به نقل از «پارسینه»

نقش خورشید در شهرت آلبرت انیشتین

تاریخ انتشار: ۲۷ خرداد ۱۳۹۸ | کد خبر: ۲۴۰۹۵۳۸۰

هفتم خردادماه سال ۱۲۹۸ بود و جمعی از دانشمندان انگلیسی تلاش داشتند با کمک آن خورشید گرفتگی نظریه انقلابی تازه‌ای تحت عنوان نسبیت عام را در رابطه با نیروی جاذبه بررسی کنند؛ نسبت عام در واقع زاییده ذهن آلبرت اینشتین بود که در آن زمان هنوز به شهرت نرسیده بود و آنطور که بعد‌ها جوزف جان تامسون فیزیکدان شهیر انگلیسی از آن یاد کرد به عنوان یکی از «بزرگ‌ترین دستاورد‌های اندیشه بشری» شناخته شد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

با این حال تا خورشید گرفتگی سال ۱۲۹۸، نظریه نسبیت (که اینشتین در سال ۱۲۹۴ مطرح کرده بود) ثابت نشد.

بعد از ماه‌ها آمادگی، آرتور ادینگتون مدیر رصدخانه کمبریج، تلسکوپ‌ها و تجهیزات عکاسی آن رصدخانه را در جزیره‌ای به نام Principe واقع در سواحل غربی آفریقا مستقر کرد. همزمان ستاره شناس دیگری به نام اندرو کراملین از رصدخانه سلطنتی گرینویچ نیز تجهیزات خود را در شهر Sobral برزیل مستقر کرد.

البته پیشتر دو تلاش ناموفق دیگر برای بررسی نظریه اینشتین انجام گرفته بود و مشخص نبود که این بار هم تلاش اخترشناسان با شکست روبرو می‌شود یا نتیجه دیگری حاصل می‌گردد. در تلاش اول که طی سال ۱۲۹۱ صورت گرفت آب و هوا رو به وخامت گذاشت و تلاش دیگر که قرار بود دو سال بعد از این تاریخ انجام شود به خاطر آغاز جنگ جهانی اول راه به جایی نبرد. اما در خرداد سال ۱۲۹۸ جنگ جهانی تمام شده بود و اخترشناسان خوشبین بودند که سرانجام می‌توانند صحت دیدگاه‌های اینشتین را به اثبات برسانند.

مفهومی تازه از فضا، زمان و گرانش

برای بیش از دو قرن مردم جاذبه را به همان شیوه‌ای در نظر می‌گرفتند که نیوتون (از حقایق پشت پرده این اسطوره دنیای علم باخبر شوید) به تصویر می‌کشید؛ نوعی نیروی کشنده میان اشیاء. اما در سال ۱۲۹۴ اینشتین تعریفی تازه برای جاذبه ارائه کرد و از آن نه به عنوان یک نیرو که نوعی خمیدگی یا انحنا در فضا یاد کرد که در نتیجه حضور اجرام بزرگی نظیر ستاره‌ها و سیارات شکل گرفته بود.

البته به تصویر کشیدن چنین ایده‌ای اندکی دشوار بود، اما اینشتین و همکارانش به این نتیجه رسیدند که اگر چنین فرضیه‌ای صحت داشته باشد آنگاه باید اثری قابل اندازه گیری و ساده هم داشته باشد: به بیان دیگر جاذبه باید میتوانست مسیر یک پرتو نوری را به میزانی هر قدر کم تغییر می‌داد.

ما معمولا نور را کاملا بدون وزن در نظر می‌گیریم، اما ماجرا به این سادگی‌ها هم نیست. نور شکلی از انرژی است و اینشتین با معادله مشهور E=mc ۲ در سال ۱۲۸۴ نشان داد که انرژی میتواند رفتاری شبیه به جرم را از خود نشان دهد. این درک تازه در کنار کشف خمیدگی فضا بدان معنا بود که پرتو نور باید خم شود؛ به بیان دیگر پرتو نور در واکنش به جاذبه باید مسیری خمیده را طی کند نه مستقیم.

براساس نظریه اینشتین هر توده‌ای (از توپ بولینگ گرفته تا کوهستان و زمین) میتواند پرتو نور را خم کند با این حال اخترشناسان می‌دانستند که تغییر مسیر نور نسبت مستقیم با توده‌ای دارد که باعث این خمیدگی می‌شود. اما آن‌ها برای اندازه گیری انحراف ناچیز پرتوی نور به جرمی بسیار بزرگ نظیر خورشید نیاز داشتند.

تصور کنید پرتویی از نور یک ستاره دور دست به سمت ما در حرکت باشد و در این مسیر با خورشید برخورد نماید. در این صورت جاذبه خورشید باید مسیر نور را کمی منحرف نماید و موقعیت ستاره را اندکی تغییر دهد.

دنیل کنفیک از اخترشناسان و مورخان علوم دانشگاه آرکانزاس در Fayetteville در این رابطه می‌گوید:

اینشتین این مشاهده دقیق را انجام داد که نور باید تحت تاثیر جاذبه قرار بگیرد. این یعنی پرتو‌های نوری اندکی منحرف می‌شوند و ما باید بتوانیم این انحراف را اندازه بگیریم.

اما اندازه گیری این انحراف مسیر، دشواری‌های خودش را دارد. در اغلب زمان‌ها خورشید آنقدر روشن است که به سختی می‌توان ستاره‌های مجاور به آن را مشاهده کرد. اما برای چند دقیقه در طول خورشیدگرفتگی، ماه از زیر نور خورشید بیرون می‌آید و دانشمندان میتوانند از ستاره‌های مجاور به آن عکس بگیرند و موقعیت دقیق شان را مشخص نمایند.

البته خورشیدگرفتگی‌های کامل به ندرت رخ می‌دهند و سالی یکبار آن هم در محدوده بسیار کوچکی از زمین قابل رویت هستند. اما پیچیدگی این مساله زمانی بیشتر می‌شود که بدانیم براساس نظریه اینشتین تنها انحراف کوچکی در نور ستاره‌ای رخ می‌دهد؛ در واقع مثل این میماند که بخواهید از یک کیلومتر آنطرف‌تر عرض یک سکه پنج تومانی را مشاهده کنید. متاسفانه تلسکوپ‌ها و تجهیزات تصویربرداری آن دوران آنقدر هم پیشرفته نبودند که بتوانند چنین انحراف کوچکی را در مسیر نور شناسایی کنند.

آنسوی ابرها، امیدواری

اما آنطور که کنفیک می‌گوید رفتن به موقعیت‌های از پیش تعیین شده برای مشاهده خورشیدگرفتی سال ۱۲۹۸ هم چندان ساده نبود. در آن دوران دست کم به یکسال زمان نیاز بود تا شرایط و تجهیزات لازم برای مشاهده خورشیدگرفتگی تدارک دیده شوند، ضمن اینکه کسی خبر نداشت آینده جنگ چه می‌شود. در آبان ماه ۱۲۹۷ یعنی حدودا شش ماه پیش از خورشیدگرفتگی چیزی نمانده بود که جبر زمانه ادینگتون و کراملین را وادار به لغو برنامه رصد خورشیدگرفتگی کند. کنفیک می‌گوید اگر جنگ یک هفته بعد تمام نمی‌شد آن‌ها احتمالا تسلیم می‌شدند.

در نهایت شرایط جوی هم متغیر بود. در Sobral آسمان صاف بود، اما آسمان Principe ابری بود و زمانی صاف شد که چیزی به پایان خورشیدگرفتگی نمانده بود و ادینگتون و همکارانش تنها توانستند چند عکس از آن بگیرند.

ادینگتون تلگرافی سه کلمه‌ای برای همکارانش در لندن فرستاد: «آنسوی ابرها، امیدواری».

در طول خورشیدگرفتگی دو هلیوستات با آینه‌های متحرک تصاویر مستقیم از خورشید نقاب دار را روی دو تلسکوپ افقی می‌انداختند. در ادامه عکس‌های گرفته شده از طریق این تجهیزات بررسی می‌شد تا انحراف احتمالی موقعیت ستاره‌ها نسبت به خورشید اندازه گیری شود.

بعد از آنکه خورشید گرفتگی پایان پیدا کرد و اخترشناسان به خانه بازگشتند ماه‌ها زمان سپری شد تا موفق شدند موقعیت‌های دقیق ستاره‌های قابل رویت را در فیلم‌های عکاسی اندازه بگیرند. در نهایت آن‌ها به این نتیجه رسیدند که نور ستاره‌ای تغییر مسیر داده و به اندازه ثابت نظریه اینشتین منحرف شده است.

فرانک دایسون اخترشناس در جریان نشستی مشترک بین جامعه اخترشناسی سلطنتی انگستان و جامعه سلطنتی این کشور که در ۱۴ آبان ۱۲۹۸ خورشیدی در لندن برگزار شد گزارشی از نتایج این بررسی را ارائه کرد. او در این نشست گفت:

تردیدی نیست که بررسی خورشیدگرفتگی پیش بینی اینشتین را ثابت می‌کند.

اینشتین شهرت یافت
نشریه تایمز لندن روز بعد گزارشی از این اتفاق منتشر کرد و دو روز بعد این خبر در نشریه نیویورک تایمز درج شد و اینشتین به چهره‌ای شناخته شده در سطح جهانی بدل گردید؛ و علیرغم پیچیدگی کلی نسبت عام اینشتین، میلیون‌ها نفر در سراسر جهان از این کشف مطلع شدند.

Kennefick در این رابطه می‌گوید:

این خبر فوق العاده منتشر شد که به یکباره نظریه نیوتن رد شده و جایش را به نظریه فردی ناشناخته به نام اینشتین داده که تا آن زمان نامش هم شنیده نشده بود. نظریه اینشتین هم آنقدر هوشمندانه بود که افراد کمی می‌توانستند آن را درک کنند؛ و این بسیار غم انگیز بود.

در واقع اینطور به نظر می‌رسید که مردم علیرغم پیچیدگی آن نظریه و شاید هم به همین خاطر آن را باور داشتند.

در طول این سالیان مورخان همواره این پرسش را مطرح کرده اند که آیا نتایج آزمایش سال ۱۲۹۸ دقیق بوده اند یا خیر. برخی این فرضیه را مطرح کرده اند که ادینگتون به قدری مشتاق اثبات نظریه اینشتین بوده که دیتای به دست آمده را دستکاری کرده است و چه بسا اطلاعاتی که با این نظریه همخوانی نداشتند را هم حذف نموده. با این حال طبق گفته کنفیک تحلیل‌هایی که یک سال بعد از آن ماجرا روی دیتای رصدخانه صورت گرفته یافته‌های این دو دانشمند را ثابت می‌کند و نظریه اینشتین آزمون بزرگش را با موفقیت پشت سر گذاشت.

در دهه‌های بعد هم نظریه نسبیت عام بار‌ها و بار‌ها با دقتی بیشتر از قبل ثابت شد و به کشفیات مهم از جمله سیاهچاله‌ها و امواج گرانشی منجر گردید.

منبع: دیجیاتو

منبع: پارسینه

کلیدواژه: علم و فناوری علم و دانش دانستنی های علمی آلبرت اینشتین خورشید خورشید گرفتگی اینشتین

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.parsine.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «پارسینه» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۴۰۹۵۳۸۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

چشم ایران به برق خورشید روشن می‌شود؟

  در یک کلام باید گفت ایران ازجمله معدود کشورهای دنیاست که شدت انرژی بالاتری از سطح متوسط جهانی دارد. با این تفاسیر و با این‌که فرصت‌سوزی‌های زیادی انجام شده حالا اعلام شده بااجرای طرح‌های مختلف و حمایتی، قراراست دریک برنامه میان‌مدت نیمی از مصرف برق بخش خانگی کشور از طریق انرژی خورشیدی تامین شود.

باتوجه به پتانسیل‌های بالای انرژی تجدیدپذیر درایران باید تاکنون شاهد پیشرفت‌های بسیاری در این حوزه می‌بودیم اما موانع متعددی برای ارتقای این انرژی وجود داشت ودارد واین درحالی است که آلمان با دارا بودن کمتر ازنیمی از روزهای آفتابی ایران، هم‌اکنون بیش از ۷۰‌هزار مگاوات ظرفیت نصب شده خورشیدی دارد.از سوی دیگر آمارها نشان می‌دهد، ایران از نظر شدت مصرف انرژی، ۲.۵برابر متوسط جهانی و ۱۰‌برابر کشورهای اروپایی مصرف انرژی دارد.به همین دلیل به نظر می‌رسد توسعه انرژی‌های نو در کشور می‌تواند در حل بسیاری از مشکلات مربوط به اقتصاد انرژی و مشکلات اجتماعی و بهداشتی مؤثر باشد. هرچند در دولت‌های قبل، از استقرار پنل‌های خورشیدی در سطح گسترده و تولید برق به این روش حرف‌های زیادی زده شده اما در عمل هنوز کار چشمگیری اتفاق نیفتاده است.البته با پیوستن ایران به توافق‌نامه پاریس درسال ۲۰۱۵، چنین تصور می‌شد که قرار است عملا گام بزرگی در راستای ایفای مسئولیت‌های اجتماعی وتعهدات جهانی برداشته شود، ولی انگار این توافق‌نامه هم نتوانست مسئولان را متعهد به انجام کارهای بزرگ کند.در سال گذشته میلادی سرمایه‌گذاری نیروگاه‌های دنیا در حوزه تجدیدپذیرها ۸۳‌درصد بوده در حالی‌که در۱۰تا ۱۵سال گذشته ۸۰‌درصد تولید دربخش نیروگاه‌ها با سوخت فسیلی بوده است، بنابراین می‌توان مشاهده کرد که نیروگاه‌های تجدیدپذیر که درحال حاضر ارزان‌ترین برق تولیدی را دراختیار دارند، باسرعت زیادی در حال توسعه هستند.توسعه نیروگاه‌های بزرگ در سطح دنیا اتفاق افتاده وازجمله آن می‌توان به نیروگاه ۲۷۰۰مگاواتی در هند و ۲۰۰۰ مگاواتی در ابوظبی اشاره کرد؛ بنابراین باید نیروگاه‌های تجدیدپذیر در ایران توسعه پیدا کنند. همچنین لازم است پایداری شبکه برق در کشور با کمک نیروگاه‌های بزرگ ایجاد شود.
   
استان‌های توانمند اما پرمصرف
متوسط مصرف سالانه مشترکان خانگی درسال۱۴۰۱ درکل کشور برابر با ۳۱۰۶ کیلووات‌ساعت بود که تنها هشت استان فارس، کرمان، ایلام، کهگیلویه و بویراحمد، سیستان‌و‌بلوچستان، هرمزگان، خوزستان و بوشهر از متوسط ذکر شده مصرف بیشتری داشته‌اند و غالب استان‌های کشور یعنی ۲۳ استان دیگر از این متوسط، برق کمتری مصرف کردند.تعداد مشترکان بخش خانگی در انتهای سال ۱۴۰۲ به بیش از ۳۲ میلیون مشترک رسید و طی پنج سال آینده نیز این رقم به حدود ۳۶ میلیون مشترک خواهد رسید. یکی از راه‌های تأمین برق مورد نیاز مشترکان خانگی، استفاده از پنل خورشیدی است. یک پنل خورشیدی با ظرفیت یک کیلووات در اغلب نقاط جغرافیایی ایران سالانه می‌تواند ۱۵۰۰کیلوات‌ساعت و به مدت۲۰سال، برق تولید کند.این میزان برق به‌طور متوسط برابر با نیمی از برق مصرفی مشترکان خانگی در کشور است، در صورت تخصیص یک پنل خورشیدی به ۳۶‌میلیون مشترک خانگی در کشور، ظرفیت این نوع نیروگاه‌ها به ۳۶هزارمگاوات می‌رسد، با این روش می‌توان حداقل ۵۴ میلیارد کیلووات ‌ساعت برق در سال تولید کرد.در حالی اعلام می‌شود تعدادی از استان‌ها بیش از میانگین کشوری مصرف برق داشته‌اند که همان‌ها به‌عنوان نقاط طلایی برای نصب پنل و تولید انرژی خورشیدی هستند.به‌عنوان مثال، استان‌های خراسان، اصفهان، فارس، کرمان، یزد و سایر استان‌های کویری نیز دارای شهرهای مناسب برای احداث نیروگاه خورشیدی هستند.بسیاری از افراد با شنیدن نام نیروگاه خورشیدی به نقاط گرم و کویری فکر می‌کنند اما جالب است بدانیم که شهرهای مناسب برای احداث نیروگاه خورشیدی لزوما واقع در استان‌های گرم و کویری نیستند. استان همدان، اردبیل، چهارمحال و بختیاری و سایر استان‌های سردسیر نیز دارای نقاط بسیار مناسب برای راه‌اندازی نیروگاه خورشیدی هستند. بازدهی نیروگاه خورشیدی در مناطقی که دارای روزهای آفتابی قابل‌قبول در طول سال هستند و از سوی دیگر هوایی خنک دارند، نسبت به نقاط گرم و کویری بیشتر است. از سوی دیگر هوای خنک باعث طول عمر بیشتر پنل‌های خورشیدی و سایر تجهیزات نیروگاهی می‌شود. بنابراین بهترین مکان برای احداث نیروگاه خورشیدی می‌تواند نقاط مرتفع کوهستانی با آفتاب مناسب و هوای خنک باشد.
     
احداث نیروگاه‌های بزرگ
مجموع ظرفیت در حال برنامه‌ریزی برای توسعه نیروگاه‌های تجدیدپذیر۳۰هزار مگاوات است،حدود ۱۱هزارو۶۰۰ مگاوات نیروگاه تجدیدپذیر با ساختگاه‌های مشخص در حال احداث است که قرارشده ظرف دو سال به سرانجام برسد. شرکت‌ها و صنایع بزرگی نسبت به اخذ پروانه برای احداث نیروگاه‌های تجدیدپذیر اقدام کرده‌اندکه ازجمله آنهامی‌توان به فولاد مبارکه با سرمایه‌گذاری ۶۰۰ مگاوات و صنایع مس با  ۱۰۰۰مگاوات اشاره کرد تا بخش عظیمی از ناترازی برق، حل و برق پاک تولید شود.آن‌طور که معاون وزیر نیرو اعلام کرده، قیمت‌های تولید انرژی تجدیدپذیر به‌شدت رو به کاهش است. تا پیش از این هزینه نصب هر کیلووات انرژی تجدیدپذیر ۴۰۰۰دلار بود که هم اینک به ۵۰۰ دلار رسیده و قیمت تجهیزات ساخت این نیروگاه‌ها رو به کاهش است.محمود کمانی بااشاره به انواع مدل‌های سرمایه‌گذاری در حوزه تجدیدپذیرها در کشور می‌گوید: «استفاده از ظرفیت‌های ماده۱۲ قانون رفع موانع تولید ازجمله موارد کمک به سرمایه‌گذاران برای تولید انرژی‌های تجدیدپذیر است که می‌توان به مناقصه برگزار شده سرمایه‌گذاری در احداث و بهره‌برداری ۴۵۰۰ مگاوات توسط ساتبا اشاره کرد. »

مشارکت مردم در تولید برق
برای اجرایی شدن طرح تخصیص یک پنل خورشیدی به ۳۶میلیون مشترک خانگی در کشور و رسیدن به تولید ۵۴میلیارد کیلووات ‌ساعت برق در سال در یک بازه زمانی میان‌مدت به ۱۴.۴میلیارد دلار اعتبارنیاز است که برای تحقق این میزان اعتبار می‌توان از منابع حاصل از سوخت صرفه‌جویی شده بر اثر تولید برق توسط نیروگاه‌های خورشیدی استفاده کرد.منابع حاصل از سوخت صرفه‌جویی شده بر اثر تولید برق توسط نیروگاه‌های خورشیدی حتی اگر تماما با نرخ گاز طبیعی هم در نظر گرفته شود (مثلا ۲۰ سنت به ازای مترمکعب) و از بهای بالاتر سوخت مایع نیروگاه‌ها درفصل سرد سال نسبت به گاز طبیعی چشم‌پوشی شود، سالانه معادل ۳.۶میلیارد دلار خواهد بود که می‌تواند سرمایه‌گذاری مورد نیاز برای احداث نیروگاه‌های خورشیدی خانگی را ظرف چهار سال پوشش دهد.دولت می‌تواند به اتکای این روش تأمین مالی نسبت به واگذاری تدریجی پنل خورشیدی به کلیه مشترکان برق (به میزان یک کیلووات به ازای هرمشترک)به صورت رایگان یا با دریافت حداکثر۲۰درصد هزینه آن، اقدام کرده و در قبال این اقدام، مشترک مکلف به حفظ و نگهداری پنل خورشیدی شود.در صورتی که در انتهای هر سال، میزان برق تولیدی پنل خورشیدی نسبت به کل مصرف برق مشترک خانگی در آن سال بیشتر باشد، برق تولیدی مازاد در اولین صورت‌حساب برق مشترک در سال بعد با نرخ روز تابلوی سبز بورس انرژی، تسویه و در صورتی که برق تولیدی از حد متعارف تولید پنل خورشیدی با توجه به عمر باقیمانده آن کمتر باشد با همان نرخ در اولین صورت‌حساب برق مشترک در سال بعد با او تسویه شود.

استقبال صنعت از انرژی خورشیدی
بخش صنعت که خواهان عدم محدودیت برق در دوره گرم سال است، می‌تواند درراستای عمل به تکالیف ماده ۱۶قانون جهش تولید دانش‌بنیان به جای احداث نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ که اتصال آن به شبکه،مستلزم تقویت شبکه انتقال برق است نسبت به احداث یک کیلووات پنل خورشیدی برای هر مشترک خانگی اقدام کند و به ازای این اقدام به میزان مشابه از برنامه‌های مدیریت مصرف برق، مستثنا شود.ضمن این‌که کارخانجات سازنده پنل خورشیدی در کشور نیز می‌توانند نسبت به واگذاری یک کیلووات پنل خورشیدی به مشترکان خانگی برق داوطلب در قالب فراخوان و فروش درازمدت اقساطی (مثلا ظرف مدت پنج سال) اقدام کنند و خریداران پنل خورشیدی نیز می‌توانند از محل فروش برق تولیدی به شبکه بر اساس تعرفه‌های مصوب، اقساط خود را ظرف مدت پنج سال پرداخت کرده و برای عمر باقیمانده پنل خورشیدی (مثلا ۱۵سال) از درآمد فروش برق بهره‌مند شوند.