هسته زمین ۲.۵ سال جوانتر از پوسته کره خاکی است | اتاق خبر
کد خبر: 345838
تاریخ انتشار: 6 خرداد 1395 - 04:37
نظریه نسبیت عام انیشتین:
آخرین یافته‌های دانشمندان نشان از این دارد که سن هسته‌ی کره‌ی زمین ۲.۵ سال جوان‌تر از سن پوسته‌ی کره‌ی خاکی است. اما چرا هسته و پوسته‌ی زمین اختلاف سن این چنینی دارد؟ پاسخ در نسبیت عام انیشتین و جاذبه زمین نهفته است.

اتاق خبر - آخرین برآوردهای دانشمندان نشان از این دارد که سن هسته‌ی زمین دو سال و نیم جوان‌تر از سن پوسته‌ی کره‌ی خاکی است. شاید در نگاه اول این موضوع بسیار تعجب برانگیز به نظر برسد اما در صورتی که به نظریه‌ی نسبیت عام انیشتین و وجود جاذبه در کره‌ی زمین توجه کنیم، می‌توان دلایلی منطقی برای این موضوع پیدا کرد.

تفاوت سنی پوسته و هسته‌ی کره‌ی زمین به مدد نظریه نسبیت عام انیشتین قابل توجیه است

نظریه‌ی نسبیت عام انیشتین تاثیر شگرفی در ابعاد مختلف زندگی انسان دارد. در مورد تفاوت سنی پوسته و هسته‌ی کره‌ی زمین نیز این فرمول در ظاهر ساده همه چیز را توجیه کرده و اختلاف سنی موجود را با دلیلی منطقی تشریح می‌کند. براساس نظریه‌ی نسبیت عام انیشتین، موقعیت انسان در میدان گرانشی تاثیر مستقیمی روی سرعت گذر زمان دارد، از این‌رو است که با وجود گذشت ۴.۵ میلیارد سال از زمان شکل‌گیری زمین، زمان در هسته‌ی زمان با سرعت کمتری در مقایسه‌ با پوسته‌ی زمین سپری شده است.

جوان بودن هسته‌ی زمین موضوعی است که ریچارد فیمن، فیزیکدان برجسته طی یک تئوری در دهه‌ی ۱۹۶۰ میلادی مطرح کرده بود. براساس تئوری فیمن، انحنای فضا-زمان باید در سخن باعث ایجاد اختلافی سنی بین هسته و پوسته‌ی زمین شود که البته برآوردهای فیمن این اختلاف را یک تا دو روز بیان کرده بود.

پس از ارائه‌ی تئوری فیمن، این موضوع برای چندین بار در مقالات و کتب متعدد دانشگاهی مطرح شده است و سایر فیزیکدان‌ها نیز به آن اشاره کرده‌اند. با وجود مطرح شدن این موضوع بیش از نیم قرن پیش، تاکنون تحقیقاتی جدی در این خصوص انجام نشده بود تا ثابت شود آیا تئوری فیمن صحیح است یا خیر؟

اورلیک اوگرهوج، فیزیکدان دانمارکی دانشگاه آرهوس، پس از آنکه در یکی از مقالات خود به تئوری فیمن اشاره کرده بود، متوجه شد که تاکنون تلاشی برای اثبات درستی یا خلاف این تئوری انجام نشده است.

وی در این خصوص چنین اظهار نظر کرده است:

همیشه باید یک نفر بسیار کنجکاو باشد تا حتی نظریه‌های ارائه شده توسط افراد شناخته شده را نیز به ورطه‌ی آزمایش بگذارد.

اوگرهوج برای اینکه صحت نظریه‌ی فیمن را ثابت کند، تیمی از متخصصان را گرد هم آورد تا به محاسبه‌ی پتانسیل گرانشی هسته و پوسته‌ی زمین بپردازند.

پتانسیل گرانشی یک شی خاص به میزان انرژی اطلاق می‌شود که برای جابجا کردن شی مورد نظر به ازای هر واحد از جرم باید وارد شود تا بتوان بر انرژی گرانشی در آن نقطه غالب شد. به بیان ساده‌تر، پتانسیل گرانشی میزان انرژی مورد نیاز برای جابجا کردن یک جسم از نقطه‌ی X به Y‌ است.

براساس نظریه‌ی نسبیت عام انیشتین، هر اندازه که چگالی یک شی بزرگ باشد، محیط فضا-زمان انعطاف بیشتری داشته و در نتیجه کشش گرانشی ایجاد شده تاثیر خود را روی کاهش سرعت زمان می‌گذارد.

در صورتی که یک ساعت در هسته‌ی زمین کار گذاشته شود، ثانیه‌شمار این ساعت با سرعت کمتری در مقایسه با ساعتی که روی سطح زمین قرار دارد، حرکت می‌کند

این موضوع به این معنی است که در صورتی که یک ساعت در هسته‌ی زمین کار گذاشته شود، ثانیه‌شمار این ساعت با سرعت کمتری در مقایسه با ساعتی که روی سطح زمین قرار دارد، حرکت می‌کند. دلیل این موضوع در چگالی بیشتر هسته‌ی زمین نهفته است، از این‌رو نیروی گرانشی در هسته‌ی زمین بسیار بیشتر از پوسته‌ی کره‌ی خاکی است.

این موضوع را می‌توان به وضوح در ماهواره‌های موقعیت یاب با همان GPS مشاهده کرد. این ماهواره‌ها در فاصله‌ی ۲۰٫۲۰۰ کیلومتری از سطح زمین قرار دارند. به خاطر اینکه این ماهواره‌ها در فاصله‌ی دورتری از زمین قرار دارند، پس میدان گرانشی زمین نیز تاثیر کمتری روی آ‌ن‌ها دارد، از این‌رو زمان با سرعت بیشتری در ماهواره‌های مورد نظر سپری می‌شود و در نتیجه مهندسان برای در اختیار داشتن داده‌های مکانی صحیح، اطلاعات دریافتی به هنگام همگام‌سازی با ماهواره‌های مورد نظر را تصحیح می‌کنند.

اوگرهوج و تیمی از محققان که با وی همکاری می‌کنند، به این نتیجه رسیده‌اند که پس از تشکیل کره‌ی زمین، زمان در هسته‌ی زمین همواره به اندازه‌ی کسر بسیار کوچکی از ثانیه کندتر حرکت کرده است. برآوردهای انجام شده نشان از این دارد که کندی زمان در هسته‌ی زمین به اندازه‌ی ۰.۰۰۰۰۰۰۰۰۰۳ در هر ثانیه است. هرچند این میزان از کندی شاید در نگاه اول بسیار کوچک به نظر برسد، اما با احتساب عمر ۴.۵ میلیاردی زمین، کند بودن زمان در هسته‌ی زمین به ۱.۵ سال می‌رسد که با دخالت دادن چگالی هسته و پوسته، زمان مورد نظر به بیش از ۲.۵ سال افزایش پیدا می‌کند.

اوگرهوج به این نکته اشاره کرده که نظریه‌های دانشمندان نشان از این دارد که هسته‌ی زمین بسیار زودتر از پوسته‌ی آن شکل گرفته، اما تاثیر گرانش در زمان، باعث شده تا با وجود شکل‌گیری زودتر، هسته‌ی زمین گذر زمان را بسیار کندتر از پوسته احساس کرده و در نتیجه از نظر سنی جوان‌تر باشد.

اوگرهوج به این موضوع اذعان کرده که با وجود محاسبات صورت گرفته، نمی‌توان این موضوع را بصورت دقیق آزمایش کرد، هرچند وی صحت نظریه‌ی نسبیت عام انیشتین را به عنوان یک شاهد بزرگ برای درست بودن این نظریه مطرح کرده است. به گفته‌ی اوگرهوج، نظریه‌ی نسبیت عام تا به امروز از تمام آزمایش‌ها سربلند بیرون آمده و بسیاری از مسائل حل نشده را پاسخ داده است.

این موضوع در مورد خورشید نیز صادق است، بطوریکه یافته‌های دانشمندان نشان از این دارد که سن هسته‌ی خورشید ۴۰٫۰۰۰ سال جوان‌تر از سن پوسته‌ی این ستاره‌ی درخشان است.

زومیت

94110

نظرات
ADS
ADS
پربازدید