چرا نور جذب گرانش می‌شود!؟

درود به همه‌ی همراهان عزیز. امروز در این مطلب بررسی می‌کنیم "علت جذب شدن نور توسط گرانش چیست؟". اگر براتون جالبه، مثل همیشه تا انتها ما رو همراهی کنید.

بیایید از ریشه شروع کنیم. اصلا چرا این سوال باید سوال عجیبی باشد؟ بنیان و پایه این سوال یک سوال دیگر است :(جنس نور از امواج است یا ذرات؟) اگر از امواج است چرا جذب گرانش می‌شود با جرم صفر، اگر از ذرات است چرا جرم آن صفر است و یا چرا با سرعت ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه حرکت میکند و به انرژی تبدیل نمی‌شود؟ چراکه طبق نسبیت خاص اینشتین هر ذره که به این سرعت برسد به انرژی تبدیل می‌شود. با شروع قرن بیستم و ظهور ماکس پلانک، بنیان‌گذار مکانیک کوانتوم و اینشتین، بنیان‌گذار نظریه نسبیت، فیزیک مدرن متولد شد و به سوالاتی که فیزیک کلاسیک توانایی تحلیل آنها را نداشت، پاسخ داد، مانند همین سوال.

اینشتین در پاسخ به این سوال چنین پاسخی داد:«درک ما از گرانش به کل اشتباه است، شما فکر می‌کنید گرانش نیرویی است که از طرف هسته اجرام ساتع می‌شود. اما نه، اجسام بسیار سنگین مانند اجرامی مثل سیاره‌ها، فضازمان اطراف خود را خمیده می‌کنند. دنیا را مانند یک مایع بسیار غلیظ تصور کنید (مثل اسلایم) که چند گلوله که سیاره‌ها هستند در آن شناورند. طبیعی است که اطراف خود را خمیده می‌کنند. و علت جذب ذرات توسط اجرام یا همان علت نیروی گرانش همین خمیدگی است.» مانند تصویر بالا. اما فضازمان چیست؟ دنیای ما متشکل از سه بعد فضا (طول، عرض و ارتفاع) و یک بعد زمان است و یک دنیای چهاربعدی ایجاد می‌کند و مانند نخ‌های یک پارچه در هم تنیده شده‌اند که به آن space time یا فضازمان گفته می‌شود.

در کل فیزیک کلاسیک در پاسخ به برخی سوالات درباره نور و گرانش ناتوان است، علت‌اش هم آن است که نیوتن، بنیان‌گذار فیزیک کلاسیک، فضازمان را مطلق در نظر می‌گرفت که اینشتین آن را رد کرد. حال فکر کنید این دو را تلفیق کنیم. درباره‌ی بحث‌های نور و گرانش بهتر است به فیزیک مدرن روی بیاوریم.

چه نتیجه ای می‌گیریم؟ گرانش در واقع خمیدگی اطراف فضازمان است (برای اطلاعات بیشتر رجوع شود به نظریه نسبیت عام اینشتین و نظریه میدان اینشتین) که هر چیز وارد این خمیدگی شود در معرض گرانش قرار می‌گیرد و گرانش بسته به جرم، حجم، جنس، سرعت، مقاومت و... برآن تاثیر می‌گذارد، حتی امواج الکترومغناطیس مانند نور!

حال طرز جذب نور چگونه است؟ جرم نور صفر است حجم آن صفر است سرعت آن بالاترین سرعت در طبیعت است و مقاومت بسیار بالایی دارد. درنتیجه بسیار بسیار سخت جذب میشود و تمایلش آن است که جذب نشود ولی جذب آن غیرممکن نیست. بیایید در اعماق کهکشان را بگردیم، نیاز به چیزی داریم که چنان گرانش قدرتمندی داشته باشد که نور را جذب کند. هرچه سنگین تر، خمیدگی فضازمان بیشتر و درنتیجه گرانش بیشتر.

ماه؟ نه، زمین؟ نه، مشتری؟ نه، خورشید؟ نه، ستاره های بزرگتر؟ حتی آنها هم نه جواب سیاهچاله ها هستند. سیاهچاله ها نتیجه انفجار و مرگ ستارگان هستند! آنها چنان گرانشی دارند که اگر وارد یکی از آنها بشوید، قبل از آنکه متوجه بشوید که وارد شده‌اید، بدن‌تان به اتم‌هایش تجزیه می‌شود. بنظر میرسد گرانش آنها برای جذب نور کافی‌ است. منطقه‌ای که گرانش آنها وجود دارد را افق رویداد می‌نامند که گرانش آن از سرعت گریز نور پیشی می‌گیرد. هر نور در که منطقهٔ افق رویداد قرار گیرد، فرجام آن چیزی جز بلعیده شدن توسط سیاهچاله نیست و بدین‌گونه، نور جذب می‌شود.