېلو نقطو وګورو، نو بیلابیل حرکتونه به یې ووینو. مثلاً یوه الوتکه په هوا کې د حرکت په حال کې ده. یوه تیږه ځمکې ته را غورځوي. تیږه نسبت الوتکې ته په مستقیم خط حرکت کوي، خو نسبت ځمکني لیدونکي ته په منحني خط راغورځي. اوس پوښتنه دا ده چې اصلاً تیږه څنګه حرکت کوي؟ دا پوښتنه داسې ده لکه چې وویل شي سپوږمۍ په کومه زاویه د لیدو وړ ده؟ منطقي پوښتنه به دا وي چې ورسره ووایو له کومه ځایه، له ځمکې که له لمر څخه؟ د جسم د حرکت منحني هندسي شکل، کټ مټ د یوې ودانۍ د انځور په څېر نسبي ځانګړنې لري. یعنې که د یوې ودانۍ انځور له بیلابیلو زاویه ( مخې، شا یا څنګ) څخه واخلو بېلابېل انځورونه به ولرو. په همدې توګه کله چې د تیږې را لویدل له بیلابیلو زاویو ګورو د حرکت بیلابیل منحني‌ګان ترلاسه کوو.

آیا د لیدو ټولې نقطې یو شان دي؟

په فضا کې د جسم د حرکت د څېړلو پرمهال که د جسم د حرکت مسیر یا منحني ته خپل لید محدود کړو په دې صورت کې هغه مهال پایله ترلاسه کولی شو چې د لیدلو نقطه هم بیان کړو. یو ماهر عکاس د عکس اخیستلو پر مهال د ځای په ټاکلو سره، د عکس ښایست او ترکیب په پام کې نیسي. په فضا کې د اجسامو د حرکت پر مهال، موږ هم د عکاس په څېر له مختلفو ځایونو دغه حرکت څېړو. موږ نه یوازې د حرکت مسیر باندې پوهېدول غواړو، بلکې غواړو په ټاکلو شرایطو کې د جسم د حرکت مسیر وپيژنو. په بل عبارت موږ غواړو د جسم د حرکت په قوانینو پوه شو. اوس که د حرکت نسبیت له دغه نظره څېړو، ښکاره خبره ده چې د فضا ټولې نقطې معادل او یو شان نه دي. که موږ له عکاس څخه وغواړو چې د پېژند کارت لپاره زموږ عکس واخلي، ښکاره خبره ده چې عکاس به زموږ د مخ او له ټټر پورته برخې عکس اخلي، نه له شا څخه. اصلاً همدغه غوښتنه عکاس ته په فضا کې د عکس اخیستلو نقطه ټاکي، چې له کومې نقطې باید عکس واخلي. او په دې توګه هیڅ بله نقطه او ځای دغه شرط نشي پوره کولی. 

د سکون حالت وموندل شو

د اجسامو په حرکت کې بهرني عوامل چې موږ ورته قوه وايو، اغیز لري. د دغه عواملو اغیز، شاید زموږ سره مرسته وکړي ترڅو د حرکت مسئله له نوي لیدلوري وڅېړو. فرض کړی داسې یو جسم لرو چې د بهرنۍ قوې تر اغیز لاندې نه دی، که چېرې یې حرکت له بیلابیلو نقطو وڅېړو، دغه جسم به په ډېر عجیب او غریب ډولونو حرکت وکړي. خو د لیدونکي لپاره د لیدو تر ټولو طبیعي نقطه هغه نقطه ده چې جسم ورته ساکن ښکاره شي. په دې توګه نسبت نورو اجسامو ته د جسم د ځای بدلون په نه پام کې نیولو سره، د سکون حالت بیخي نوی تعریف وړاندې کولی شو: هر هغه حالت کې چې بهرنۍ قوه پرې اغیز ونه لري، ساکن ګڼل کیږي.

ساکن چوکاټ (Inertial Frame)

څنګه کولی شو ساکن حالت ته ورسیږو؟ څنګه پوه شو چې په یوه جسم هیڅ ډول بهرنۍ قوې عمل نه دی کړی؟ د دې کار لپاره اړونده جسم، له ټولو هغه اجسامو لرې ساتو چې تاثیر پرې کوي. موږ په خپل خیال کې د ساکن اجسامو داسې یو لابراتوار یا یو چوکاټ جوړولی شو چې د حرکت ځانګړنې یې هم له همدې چوکاټ څخه ووینو. دغه چوکاټ باید په ساکن حالت کې وي. که چېرې په یوه بل چوکاټ کې د حرکت ځانګړنې زموږ په چوکاټ کې د حرکت له ځانګړنو سره توپیر ولري، په دې صورت کې په زغرده ویلی شو چې لومړی چوکاټ حرکت کوي، ساکن نه دی.

آیا اورګاډی حرکت کوي؟

له هغې وروسته چې پوه شوو، په متحرک چوکاټ کې حرکت د یو ډول قوانیونو تابع دي او په ساکن چوکاټ کې حرکت د بل ډول قوانینو لاندې عمل کوي، داسې ښکاري چې ظاهراً د حرکت مفهوم خپله نسبي‌ ځانګړنه له لاسه ورکړې. وروسته له دې چې له حرکت څخه خبرې کوو، د نسبي انرشیا (سکون) حرکت له یادولو څخه به مو موخه مطلق وي. اما ایا د ساکن چوکاټ حاکم قوانین د چوکاټ له متحرک کېدو سره بدلون کوي؟

یوه داسې اورګاډي ته خیژو چې ثابت سرعت ولري او په مستقیم خط حرکت وکړي. د دغه اورګاډي د واګن دننه اجسام په ځير ګورو او د ساکن اورګاډي د واګن دننه اجسامو سره یې پرتله کوو. زموږ ورځنۍ تجربې وايي چې په ثابت سرعت او مستقیم خط حرکت کوونکي اورګاډي دننه اجسام بیخي د ساکن اورګاډي د ننه اجسامو په څېر حرکت کوي. که په روان اورګاډي کې توپ پاس واچوې بېرته به په عمودي مسیر ستا لاس ته ولویږي، یعنې د توپ پورته غورځېدل زموږ له نظره منحني خط نه رسموي. که د اورګاډي تخنیکي او فني ټکانونه له پامه وغورځوو، نو د روان اورګاډي په منځ کې ټول شیان داسې وي، ته به وايي اورګاډی ساکن دی.

 دا یوازې د ثابت حرکت پر مهال صدق کوي، یعنې که اورګاډی خپل سرعت ډیر یا لږ کړي، بیا نو قضیه معکوسه کیږي. که چېرې د اورګاډي سرعت ډېر شي، زموږ په شمول د اورګاډي ټول شیان شا ته ټیله کیږي، که د اورګاډي سرعت لږ شي، زموږ په شمول د اورګاډي ټول شیان مخ ته ټیله کیږي او په واضیح ډول احساسوو چې له سکون حالته ووتلو. که اورګاډی په ثابت سرعت حرکت وکړي او د خپل حرکت جهت واړوي، په دې صورت کې هم موږ احساسوو چې اورګاډی حرکت کوي. کله چې اورګاډی ښۍ خوا ته تاویږي، موږ چپې خوا ته ټیله کیږي او کله چې اورګاډی چپې خوا ته تاویږي موږ ښۍ خوا ته ټیله کیږو. 

د پاسنیو ټولو مواردو په راټولولو سره دغه پایله ترلاسه کوو، تر څو چې یو چوکاټ په ثابت سرعت او مستقیم خط روان وي، نه احساسیږي چې چوکاټ حرکت کوي که نه. خو کله چې مازې د مقدار له اړخه د متحرک چوکاټ په سرعت کې بدلون راشي (تعجیلي یا تاجیلي) شي، یا یې جهت بدلون وکړي، نو موږ او د چوکاټ د ننه ټول شیان دا احساسوو چې چوکاټ ساکن نه دی، حرکت کوي.

سکون تل له منځه لاړ

که چوکاټ په ثابت سرعت او په مستقیم خط حرکت وکړي، د چوکاټ د ننه شیان، د چوکاټ حرکت نه احساسوي، دا د حرکت هغه حیرانونکې ځانګړنه ده، چې موږ مجبوروي ترڅو د سکون پر مفهوم باندې یو ځل بیا فکر وکړو. داسې برېښې چې سکون حالت او په مستقیم خط او ثابت سرعت حرکت له یوه بله ټوپیر نه لري. که یو چوکاټ نسبت یوه بل ساکن چوکاټ ته په مستقیم خط او ثابت سرعت حرکت وکړي، کېدای شي چې ساکن وګڼل شي. او دا په دې معنی ده چې سکون مطلق نه دی، بلکې د سکون بیلابېل ډولونه او شکلونه دي. نه یوازې یو ساکن چوکاټ، بلکې بې شمېره ساکن چوکاټونه شته چې نسبت یو بل ته په مستقیم خط او بیلابیل ثابت سرعتونو حرکت کوي.  

له دې چې سکون مطلق نه بلکې نسبي دی، نو موږ تل مجبور یو چې د حرکت د څېړو پر مهال ووایو چې نسبت کوم یو په مستقیم خط او ثابت سرعت حرکت کوونکي چوکاټ ته دغه حرکت څېړو. په دې توګه موږ نشو کولی د حرکت مفهوم مطلق وګڼو. د حرکت د څېړلو پر مهال تل دا پوښتنه مطرح کیږي چې موږ نسبت کوم ساکن حالت ته حرکت څېړو؟ په دې توګه موږ د طبیعت تر ټولو مهم قانون چې «د حرکت د نسبیت اصل» پنامه یادیږي ترلاسه کړ. دغه قانون وايي ټول هغه چوکاټونو چې نسبت یوه بل ته په مستقیم خط او ثابت سرعت حرکت کوي، د یو ډول فزیکي قوانینو لاندې عمل کوي.

د انرشیا قانون

د حرکت نسبیت له اصل څخه دغه پایله ترلاسه کوو چې: که په یوه جسم بهرنۍ قوه وارده نشي، نه یوازې کولی شي ساکن واوسي، بلکې په مستقیم خط او ثابت سرعت تلپاتې حرکت هم کولی شي. په فزیک کې دغه حالت ته د انرشیا قانون وايي. دغه قانون زموږ په ورځني ژوند کې په مستقیم ډول ځان نه دی څرګند کړی، بلکې ځینې شیانو پوښلی. د انرشیا قانون له مخې که یو جسم په مستقیم خط او ثابت سرعت روان وي، د بهرنۍ قوې له تاثیر پرته باید خپل تلپاتې حرکت ته ادامه ورکړي، خو د تجربې په اساس دې پایله ته رسیږو چې: په هر روان جسم چې قوه وارده نه کړو، له حرکت لویږي او دریږي.

د مسئلې حل په دې کې دی، موږ چې څومره جسمونه د حرکت پر مهال لیدلي، اصلاً بهرنۍ قوې لکه اصطکاک قوې تاثیر پرې درلودلی او حرکت یې درولی. په دې اساس انرشیا قانون هغه مهال صدق کوي چې پر جسم بهرنۍ قوه عامل نه وي. د تجربي شرایطو په ښه کولو سره، مثلاً د اصطکاک قوې په کمولو سره ممکن یو داسې حالت منځته راولو چې انرشیا قانون پکې درک کړو او ثابت کړو چې دغه قانون زموږ په ورځني ژوند کې هم د تطبیق وړ دی.

د حرکت نسبیت اصل کشفول، د انسان د تر ټولو سترو کشفونو څخه دی. فزیک به پرته له دغه اصل څخه وده نه وی کړې. دغه کشف د ګالیله د نبوغ له برکته وشو. ګالیله د ارسطويي ښوونو چې د کاتولیک کلیسا یې تر شا وه مخالف و. د ارسطو په نظر یوازې قوه د حرکت لامل کیږي او که قوه نه وي حرکت دریږي. ګالیله د یو شمېر تجربو په کولو سره وښوده چې برعکس، اصطکاک قوه ده چې د جسم حرکت دروي. که اصطکاک قوه نه وی یو جسم چې یو ځل روان شوی وی، تلپاتې حرکت به یې لرلی او هیڅکله به نه وی درېدلی.

سرعت هم نسبي دی

د حرکت نسبیت د اصل له مخې، که ووایو یو جسم په مستقیم او ثابت سرعت حرکت کوي او ورسره ونه وایو چې نسبت کوم ساکن چوکاټ ته حرکت کوي؛ دا خبره همدومره بې‌معنی ده لکه د ځمکې جغرافیايي طول‌البلد باندې د خبرو پر مهال چې د نصف‌النهار یادونه ونه کړو. سرعت هم یو نسبي مفهوم دی، که نسبت بیلابیلو ساکن چوکاټونو ته د یوه جسم سرعت وڅېړو، نو بیلابېلې پایلې به ترلاسه کړو. خو له دې ټولو سره سره د سرعت هر ډول کمي بدلون (تعجیل یا تاجیل) یا جهتي بدلون، مطلق مفهوم لري، او په دې پورې نه دی تړلی چې له کوم چوکاټه یې څېړو.