Can Newton's 2nd Law be Violated on Earth?

آيا مي‌توان قانون دوم نيوتون را بر روي زمين نقض كرد؟

 

اختر فيزيكدان‌ها دلايلي را يافته‌اند كه روايت تصحيح‌شده‌اي از قانون دوم نيوتون (كه با جرم و شتاب سروكار دارد) در مقياس بزرگ عالم به خوبي كار مي‌كند. اين تصحيح‌هاي فيزيك نيوتوني به «ديناميك نيوتوني تصحيح شده» (Modified Newtonican Dynamics) (MOND) معروفند. الكس ايگناتيف (Alex Ignatiev) مي‌گويد «نيوتون مبنايي را براي مكانيك كلاسيك در رابطه با نيرو، جرم و شتاب دراختيار مي‌گذارد. اين مبنا همواره، به استثناي موارد خاص صادق است». ايگناتيف روشي را براي آشكارسازي اين مورد خاص ابداع كرده است كه با شتاب‌هاي مختصر بر روي زمين سروكار دارد. اين نوع آزمايش اغلب چنان دشوار درنظر گرفته مي‌شد كه در گذشته آن را ناممكن مي‌دانستند. ايگناتيف كه دانشمند انستيتوي پژوهش‌هاي فيزك نظري در ملبورن استرالياتس، مي‌گويد: «ما قبلاً مشاهده‌هايي از اين نظريه با دلايل اختر فيزيكي داشتيم اما مي‌خواهم ببينم كه اين نظريه روي زمين چگونه مي‌شود». پيشنهاد ايگناتيف درباره‌ي چگونگي انجام اين كار با عنوان «آيا نقض قانون دوم نيوتون امكان‌پذير است؟» در فيزيكال ريويولترز چاپ شده است.

 

ايگناتيف مي‌گويد «ولتسنرام‌هاي نقض قانون دوم نيوتون در شرايط خاص بر روي زمين با فيزيك بنيادي سروكار دارد. اگر قانون دوم بر روي زمين نقض شود، بايد هر چيزي را كه مي‌دانيم مورد ارزيابي مجدد قرار دهيم» و اين جايي است كه مشكلات پيشنهاد ايگناتيف آغاز مي‌شود. به نظر ايگناتيف «شرايط لازم براي آزمودن اين موضوع واقعاً بسيار خاص است. زمان و مكان آن را بايد به حساب آورد. جاهاي ممكن براي انجام اين آزمايش 80 درجه شمال و جنوب استواست. اين در عرض‌هاي جغرافيايي مانند قطب جنوب و گرينلند قرار دارد كه نواحي مساعدي نيستند اما زمان انجام آن نيز اهميت دارد و بايد به دقت تنظيم شود». ايگناتيف تأكيد مي‌كند كه فقط در مدت 1000/1 ثانيه در دو تاريخ در طول سال، در حوالي اعتدال‌ها براي اين كار مناسب است».

 

اگر قرار باشد اين آزمايش‌ها انجام شوند، دانشمندان بايد در جست‌وجوي چيزي باشند كه اثر Static High Latitude Modified Inertia (SHLEM) ناميده مي‌شود كه حرف‌هاي اول لختي اشياي تصحيح شده‌ي عرض‌هاي جغرافيايي زياد در هنگام اعتدال است و در شرايطي قابل ملاحظه است كه نيروهاي چرخش زمين حول محورش را نيروي مداري حركت زمين به دور خورشيد خنثي كند. به گفته‌ي ايگناتيف «اين موضوع به جابه‌جايي مختصري مي‌انجامد كه بايد آشكار ساخته شود» اما اين موضوع چه‌قدر امكان‌پذير است؟ به استثناي محاسبه‌هايي كه به گفته‌ي او به تعيين تاريخ‌ها و مكان‌هاي مناسب آشكارسازي اثر SHLEM انجاميده است. به نظر ايگناتيف اين كار شدني است و چنان كه قبلاً گمان مي‌رفت، ناممكن نيست.

 

ايگناتيف مي‌گويد «آشكارسازهاي موج گرانشي نقطه‌هاي شروع خوبي هستند. به نظر او جست‌وجوي انتقال‌هاي مختصر در گراني مي‌تواند به شناخت اين جابه‌جايي‌ها يا شتاب‌هاي مختصر كمك كند. به نظر يگناتيف «گرچه ما به نيروهاي متفاوتي مي‌نگريم اما روش آشكارسازي گرانشي را مي‌توان براي اين تحقيق به‌كار برد زيرا گرانشي، نيرويي ضعيف با تمام انواع جابه‌جايي‌هاست و جابه‌جايي‌هاي شتاب نيز به همين صورت كوچكند». او اضافه مي‌كند «آشكارسازهاي موج گرانشي زيادي وجود  دارند و آشكارسازهاي بيش‌تري نيز در حال ساخت هستند».

 

  به رغم شرايط خاص لازم براي آزمودن نقض قانون دوم نيوتون بر روي زمين ايگناتيف حس مي‌كند كه اين كار ارزش تحمل آن‌ها را دارد. به نظر او «اين كار دشوار است اما ناممكن نيست. اثر SHELM كليد آن است و اگر اين نقض را بيابيم، ارزش آن براي فيزيك بنيادي بسيار عظيم خواهد بود».

 

ترجمه : دکتر منیژه رهبر

مرجع