مقدمه
نسبیت خاص به طور خلاصه تنها نظریه ایست که در سرعتهای بالا(در شرایطی که سرعت در خلال حرکت تغییر نکند- سرعت ثابت) میتوان به اعداد ومحاسباتش اعتماد کرد. جهان ما جوریست که در سرعتهای بالا از قوانین عجیبی پیروی می کند که در زندگی ما قابل دیدن نیستند.مثلا وقتی جسمی با سرعت نزدیک سرعت نور حرکت کند زمان برای او بسیار کند میگذرد. و همچنین ابعاد این جسم کوچکتر می شود.جرم جسمی که با سرعت بسیار زیاد حرکت می کند دیگر ثابت نیست بلکه ازدیاد پیدا می کند. اگر جسمی با سرعت نور حرکت کند، زمان برایش متوقف می شود، طولش به صفر میرسد و جرمش بینهایت میشود.
نسبیت عام برای حرکت هایی ساخته شده که در خلال حرکت سرعت تغییر میکند یا باصطلاح حرکت شتابدار دارند.شتاب گرانش زمین g است که همان عدد m/sا9.8 است نیز یک نوع شتاب است. پس نسبیت عام با شتابها کار دارد نه با حرکت. نظریه ایست راجع به اجرامی که شتاب ثقل دارند. کلاً هر جا درعالم، جرمی در فضای خالی باشد حتما یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد که مقدارعددی آن وابسته به جرم آن جسم می باشد. پس در اطراف هر جسمی شتابی وجود دارد. نسبیت عام با این شتابها سر و کار دارد وبیان می کند که هر جسمی که از سطح یک سیاره دور شود زمان برای او کند تر میشود. یعنی مثلا،اگر دوربینی روی ساعت من بگذارند و از عقربه های ساعتم فیلم زنده بگیرند و روی آدمی که دارد بالا می رود و از سیاره ی زمین جدا می شود هم دوربینی بگذارند و هر دو فیلم را کنار هم روی یک صفحه ی تلویزیونی پخش کنند، ملاحظه خواهیم کرد که ساعت من تند تر کار می کند. نسبیت عام نتایج بسیار عجیب و قابل اثبات در آزمایشگاهی دارد مثلا نوری که به اطراف ستاره ای سنگین می رسد کمی به سمت آن ستاره خم می شود. سیاهچاله ها هم براساس همین خاصیت است که کار میکنند. جرم آنها بقدری زیاد و حجمشان بقدری کم است که نور وقتی از کنار آنها می گذرد به داخل آنها می افتد و هرگز بیرون نمی آید.
واکنش هسته ای
در سال 1938دو دانشمند المانی : اتوهان و فریتزاستراسمن به یک کشف اتفاقی نایل شدند که جهان را تغییر داد . در هنگام بمباران یک نمونه اورانیوم با نوترون با هدف دستیابی به عناصر سنگین تربا کمال شگفتی بر تولید باریم دست یافتند .
عنصری با جرم معادل نصف جرم اورانیوم سرانجام باشواهد بدست امده مقاله ای تحت عنوان" شکاف هسته ای" منتشر کردند.
در هسته ی تمام اتم ها توازن دقیقی بین نیروهای جاذبه ی هسته ای و دافعه الکتریکی بین پروتون ها وجود دارد.
در تمام هسته های شناخته شده غلبه با نیروهای هسته ای است. در اورانیوم این غلبه ضعیف است اگر یک هستهی اورانیوم به صورت کشیده دراید .نیرو های الکتریکی باعث کشیده شدن بیشتر ان می شوند اگر کشیده شدن از حد معینی بگذرد نیرو های دافعه ی الکتریکی بر نیروهای جاذبه هسته ای غلبه می کنند و در نهایت هسته شکافته می شود .این جدا شدن هسته را"شکاف هسته ای" می گویند.
انرزی ازاد شده از شکاف هسته ای یک اتم U_235 بسیار بزرگ است حدود 7میلیون برابر انرزی حاصل از انفجار یک مولکول TNTواین انرزی عمدتا به صورت انرزی جنبشی ذرات حاصل از شکاف هسته ای که از هم دور می شوند و مقدار بسیار اندکی از انرزی برای خروج نوترون تابش گاما صرف می شود .
این واکنش با یک نوترون اغاز می شودومحصول ان سه نوترون است سه نوترون تولید شده می تواند باعث شکاف سه اتم اورانیوم دیگرشده و 9 نوترون ازاد کنند این مراحل همچنان ادامه می یابد .این قبیل توالی را در واکنش " واکنش زنجیره ای " می نامند .
واکنش های ذنجیره ای به صورت طبیعی در مقیاس بزرگ در سنگ های اورانیوم رخ
نمی دهد زیرا شکاف هسته ای اسان نیست .
شکاف عمدتا در ایزوتوپ نادر U_235که تنها 7درصد از اورانیوم موجود در فلز اورانیوم خالص را تشکیل می دهد انجام می شود .
به عنوا ن مثال اگر واکنش زنجیره ای در یک توده اورانیوم 235 خالص به اندازه ی یک توپ بیسبال روی دهد انفجار مهیبی حا دث می شود در حالی که این واکنش در توده ای اورانیوم 238شروع می شد هیچ انفجاری روی نمی داد.حتی اگر این واکنش در توده ای از اورانیوم 235خالص با اندازه ای کوچک تر شروع می شد هیچ انفجاری روی نمی داد.
زیرا در قطعه ی کوچک اورانیوم قبل از انکه انفجار روی دهد نوترون به بیرون سطح
میرسند . ولی در قطعه ی بزرگ اورانیوم قبل از انکه نوترون ها به سظح برسند و فرار کنند واکنش زنجیره ای مقادیر زیادی انرزی ازاد می کند ممکن است در جرم ها یی که بیش از مقدار معینی هستند وجرم بحرانی نامیده می شوند انفجار عظیمی رخ دهد .
یک بمب شکاف هسته ای با دو تکه ی جدا از هم اورانیوم که جرم کمی نسبت به جرم بحرانی دارند اغاز می شود که هرگاه این دو تکه به هم برسند انفجاری روی می دهد که می تواند
جا ن میلیارد ها نسان بیگناه را به خطر بیندازد.