پی‌آمد

راستش متاسفانه من از دوران مدرسه تا به حالا در درک سرعت مشکل داشتم. منظورم این هست که برای فهمش تلاش کردم ولی از حداقل راه‌نمایی تا حالا نمی‌تونم بفهممش. گیجی من هم دقیقا سر همین «نسبی» بودن سرعت هست. منظورم نسبیت انیشتین نیست. منظورم این هست که دو ماشین هم‌سرعت نسبت به هم ساکن هستن ولی نسبت به ناظر روی زمین متحرک. نسبی بودن به معنای واقعی رو می‌گم.

تو راه‌نمایی مشکلم این بود که نمی‌فهمیدم زمانی که می‌گم خورشید مرکز منظومه‌ست و زمین مرکز جهان نیست یعنی چی. چون اگه همه چیز نسبیه پس می‌شه هر نقطه‌ای رو در جهان مرکز گرفت.
همین باعث شد درباره سرعت گیج بشم. چون به خودم گفتم الان من نسبت به یه سیاره‌ای احتمالا دارم با سرعت بسیار زیادی حرکت می‌کنم. بعد به خودم گفتم پس من نسبت به پرتو نوری که داره ازم دور می‌شه، دارم به سرعت نور دور می‌شم. پس اگه اون پرتو نور رو مرکز بگیریم من دارم با سرعت نور حرکت می‌کنم.

همین باعث گیجی من شد. پارادوکس دوقلوها مسئله بزرگی برام بوده و هست. بارها و بارها شاید ده‌ها ویدئو یوتیوب و مقاله دربارش خوندم ولی نتونستم بفهمم. آخرش تسلیم شدم.
در این جا هم وقتی گفتین طول نردبان کم می‌شه اولین سوالی که از خودم پرسیدم این بود که چرا طول نردبان کم می‌شه؟ چرا طول گاراژ کم نمی‌شه؟ مگه سرعت نسبی نیست؟ و باز نمی‌فهمم. 

آقا واقعا ممنونم ازت به گیجی‌ای که از کودکی درباره مرکزیت خورشید داشتم چقدر عالی پاسخ دادی! این که گفتی دینامیک، همه چیز رو حل کرد. اصلاً دو جسم چرخان باید دور مرکز جرمیشون بگردن پس ممکن نیست جسم سنگین‌تر بتونه دور جسم سبک‌تر بگرده.

راستش این سوال‌ها رو از هم‌روستاییم که اتفاقا طلای ریاضی جهانی داشت و بعد رفته بود فیزیک شریف پرسیدم (سال اولش بود)، اون خودش گیج شده بود. الان فرق سوال کردن از المپیاد نجومی‌ها رو فهمیدم 😅. بذار پس یک مشکل دیگم رو درباره نسبی بودن سرعت بپرسم چون این سوال اصلیم بود از اون.

فرض کنیم دو تا خودرو هستند که یکی ساکنه و یکی داره با سرعت 10 متر بر ثانیه می‌رونه . جرم دو خودرو هم یکیه. از دید ناظر روی زمین تفاوت انرژی این دو می‌شه انرژی جنبشی خودرو متحرک که با حساب 1/2MV^2 در می‌یاد 50M.

ولی ما یک ناظر روی یک سیاره دیگه هم داریم که زمین داره با سرعت مثلاً 10000 متر بر ثانیه به سمتش حرکت می‌کنه. پس خودرو ساکن هم داره با سرعت 10000 متر بر ثانیه به سمتش حرکت می‌کنه. خودرو متحرک اما داره با سرعت 10010 متر بر ثانیه به سمتش حرکت می‌کنه (فرض کنیم جهت حرکت خودرو و زمین به سوی اون سیاره هم‌سوئه).
حالا تفاوت انرژی جنبشی این دو از دید ناظر روی اون سیاره می‌شه:
1/2M(10010^2 - 10000^2) = 100050M
تفاوت انرژی جنبشی این دو برای ناظر روی زمین 50M بود ولی برای ناظر روی سیاره دیگه 100050M. این تفاوت انرژی چه‌طوری توجیه‌پذیره؟ با توجه با پایستگی انرژی این همه انرژی اضافی از کجا اومده؟

من این سوال رو از گمونم دوم راه‌نمایی تا آخر از معلم‌هام می‌پرسیدم هیچ کس پاسخی بهم نداد. اگه بتونم پاسخش رو بفهمم نمی‌دونم چه طوری باید تشکر کنم ازت.

آقا من خیلی ممنونم بابت توضیحاتت و زحمتی که برای نوشتن کشیدی.

دیدم رو عوض کردی. هنوز دارم بهش فکر می‌کنم. متاسفانه نه تو مدرسه و نه تو فیزیک هالیدی دانشگاه این‌ها رو به ما نگفتن.

بحث انرژی و نسبی بودن سرعت انقدر در مدرسه برای من پر تناقض بود که گیجم کرده بود. بارها سوال‌هام رو از معلم‌های مختلف پرسیده بودم و کسی جواب نداده بود و خودشون گیج می‌شدن. عموما می‌گفتن بعدا جوابتو می‌دیم و هیچ وقت نمی‌دادن. عجیبه که نمی‌دونستن.

این که اندازه انرژی‌‌ها در دستگاه‌های مختلف متفاوته چیز بدیهی‌ای بود از اول برام. چون انرژی نسبی هست و اگه فرمول انیشتین رو برای انرژی کل در نظر بگیریم توش v (سرعت) داره و سرعت نسبیه.
اون چیزی که گیجم می‌کرد اختلاف انرژی بود. یعنی می‌گفتم هر چقدر هم انرژی نسبی باشه نباید اختلاف انرژی دو چیز نسبی باشه (همون جور که سرعت نسبیه ولی اختلاف سرعت دو چیز نسبی نیست).
الان که پرسیدم و گفتی اختلاف انرژی دو تا ذره معنی‌دار نیست یک دریچه جدیدی به من باز شد برای فکر کردن. این که شهود من اشتباه بوده، لزومی نداره نسبی بودن همه چیز خطی باشه. من شهود خودم از نسبی بودن سرعت رو به انرژی تعمیم داده بودم و گفته بودم اگر اختلاف سرعت دو چیز نسبی نیست پس اختلاف انرژی هم نباید نسبی باشه.

کلا متاسفانه چون ته ذهنم هنوز شهود درستی از انرژی صورت نگرفته و یه جورایی مثل جرم و ذره می‌بینمش این اشتباهات پیش می‌یاد. ماهیت انرژی و فهمش آسون نیست. ماشالله هر چقدر هم بیشتر درباره کوانتم و ریزاتمی‌ها خوندم بیشتر همه چیز به انرژی ختم شد! مثلاً برام خیلی جالب بود که جرم در حقیقت یک مدل انرژی جنبشی ریزاتمیه و اگه چیزی رو گرم‌ کنیم جرمش بیشتر می‌شه! نمی‌دونم چرا این‌ها رو تو مدرسه نگفتن.

مرسی از وقتی که گذاشتی. خدا رو شکر تزم رو دفاع کردم و وقت دارم بشینم با شهود جدیدی که ازت گرفتم از نو یک بار دیگه فکر کنم به این مباحث.