نظریه نسبیت عام انیشتین: هسته زمین ۲.۵ سال جوانتر از پوسته کره خاکی است

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.

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.

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.

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.

نظر شما در این خصوص چیست؟