چرا « نسبیت عام »یکی از مهم‌ترین نظریات دنیای فیزیک است؟
یک‌صد سال پیش در چنین روزهایی (یا دقیق‌تر بگوییم، در ۲۵ نوامبر سال ۱۹۱۵، مطابق با چهارم آذر ۱۲۹۴ خورشیدی)، آلبرت اینشتین برای نخستین بار، معادلات میدان خود را در یکی از جلسات فرهنگستان علوم پروس به دنیای علم معرفی کرد و با این کار، پایه‌های نظریه‌ی نسبیت عام را بنا نهاد؛ نظریه‌ای شگفت‌انگیز که درک بشر را نسبت به کیهان برای همیشه متحول کرد و از وجود پدیده‌های عجیب و غریب بسیاری در هستی پرده برداشت. معادلات میدان اینشتین، به فیزیک‌دان‌ها امکان داد تا میزان انحنای فضا-زمان را در هر نقطه از آن بر حسب چگونگی توزیع چگالی ماده-انرژی در جهان محاسبه کنند. به این ترتیب، نظریه‌ی نسبیت عام با کمک مفهوم انحنای فضا-زمان توانست تبیین جدیدی را از گرانش و میدان گرانشی ارائه دهد و بر مبنای آن، نظریه‌ی میدان گرانشی نیوتن را که در قرن هفدهم میلادی ارائه شده بود، اصلاح و متحول کند.
هنوز چهار سال از ارائه‌ی نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین نگذشته بود که «آرتور ادینگتون» اخترشناس برجسته‌ی انگلیسی موفق شد صحت یکی از نخستین پیش‌بینی‌های جالب این نظریه، یعنی انحنای نور هنگام عبور از مجاورت خورشید (و سایر ستاره‌ها) را، طی خورشیدگرفتگی ۲۹ مه ۱۹۱۹ (۷ خرداد ۱۲۹۸)به‌طور تجربی نشان دهد. با انتشار نتایج رصدی ادینگتون و تایید صحت پیش‌بینی‌های نسبیت عام، به ناگاه اینشتین از یک چهره‌ی ناشناس به تیتر یک روزنامه‌های جهان بدل شد؛ «کوپرنیک دیگری متولد شده است»، «نظریه‌ای بدیع برای تبیین جهان» و تیترهایی از این دست، که همگی به نظریه‌ی شگفت‌انگیز فیزیک‌دانی جوان به نام آلبرت اینشتین اشاره داشتند. چیزی نگذشت که روزنامه‌های مشهوری نظیر تایمز لندن، شروع به انتشار مقالاتی به قلم خود اینشتین درباره‌ی نسبیت کردند و به این ترتیب او در اندک زمانی، به یک قهرمان علمی در دنیا بدل شد. قهرمانی که با نظریات شگفت‌انگیز خود درباره‌ی موضوعات اسرارآمیزی نظیر فضا و زمان، ماده و انرژی، سرعت نور، هر شخص علاقه‌مند به علم را شیفته‌ی خود می‌کرد. این‌گونه بود که از اواسط دهه‌ی ۱۹۲۰/۱۲۹۹ میلادی، اینشتین عملا به مشهورترین دانشمند جهان تبدیل شد؛ شهرتی که اینک پس از یک قرن، هم‌چنان تداوم دارد.
اینشتین یعنی نابغه
چهره‌ی صمیمی، مهربان و دوست‌داشتنی اینشتین و همین‌طور سبک زندگی جالب و شوخ‌طبعی همیشگی‌اش در کنار عجیب‌ترین و اسرارآمیزترین مفاهیمی که در عرصه‌ی علم مطرح کرده بود، همگی دست به دست هم دادند و از او چهره‌ای به یادماندنی ساختند، به طوری که امروزه برای عموم مردم دنیا، واژه‌ی اینشتین، مترادف با واژه‌ی «نابغه» است. پیش‌بینی موفقیت‌آمیز انحنای نور در میدان گرانشی ستاره‌ها، تازه سرآغازی بر موفقیت‌های پی‌درپی و پیش‌بینی‌های شگفت‌انگیز نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین بود. در اواسط دهه‌ی ۱۹۲۰/۱۲۹۹، چند ریاضی‌دان و فیزیک‌دان نظیر «الکساندر فریدمن» و «ژُرژ لومِتر»، بر اساس معادلات نسبیت عام اینشتین موفق شدند از پدیده‌ی شگفت‌انگیز دیگری پرده بردارند؛ پدیده‌ای به نام «انبساط جهان». در واقع، معادلات نسبیت عام نشان می‌دادند که جهان نمی‌تواند ایستا باشد و کل دنیا و تمام گستره‌ی فضا-زمان، باید مثل یک بادکنک عظیم کیهانی، در حال گسترش و انبساط باشند. با تایید رصدی این پیش‌بینی در سال ۱۹۲۹ /۱۳۰۸ از سوی «ادوین هابل»، عملا نخستین گام‌ها برای شکل‌گیری کیهان‌شناسی نوین (موسوم به «مدل کیهان‌شناسی مِه‌بانگ») برداشته شد، مدلی که سعی دارد داستان تولد جهان را برایمان بازگو کند.
پیش‌بینی‌های یک نظریه
البته پیش‌بینی‌های شگفت‌انگیز نظریه‌ی نسبیت عام به این موارد محدود نمی‌شود. برخی از پیش‌بینی‌های این نظریه، به‌حدی عجیب‌وغریب و باورنکردنی به نظر می‌رسیدند که تا چندین دهه بعد، چندان جدی گرفته نشدند. به عنوان مثال، در حالی که هنوز چند ماه از ارائه‌ی نسبیت عام اینشتین نگذشته بود، فیزیک‌دانی به نام «کارل شوارتزشیلد» به کمک معادلات میدان اینشتین، وجود سیاه‌چاله‌های ایستا را در جهان پیش‌بینی کرد، اما سیاه‌چاله‌ها عملا تا حدود نیم قرن بعد (یعنی تا دهه‌ی ۱۹۶۰) از سوی اخترشناسان و اخترفیزیک‌دان‌ها چندان جدی گرفته نشدند.
علاوه‌بر سیاه‌چاله‌ها، نسبیت عام وجود پدیده‌های اسرارآمیز و باورنکردنی دیگری نظیر کرم‌چاله‌ها (که بخش‌های مختلف جهان را به طور میان‌بُر به همدیگر متصل می‌کنند)، تغییر نرخ گذشت زمان در میدان‌های گرانشی، عدسی‌های گرانشی، سفر در بُعد زمان، تونل کیهانی «کراسنیکوف» (که از طریق آن می‌توان در چشم برهم زدنی، به دور دنیا سفر کرد و به نقطه‌ی مبدا بازگشت) و… را پیش‌بینی می‌کند. به این ترتیب، می‌توان گفت که نظریه‌ی نسبیت عام در واقع به فیزیک‌دان‌ها نشان داد جهان، اسرارآمیزتر از چیزی است که بتوان تصورش کرد.
اینک پس از گذشت یک قرن، نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین هم‌چنان علاقه‌مندان به دنیای اعجاب‌انگیز دانش را شیفته‌ی خود می‌کند. این نظریه هنوز هم برای فیزیک‌دان‌ها الهام‌بخش است، تا جایی که امروزه نسبیت عام (در کنار نظریه‌ی کوآنتومی) به یکی از دو ستون اصلی دانش فیزیک تبدیل شده. به همین دلیل هم، یکی از اساسی‌ترین و مهم‌ترین چالش‌های فیزیک‌دانان عصر ما، تلاش برای پیوند میان نسبیت عام با نظریه‌ی کوآنتومی و رسیدن به نظریه‌ای واحد و غایی در فیزیک است؛ نظریه‌ای که اتفاقا خود اینشتین هم رویای دستیابی به آن را داشت و سال‌ها از عمر خود را برای کشف چنین نظریه‌ای -که آن را «نظریه‌ی میدان واحد» نامیده بود– صرف کرد.
اهمیت نظریات بنیادی
یکی از ویژگی‌های بارز اینشتین، همین علاقه و توجهش به نظریات اساسی و بنیادی در علم بود. او همیشه در پژوهش‌های علمی خود، به دنبال پاسخی برای سوالات فلسفی مهم بشر می‌گشت. بر همین اساس، هنگامی که کار روی نظریه‌ی میدان واحد را آغاز کرد -نظریه‌ای که تبیین‌کننده‌ی وحدت غایی تمامی نیروهای جهان است- تنها انگیزه‌ی خود از انجام پژوهش‌های علمی را با جمله‌ای مشهوری بیان داشت: «من به شناخت جزئیات عملکرد این یا آن پدیده علاقه‌ای ندارم، بلکه تنها می‌خواهم اندیشه‌های خداوند را بشناسم. مابقی جزئیات است.»
در واقع، همین نگاه جامع و عمیق درکنار نبوغ فوق‌العاده‌اش و البته پیش‌بینی‌های شگفت‌انگیز نظریه‌ی نسبیت سبب شده که مردم جهان، اینشتین را به‌عنوان یک متفکر و نابغه‌ی تمام‌عیار بشناسند. «بوریس کوزنتسوف»، تاریخ‌نگار برجسته‌ی علم و نویسنده‌ی زندگی‌نامه‌ی اینشتین، محبوبیت فراگیر او نزد مردم را به زیبایی چنین توصیف می‌کند:
«زمانی «لئونید آندریوف» در حکایت خود چنین نوشته بود که «وقتی گالیور زنده بود، مردم شهر لی‌لی‌پوت شب‌ها صدای تپش قلبش را می‌شنیدند.» مشابه همین توصیف را می‌توان درباره‌ی اینشتین به کار برد، چراکه مردم، با علم به این‌که چنین انسانی در میان‌شان می‌زیست، به قدرت و جاودانگی خرد اعتقاد پیدا کرده بودند.» آری، گرچه اینک قلب آن بزرگ‌مرد از تپش ایستاده است، اما نظریات حیرت‌انگیزش درباره‌ی شگفتی‌های بی‌پایان کیهان، برای همیشه در قلب تاریخِ اندیشه، ابدی خواهد ماند.
خیلی عمومی بود