ما هي نظرية اينشتاين النسبية
ما هي نظرية اينشتاين النسبية، تعد نظرية أينشتاين النسبية من أشهر النظريات الفيزيائية، طور هذه النظرية العالم ألبرت أينشتاين وذلك في القرن العشرين.
وتنقسم النظرية النسبية إلى قسمين وهما النظرية العامة والنظرية الخاصة، وهاتان النظريتان تعتمدان على قانون ومبدأ جاليليو، فتعرف معنا اليوم على نظرية اينشتاين النسبية تابعو معنا.
من هو اينشتاين؟
- ألبرت أينشتاين، هو عالم وعبقري فيزياء ولد في ألمانيا، سويسري وأمريكي الجنسية، كان أبواه يهوديان ولد عام 1879 في مدينة أولم في فورتمبورغ بألمانيا، وضع نظرية النسبية.
- مشهور بأبو النسبية لأنه وضع نظريتي النسبية العامة والخاصة، حاز عام 1921 على جائزة نوبل في الفيزياء، وفاز بنويل عن ورقة بحثية عن التأثير الكهروضوئي، وكان لديه ثلاثة أبناء ادوارد، هانس، ليسثرل، ومن أهم كتبه النسبية العامة والخاصة.
شاهد أيضًا: ما هو اختراع ألبرت اينشتاين
ما هي النظرية النسبية؟
- النظرية النسبية تلك النظرية التي غيرت كثيرًا من مفاهيم الفيزياء على يد العالم العبقري أينشتاين منذ زمن نيوتن، وهي من أهم نظريات الفيزياء وقد نشرت الأبحاث المتعلقة بنظرية النسبية عام
- وكانت هذه الأبحاث عبارة عن إجابات التساؤلات حول اختصاصات الضوء وتصرفاته، وكانت التجربة قائمة على فحص انتشار الضوء في الاتجاهات المختلفة، ولكن نتائج نظرية النسبية كانت متناقضة مع قوانين السرعة الكلاسيكية للضوء.
أهمية النظرية النسبية
- لقد غيرت النظرية النسبية المفاهيم الفيزيائية التي كانت تتعلق بالكتلة والطاقة والمكان والزمان.
- وعملت نقله موضعية في فيزياء الفضاء والفيزياء النظرية أيضًا.
- قامت على تعديل وتغيير نظريات الفيزياء الميكانيكية لنيوتن التي كانت منتشرة منذ 200 عام تقريبًا، كانت تنص النظرية على أن حركة الأجسام تكون نسبية مع حركة الوقت.
- ربطت النظرية النسبية بين الزمان والمكان وتتعامل معهما على انها شيء واحد يسمى الزمكان بعد أن كان يتم التعامل معهما على أنهما شيئين.
- بسبب النظرية النسبية أصبح هناك مفاهيم لتقلص وتمدد الزمن في الكون.
- غيرت النظرية النسبية الكثير من المصطلحات الفيزيائية مثل الزمان والمكان والطاقة والكتلة.
- غيرت النظرية النسبية مفهوم الحركة عند نيوتن، حيث أنها تنص أن الحركة نسبية، والزمن تغير من المفهوم المطلق وأصبح له مفهوم نسبي أيضًا، وأصبح الزمن بعد رابع.
نتائج نظرية اينشتاين النسبية
- لقد فسرت النظرية النسبية عدد كبير من الفرضيات والظواهر ومن خلالها استطاع العلماء أن يفهموا طبيعة التفاعلات التي تحدث بين الجسيمات، وهذا عمل ساهم على تطور بعض العلوم ومن أهمها العلوم النووية التي زاد الاهتمام بها بعد ظهور النظرية النسبية.
- وقد فسرت النظرية النسبية كثير من سلوك الجزيئات التي تحدث في التفاعلات النووية وبينت خواصها وصفاتها، كنا ساهمت النظرية النسبية أيضًا في تفسير الكثير من الظواهر الكونية والفضائية مثل الثقوب السوداء في الفضاء، وموجات الجاذبية.
فرضيات نظرية النسبية
إن النظرية النسبية الخاصة تتكون من عدد من الفرضيات التي تقوم وتعتمد عليها وتشكل أساس النظرية وهي: –
شاهد أيضًا: تعريف زاوية الميل باختصار
ثبات سرعة الضوء
- لقد أثبتت النظرية النسبية أن الضوء له سرعة ثابتة مهما كان المصدر أو المكان، وليس للضوء حاجة لوسط ناقل من مكان لآخر كما هو موجود في موجات الصوت.
- الزمن هو البعد الرابع.
عدم وجود الأثير
- حيث أن نظرية النسبية عند اينشتاين تنفي وجود عنصر مطلق يمكن إسناد كل شيء عليه، وقال أينشتاين أن الأثير ما هو إلا مجرد وهم، واقر بان كل حركة نسبية.
نسبية القياس
- وهي معناه إعطاء قياسات مختلفة لنفس الشيء.
نسبية الزمن
- يتباطأ الزمن مع السرعة بإطار مرجعي.
نسبية التزامن
- معناه حدوث تزامن لحدثين في نفس الوقت ولكن في مكانين مختلفين.
الفاصل الزمني
- يحدث بين حدثين بتغييره من مراقب إلى أخر.
نظرية اينشتاين النسبية الخاصة
- هذه النظرية نشرها اينشتاين عام 1905 وكانت تحتوي على إجابات على صعوبة خواص سرعة الضوء.
- قانون السرعة النسبية جاء متناقض مع نتائج تجربة ميلكسون ومورلى، حيث تم فيها فحص انتشار الضوء في اتجاهات مختلفة.
- حيث أن قانون السرعة النسبية يعتبر مثلًا لو ان سيارة تسير بسرعة 99•/• فان على إضاءة السيارة أن تكون ضعف سرعة السيارة تقريبًا.
وهنا جاء تفسير النظرية النسبية لهذا التناقض حيث أن سرعة الضوء ثابتة ولا علاقة لها بالنسبية.
ولهذا الافتراض بان سرعة الضوء ثابتة يظهر هنا فرضيتان أساسيتان عن طريقهما يتم قياس سرعة الضوء وهما:
-
تباطؤ الزمن: –
- وهو فرق الزمن النسبي فرق زمن السكون.
-
تقلص الأطوال: –
- حيث أن طول الجسم في حالة السكون هو الطول الظاهر للراصد.
نظرية اينشتاين النسبية العامة
- النظرية النسبية العامة هي النظرية الهندسية في الجاذبية.
- قام بنشرها اينشتاين في عام 1915 وتلك النظرية تمثل الوصف الحالي للجاذبية في الفيزياء الحديثة.
- نظرية النسبية العامة تعمم كل من نظرية النسبية الخاصة وقانون الجذب العام لنيوتن.
- حيث أنها تقدم وصف موحد ودقيق للجاذبية على أنها خاصية هندسية للزمان والمكان أو الزمكان.
- وفيها يتم ربط انحناء الزمكان بشكل مباشر مع الطاقة والزخم.
الاختلاف بين النظرية العامة والخاصة
- وتختلف النظريتان النسبيتان الخاصة والعامة بشكل كبير في الفيزياء الكلاسيكية خاصة فيما يخص مرور الوقت والهندسة المكانية وحركة الأجسام عند السقوط الحر وانتشار الضوء.
- وتوجد أمثلة على هذه الاختلافات مثل الزمن الثقالى، تشكيل عدسات الجاذبية.
- الانزياح الأحمر الجذبوي للضوء، والإبطاء الزمني الجذبوي.
- وقد أكدت تنبؤات النسبية العامة في جميع التجارب والملاحظات والأبحاث حثي يومنا هذا على أن النسبية العامة هي أسهل وابسط نظريات النسبية التي تتعلق بالجاذبية المتسقة.
- ولكن بالرغم من كل هذا لا تزال الأسئلة قائمة وأكثر الأسئلة جوهرية هو كيفية توحيد النسبية العامة مع قوانين فيزياء الكم لكي يتم إنتاج نظرية جاذبية كمية ومتكاملة.
النظرية بين الثنائية
إن النظرية النسبية كانت تمثل عدد كبير من النظريات الفيزيائية الجديدة، ويوجد بعض التفسيرات وهو:
-
أولًا:
النظرية النسبية الخاصة، وتم نشرها عام 1905، والصورة العامة للنظرية وتم نشرها عام 1906.
-
ثانيًا:
النظرية النسبية الخاصة التي تطبق على الجسيمات الأولية وتفاعلاتها.
وفى نفس الوقت تنطبق النظرية النسبية العامة على العالم الكوني والفيزياء الفلكية.
-
ثالثًا:
تم قبول النظرية النسبية الخاصة في المجتمع الفيزيائي عام 1920.
ولقد أصبحت هذه النظرية مهمة جدًا للباحثين والتجريبين في المجالات الجديدة.
مثل الفيزياء الذرية والفيزياء النووية وميكانيكا الكم، حيث أن هذه النظرية أداه ضرورية وهامة لهؤلاء الباحثين.
ولكن في المقابل أصبحت النسبية العامة لم تبدو ذو أهمية كبيرة.
حيث ظهر انه يوجد القليل من الانطباق للباحثين التجريبيين أن معظم التطبيقات كانت للجداول الفلكي قد بدت محددة لعمل تصحيحات طفيفة فقط لتنبؤات نظرية الجاذبية لنيوتن، وكانت أثارها غير واضحة ونشرت عام 1930.
-
رابعًا:
كانت رياضيات نظرية النسبية العامة تبدو صعبة الفهم، وبسببها كان يعتقد أن عدد قليلًا من الناس في العالم يمكنهم فهم النظرية بالتفصيل.
وفى عام 1960 حدث شيء مهم في الاهتمام والأبحاث التي جعلت النسبية العامة هي مركز الفيزياء والنسبية.
وظهرت رياضيات جديدة طبقت النظرية النسبية العامة وبسطت العمليات الحسابية بشكل كبير.
ومن هنا تم عزل ملحوظة المفاهيم الفيزيائية من التعقد الرياضي.
وقد تم اكتشاف بعض الظواهر الفلكية الغريبة التي لها علاقة بالنسبية بشكل كبير بالنسبية العامة.
وكانت هذه الظواهر الفلكية تتضمن أشباه النجوم، النجوم النابضة، واكتشاف أول ثقب اسود.
شاهد أيضًا: ما هو تعريف الثقب الأسود
ومن هنا نكون قد ختمنا معكم مقالنا اليوم عن نظرية اينشتاين النسبية ونرجو أن تكون المعلومات المقدمة مفيدة إليكم، ولا تنسوا لايك وشير للمقال لتعم الفائدة على الجميع.