بصیر کامجو
آلمان
جنوری 2006
نظریه نسبیت البرت اینشتین
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
البرت اینشتین (1879 ـ 1955 م.) ، متولد در آلمان وبه هنگام جنگ دوم جهانی عازم امریکا شد . او با ارایه اندیشه ونظریه نسبیت در علم فزیک انقلابی را برپا کرد ، و در سال 1921 میلادی براثر تحقیقات علمی اش برروی فوتون ها و فزیک نظری جایزه نوبل رابدست آورد.
دو کتاب بنام : « جهانی که من میبینم » و « مفهوم نسبیت انیشتین » از او به جا مانده است.
فزیکدانان قرن نوزدهم تمام نظریه ها و فرضیه ها از قبیل : فضا ، زمان ،مکان ، جرم ، وسایر کیفیات اولیه که خواص واقعی همه اشیاء طبیعی اند را صرف توصیفات اشیای طبیعی فکر میکردند.
مگر اینشتین واضح ساخت که تصور کیفیات نخستین اشیاء مستلزم مشخص کردن متغیر های کلاسیک « زمان ومکان » است. اومیگفت : اگر جسمی با سرعت ماورای نور حرکت کند تمام آن جسم به انرژی تبدیل می شود . بدون وابستگی به بُعد چهارم ( زمان ) بصورت جاویدانه باقی می ماند. : به عبارت دیگر میتوان گفت که بر اساس نسبیت ، جرم ، سرعت ، شتاب و حتی زمان که برای ما تعریف میشوند، نسبی هستند .
البرت اینشتینش شکل ( 1)
تیوری نسبیت اینشتین دارائی دو نظریه میباشد :
اول ــ نظریه نسبیت خاص : که در سن 25 سالگی سال ( 1905م. ) آنرا بوجود آورد . این نطریه ایست که در صورت سرعت های بالا ( در شرایطی که سرعت در خلال حرکت تغییر نکند سرعت ثابت بماند ) میتوان به اعداد و محاسباتش باور کرد . جهان مادی با داشت قانونمند نماد هستی اش چنان ایست که در سرعت های بالا از قوانین پیچیدۀ پیروی میکند که در زندگی ما قابل دید نیستند.
بگونه مثال : اگر جسمی با سرعت نزدیک به سرعت « نور» که مساوی است به ( 300000 کیلومتر فی ثانیه ) حرکت کند زمان برای او خیلی کند می گذرد. و همچنین ابعاد ( طول ، عرض ، ارتفاع ) این جسم کوچکتر می شود. و جرم جسمی که با سرعت بسیار زیاد حرکت کند دیگر ثابت باقی نمی ماند بلکه ازدیاد پیدا می کند. یعنی اگر جسمی با سرعت نور حرکت کند ، زمان برایش متوقف می شود ، طولش به صفر می رسد و جرمش بینهایت می شود.
بدین اساس یکی از مفاهیم تیوری نسبیت خاص اینشتین اتساع زمان است که در زندگی روزمره قابل مشاهده نمی باشد. چون سرعت هایکه ما با آنها سرکار داریم ، بمراتب کمتر از سرعت انتشار نور هستند . بگونه مثال : در مورد طیاره ای که با سرعت 270 متر فی ثانیه در حال پرواز است ، نسبت عددی بسیار کوچکی است که به راحتی مشاهده میشود که در چنین سرعت هایی مسئله اتساع زمان کاملاً منتفی است. برای مشاهده اتساع زمانی به یک « ساعت اتمی » با دقتی در حدود ( 13-^10) نیاز داریم . مشاهده اتساع زمانی فقط در حد تیوری ونظریه نیست ، بلکه با قرار دادن ساعتهایی اتمی در طیارات جت عملاً تائید وبه اثبات رسیده است .
با تکامل علوم مثبته ، دانشمندان با تحقیق وارزیابی در مورد اتساع زمان بر طول عمر افراد متوجه شده اند . که افراد ورزشکار ( حتا آنهایکه فقط پیاده روی می کنند ) حدود کسر بسیار کوچکی از ثانیه از سایر افراد عمر می کنند . وکوچکی این کسر به دلیل سرعت کمی ( نسبت به سرعت نور ) است که آنها نسبت به دیگران دارند. پس اگر انسان بتواند با سرعت های نزدیک سرعت نور حرکت کند ، سالیان سال عمر می کند و جوان می ماند ، البته از نظر ساکن .
دوم ـ نظریه نسبیت عام است: که در سال ( 1919 م. ) توانست آنرا بیان کند. نسبیت عام به این مفهوم است که سرعت جسم بر اثر موجودیت قوۀ جاذبه زمین (g) که همان عدد ( 9.81m/s ) است در خلال حرکت تغیر میکند. پس نسبیت عام با قوه ها کار دارد نه با حرکت. یعنی بیان اندیشه ایست راجع به اجرامی که قوه جاذبه دارند. به این معنا که در جهان هستی ، جرمی در فضای خالی واقع باشد حتمی یک قوه جاذبه در اطراف خود دارد که مقدار عددی آن وابسته به جرم آن جسم می باشد . استنتاج اینست که در اطراف هر جسمی قوۀ وجود دارد.
مثلاً اگر از گردش عقربه های ساعتم یک فیلم ویدوئی زنده بگیرند و همچنان از روی گردش عقربه های ساعت آدمی که دارد توسط سفینه فضائی بالا می رود و از سیاره زمین جدا می شود ، نیز فیلم ویدوئی گرفته شود و هردو فیلم را کنار هم روی یک صفحۀ تلویزیونی پخش کنند ملاحظه خواهیم کرد که ساعت من سریع تر حرکت می کند .
پس بحث تیوری نسبیت عام تغیر سرعت جسم در خلال حرکت است . اندیشه نسبیت عام اینشتین قوه جاذبه را مانند خاصیتی از فضا در نظر میگیرد نه نیروئی میان پیکر ها یعنی خلاف آنچه که نیوتن ( 1642 ـ 1727 م. ) گفته بود .
نظریه اینشتین به ماده به صورت « بسته متراکمی از انرژی » نگاه می کند و میگوید که این دو ( ماده ـ انرژی ) بهم تبدیل پذیر اند . یعنی ماده به انرژی و انرژی به ماده تبدیل می شود. E = mc² با کشف این قانون ارتباط مادی و ثبوت جدائی ناپذیری ماده و انرژی ، علم فزیک پاسخ بسیاری از پرسش ها را دریافت نمود.
اینشتین طی نامه ای در سال 1939 به رئیس جمهور امریکا ( فریکلن د. روزلت 1882 ـ 1945 ) نوشت : میتوان ماده را به انرژی تبدیل کنیم و یک بمب اتمی درست نمایم . با قبول این اندیشه رئیس جمهور امریکا دستور برپایی سازمان عظیمی را داد تا به بمب هسته ای دست پیدا کنند .
در زمینه برای شکافت هسته اتم اورانیوم 235 انتخاب شد .اورانیوم عنصری است که تقریباً در پوسته زمین سنگها و آب به میزان کم یافت می شود.
شکل (2)
بصورت تقریبی در هر تن سنگ 2 گرم اورانیوم پیدا میشود. یعنی از « زر طلا » 400 مرتبه فراوانتر است اما خیلی پراگنده . بدین منظور در سال 1945 در آزمایشگاهی در شهر« لوس آلالوس» تحت نظر فزیکدان امریکائی « رابرت او پنهایمر » مقدار کافی اورانیوم برای ساخت بمب جمع شده بود.
چون آزمودن چنین تجربه ای در مقیاس کوچک ناممکن بود. چرا با منفجر کردن بمب بیم از وقوع حالت بحرانی وتولید ضایعات ناشی از آن ، از قبل قابل درک و پیش بینی بود. ونخستین بمب اتمی در سال 1944 در جریان جنگ دوم جهانی در امریکا ساخته و آزمایش شد. وبه تعقیب آن شوروی سابق در سال 1949 دارای بمب اتومی شد.
امریکا تنها کشوری است که از این بمب در شهر های ( هیروشیما و ناگازاکی) جاپان استفادۀ نظامی کرده است . امریکا در سال 1945 دو بمب اتمی را تهیه کرد که یکی بمب اورانیوم بنام پسرک با طول سه مترو شصت سانتی وبه وزن 5/4 تن ، ودیگری مرد چاق که مواد ترکیبی پلوتونیم هم داشت .
در سال 1945میلادی زمان حاکمیت رئیس جمهور ( هیری اس. ترومن 1884 ـ 1972 ) ، امریکا با پرتاب این دوبمب اتمی بالای شهر های ( هیروشیما و ناگازاکی ) جاپان ، موفق گردید که 160000 کشته در یک روز دست آورد داشته باشد. و بیش از دوبرابر این عده ، در طول زمان ، در اثر جراحات ناشی از بمب از بین رفتند .
شکل (3)
در سال 1945 بصورت کل سه بمب اتومی ساخته شده بود. با گذشت زمان قدرت های بزرگ جهان ( امریکا و شوروی و اقمار ایشان ) در سال 1962 موفق به تولید 2000 بمب اتمی ودر سال 1990 نزدیک به 56000 بمب اتمی گردیدند.
قرار احصائیه دست داشته تاسال 1990میلادی از مجموعه این 56000 عدد بمب اتمی 54880 عدد آن در اختیار امریکا و شوروی سابق ، و 1120 عدد آن در اختیار کشور های : بریتانیا ، فرانسه ، چین و هندوستان قرار داشتند.
پروسه شناخت
واستفاده بری از اورانیوم :
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
شناخت اورانیوم به
کیمیادان آلمانی« مارتین هنریچ کلاپرس » اختصاص داده شد که در سال 1789 این
عنصر را بصورت قسمتی از « کانی » که آنرا (pitchblende
) نامید کشف شد. این عنصر
در سال 1841 به صورت فلزجداگانه توسط ( ایوگنی میلشیور پلیگوت ) استفاده شد.
در سال 1896 ( هینری بکیریل ) فزیکدان فرانسوی برای اولین بار به خاصیت « رادیواکتیویته » آن پی برد.
در آغاز قرن بیستم تحقیقات برای یافتن معادن « رادیواکتیو » در ایالات متحده آغاز شد . ودر طی جنگ جهانی دوم « عنصر اورانیوم » به مقصد اهداف دفاعی اهمیت پیدا کرد. در سال 1943 حاکمیت امریکا کنگره ای را در « کلرادو » به منظور استفاده نیروهای جنگی از « قدرت اتمی » در پروژۀ « منهیتین » تشکیل داد. این کنگره در 1946 کمیسون انرژی اتمی را بوجود آورد . ودر اواخر 1970 دولت امریکا تهیه اورانیوم خود را تکمیل کرد.
درسال 2001 صاحبان « راکتور های هسته ای غیر نظامی آمریکا » از این کشور و منابع خارجی 213000 تن اورانیوم به مبلغ 562107000 دالر خریداری کردند. وهمچنان در همین سال ایالات متحده 1018 تن اورانیوم از هفت عملیات معدنی در غرب میسیسیپی تولید کرد.
کشور های بزرگتر اورانیوم بیشتری در مقایسه با کشور های کوچکترتولید میکنند . کشور استرلیا ذخایر بسیار زیادی ازاین عنصر دارد که تقریباً 30 فیصد ذخایر دنیا را شامل میشود.
شکل (4 )
اورانیوم براصل داشت خاصیت کیمیاوی اش یک عنصر خیلی سنگین میباشد. ودر تولید جنگ افزار ها بکار گرفته میشود ، مثلاً اورانیوم خالی برای ساخت محافظ برای تانکها محاربوی وساخت قسمتهایی از موشکها وادوات جنگی استفاده می شود. از همین اورانیوم غنی شده برای سوخت کشتی ها و زیردریایی های جنگی و سلاحهای هسته ای کار می گیرند .
مهمترین استفاده بری از اورانیوم در ساحات ملکی ، تولید سوخت دستگاههای نیروی هسته ای است . ودر هیلکوپتر ها و طیارات به عنوان وزن متقابل بر هر بار استفاده میشود.
در عرصه تولید نیز استفاده وسیع صورت میگیرد چنانیکه لعاب ظروف سفالی از مقدار کمی اورانیوم طبیعی تشکیل شده است . که این عنصر برای اضافه کرن رنگ با آن اضافه میشود. وبرای تخمین سن سنگهای آتشفشانی ... ولاغیرمورد استفاده قرار میگیرد .
خطرات جانبی اورانیوم
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
تمام ترکیبات اورانیوم سمی ورادیو اکتیو هستند. سمی بودن این عنصر در مقادیر بسیار کم برزنده جان میتواند کشنده و آسیب رساننده باشد. ترکیبات اورانیوم به سختی جذب روده وریه میشوند وخطرات رادیولوژیکی آن باقی میماند. فلز خالص اورانیوم نیز خطر آتش سوزی به همرا دارد. جذب روزانه اورانیوم در غذا 0.07 تا 1.1 میکرو گرم میباشد. مقدار اورانیوم در هوا خیلی ناچیز است . افرادیکه در کنار تاسیسات هسته ای دولت ویا معادن استخراج اورانیوم زندگی میکنند بیشتر در معرض این عنصر قرار می گیرند. ورود اورانیوم به بدن انسان ممکن است که موجب سرطان شود.
با عرض احترام
کامجو
منابع و مآخذ
ـــــــــــــــــــــــــــــ
1 ـ کتاب « صد سال وقایع قرن 20 » ، سال چاپ : 2000 م. ناشر ( ADAC ) ، گوترسلو ـ آلمان ، دریک جلد شامل 1264 صفحه ، به زبان آلمانی .
2 ـ فرهنگ بزرگ راوینس بورگر ، مؤلف : اُلریک هوس والد و کُورنیلیوس ریتنگ ، شرکت چاپ : اُتو مایرسال 1992 م. ، در چهار مجلد ، به زبان آلمانی.
3 ـ تاریخچه زمان ، مؤلف : استفن ویلیام هاوکنگ ، ترجمه : حبیب الله داد فرما ، در 241 صفحه .
4 ـ فرهنگ فارسی ، مؤلف : دکتر محمد مُعین ، در شش مجلد ، چاپ یازدهم سال 1376 ، تهران ـ ایران .
5 ـ WebElements.com - Uranium
6ـ EnvironmentalChemistry.com - Uranium
7ـ http://www.eia.doe.gov/fuelnuclear.html
8 ـ http://www.uic.com.au
بالا
بازگشت