نظرية النسبية الخاصة و تطبيقاتها ؟( الجزء الأول ) -سليمان أبو طافش

  نظرية النسبية الخاصة و تطبيقاتها ؟( الجزء الأول )

  نظرية النسبية الخاصة و تطبيقاتها ؟( الجزء الأول )

ألبرت أينشتاين

العالم الذي صدم العالم وغيرت نظريته النسبية نظرتنا إلى العالم , فماذا تقول هذه النظرية وكيف نشأت وماذا غيرت في مفاهيمنا ؟

بدايةً لا بد من التذكير بنظرية النسبية الأقدم التي تحدث عنها العالم الإيطالي الشهير غاليليو غاليلي قبل مئات السنين عندما انتبه إلى أن الحركة مفهوم نسبي فالجسم الساكن بالنسبة لجسم ما قد يكون متحركاً بالنسبة لجسم آخر وهنا ظهر مفهوم المرجع فلا بد من تحديد المرجع الذي نقيس الحركة بالنسبة له فالشخصان الراكبان في نفس السيارة ثابتان بالنسبة لبعضهما وبالنسبة للسيارة ولكنهما متحركان بالنسبة لشخص واقف على الطريق .

وبعد غاليلو بمئات السنين تنبه أينشتاين إلى المزيد فقد قال بأن الكرة التي يقذفها نحو الأعلى شخص ما يركب في قطار متحرك سيراها تنطلق نحو الأعلى بخط مستقيم ثم تعود إلى نقطة الانطلاق بخط مستيم أيضاً قاطعة مسافة محددة خلال زمن محدد ولكنها بالنسبة لشخص خارج القطار ستبدو قد قطعت مسافة اطول بنفس الزمن .و لو استبدلنا الكرة بشعاع ضوئي  فعندها سيسير الضوء نحو الأعلى بخط مستقيم وإذا انعكس عن مرآة على سطح القطار فإنه سيعود إلى نقطة الانطلاق بخط مستقيم خلال زمن محدد بعد أن يقطع مسافة محددة .

ولكن بالنسبة لشخصٍ يقف خارج القطار فإنه سيرى الشعاع الضوئي يسير بخط مائل بسبب حركة القطار وبما أن الخط المستقيم أقصر من الخط المائل فهذا يعني أن الضوء قطع مسافة أطول بنفس الزمن وبنفس السرعة , فكيف حدث هذا ؟

بعد الكثير من الدراسات وضع اينشتاين مبدأين أساسيين :

الأول :

سرعة الضوء ثابتة بالنسبة لجميع المراجع الثابتة والمتحركة .

الثاني :

يجب تطبيق القواننين الفيزيائية بنفس الصيغة في أي مرجع سواء كان ثابتاً أو متحركاً .

نتيجة لهذين المبدأين ظهرت حقائق ومفاهيم جديدة قد تكون مستغربة لدى الكثيرين ولكن صحتها أصبحت حقيقة مؤكدة , ومن أهمها فكرة أن الزمن نسبي ويختلف من مرجع إلى آخر .فبالعودة إلى تجرة القطار والضوء المرسل فيه نجد أن الضوء قطع مسافتين مختلفتين بنفس السرعة وهذا لا يمكن حدوثه بنفس الزمن أي أن الزمن المقاس حسب المرجع الموجود داخل القطار مختلف عن الزمن المقاس حسب المرجع الموجود خارج القطار ومن هنا يمكن القول بأن الزمن يتباطأ بالنسبة للمرجع المتحرك .وقد استطاع أينشتاين اثبات ذلك رياضياً ثم أثبت أيضاً أن المسافات بالنسبة للمرجع المتحرك تصبح أقصر ولخص نتائجه بعبارتين شهيرتين هما : تمدد الزمن وتقلص الطول .

ولكن هذه المفاهيم الجديدة لا تظهر أهميتها إلا عند التحرك بسرعات كبيرة تقترب من سرعة الضوء التي تعتبر السرعة الحدية التي لا يمكن تجوزها , والتي تختلف من وسط إلى آخر و تبلغ في الخلاء 300 ألف كيلو متر في الثانية .

إقرأ المزيد .....

بقلمي سليمان أبو طافش ✍️