نظرية النسبية
عودة للموسوعة
النسبية أوالنظرية النسبية (بالإنجليزية: the theory of relativity)، من أشهر نظريات الفيزياء الحديثة، التي طورت من قبل ألبرت أينشتاين في بداية القرن العشرين. وتوجد نظريتان للنسبية، الأولى هي النسبية الخاصة والثانية هي النسبية العامة، وكلاهما تعتمدان على مبدأ النسبية الذي وضعه غاليليوغاليلي في عام 1636.
مصطلح "theory of relativity" أو"نظرية النسبية" أخذ من تعبير "relative theory" (بالألمانية: Relativitätstheorie) واستخدم من قبل ماكس بلانك عام 1906، بلانك الذي أكد على حتى النظرية استخدمت مبدأ النسبية. في قسم النقاش على نفس الورقة ألفريد بوخرر استخدم للمرة الأولى تعبير theory of relativity (بالألمانية: Relativitätstheorie).
أهمية النظرية والتغيرات التي أحدثتها
النظرية النسبية غيّرت الكثير من المفاهيم بما يتعلق بالمصطلحات الاساسية في الفيزياء: المكان والزمان والكتلة والطاقة. حيث احدثت نقلة نوعية في الفيزياء النظرية وفهم الفلك في القرن العشرين. عند نشرها لأول مرة، عدلت الأسس النظرية لميكانيكا نيوتن التي كانت قائمة منذ 200 عام.
لقد قامت نظرية النسبية بتحويل مفهوم الحركة لنيوتن، حيث نصت حتى جميع الحركة نسبية. ومفهوم الزمن تغير من كونه مطلق، إلى كونه نسبي وجعله بُعْدْ رابع يدمج مع الأبعاد الثلاثة المكانية فيما يعهد بالزمان. وجعلت الزمان والمكان شيئاً موحداً بعد حتى كان يتم التعامل معهما كشيئين مختلفين. وجعلت مفهوم الزمن يتوقف على سرعة الأجسام وشدة الجاذبية التي يتحرك فيها الجسم، وأصبح تقلص وتمدد الزمن مفهومًا أساسيًا لفهم الكون. وبذلك تغيرت جميع الفيزياء الكلاسيكية حسب مفهوم نيوتن.
وأدت مفاهيم النظرية النسبية إلى ظهور علوم جديدة كليًا مثل: الفيزياء الفلكية وفهم الكون. بالإضافة لإستخدامها في تطبيقات حياتية كنظام الملاحة العالمي GPS.
النسبية الخاصة
النسبية الخاصة التي نشرها أينشتاين عام 1905، اتىت للإجابة على صعوبات في خواص سرعة الضوء. نتائج تجربة ميكلسون ومورلي، التي تم فيها فحص انتشار الضوء في اتجاهات مختلفة، ناقضت قانون السرعة النسبية. حيث قانون السرعة النسبية يعتبر أنه لوكانت سيارة تسير بسرعة 99% من سرعة الضوء، عملى أضواء السيارة حتى تكون سرعتها ضعف سرعة الضوء تقريبًا.
تفسر النظرية النسبية هذا التناقض بأن سرعة الضوء ثابتة بلا علاقة بالسرعة النسبية. وتساوي سرعة الضوء في الفراغ الثابت c (سرعة الضوء بالفراغ وقيمتها هو299,792,458 متر في الثانية).
هذا الافتراض بأن سرعة الضوء ثابتة، يظهر فرضيتان أساسيتان، بموجبهما يتم قياس سرعة الجسم المتحرك:
1. تباطؤ الزمن
- حيث
- فرق الزمن النسبي.
- فرق الزمن عند السكون.
2. تقلص الأطوال
حيث
- L هوطول الجسم في حالة السكون.
- L' هوالطول الظاهر للراصد.
- هي السرعة النسبية بين الراصد والجسم المتحرك.
بحيث ان
أو
- v السرعة النسبية
- c هي سرعة الضوء الساقط.
النسبية العامة
النسبية العامة (تُعهد أيضًا باسم النظرية العامة للنسبية) هي النظرية الهندسية للجاذبية التي طورها ألبرت أينشتاين ما بين عامي 1907 و1915، وبمساهمات من آخرين بعد 1915، وقام بنشرها عام 1916، وفيها الوصف الحالي للجاذبية في الفيزياء الحديثة. تعمل النسبية العامة على تعميم النسبية الخاصة وقانون الجذب العام لنيوتن، حيث تقدِّم وصفًا موحَّدًا للجاذبية كخاصية هندسية للمكان والزمن، أوالزمكان. وبشكل خاص، يرتبط انحناء الزمكان بشكل مباشر بالطاقة والزخم أيًا كانت المادة والإشعاع الموجودان. يتم تحديد العلاقة بواسطة معادلات حقل أينشتاين، وهونظام من المعادلة التفاضلية الجزئية.
تختلف بعض تنبؤات النسبية العامة بشكل كبير عن تنبؤات الفيزياء الكلاسيكية، خاصةً فيما يتعلق بمرور الزمن، وهندسة المكان، وحركة الأجسام في السقوط الحُر، وانتشار الضوء. ومن بين الأمثلة على هذه الاختلافات، تمدد الزمن الثنطقي، وعدسة الجاذبية، والانزياح الأحمر الجذبوي للضوء، والتأخير الزمني الثنطقي. وقد تم تأكيد تنبؤات النسبية العامة فيما يتعلق بالفيزياء الكلاسيكية في جميع عمليات الرصد والتجارب حتى الآن. على الرغم من حتى النسبية العامة ليست النظرية النسبية الوحيدة للجاذبية، إلا أنها أبسط نظرية متسقة مع البيانات التجريبية. ومع ذلك، تظل الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها، والسؤال الأكثر أهمية هوكيف من الممكن أن يمكن التوفيق بين النسبية العامة وقوانين فيزياء الكم لإنتاج نظرية كاملة ومتسقة ذاتيًا للجاذبية الكمية.
النظرية بين الثنائية
نظرية النسبية كانت تمثيلاً لأكثر من نظرية فيزيائية جديدة. يوجد بعض التفسيرات لهذا.
أولًا: النسبية الخاصة نشرت في عام 1905 والصورة العامة للنسبية نشرت في عام 1906.
ثانيًا: النسبية الخاصة تطبق على الجسيمات الأولية وتفاعلاتها، في حين تطبق نظرية النسبية العامة على العالم الكوني والفيزياء الفلكية، بما في ذلك فهم الفلك.
ثالثًا: النسبية الخاصة تم قبولها في المجتمع الفيزيائى في عام 1920. هذه النظرية أصبحت سريعًا أداة ضرورية وهامة للمنظرين وللتجريبيين في المجالات الجديدة: الفيزياء الذرية والفيزياء النووية وميكانيكا الكم. وفي اللقاء، النسبية العامة لم تبدُ ذات أهمية كبيرة. لقد ظهر حتى هناك القليل من الانطباق للتجريبيين لأن معظم التطبيقات كانت للجداول الفلكية. لقد بدت محدودة لعمل تسليمات طفيفة فقط لتنبؤات نظرية الجاذبية لنيوتن. وكانت آثارها غير واضحة حتى عام 1930.
أخيرًا: رياضيات النسبية العامة كانت تبدومعقدة صعبة الفهم. بناء على ذلك، كان يعتقد حتى عددًا قليلًا من الناس في العالم في هذا الوقت يمكنهم فهم النظرية بالتفصيل، ثم في حوالى عام 1960 وقع شيء حاسم في عودة الاهتمام الذي أدى إلى جعل النسبية العامة هي مركز الفيزياء والنسبية. تقنيات رياضية جديدة مطبقه لدراسة النسبية العامة بسطت العمليات الحسابية بشكل كبير. ومن هذا، تم عزل إشارة المفاهيم الفيزيائية من التعقيد الرياضى. وأيضًا، اكتشاف الظواهر الفلكية الغريبة التي كانت ذات صله بشكل حاسم بالنسبية العامة، ساعدت على تحفيز تلك العودة. الظواهر الفلكية تضمنت أشباه النجوم والنجوم النابضة واكتشاف مرشحين أول ثقب أسود.
انظر أيضا
- مبدأ النسبية
- إصرار الذاكرة
- تأثير سانياك
- إبطاء زمني
- ابطاء زمني ثنطقي
مصادر
- ماهي نظرية النسبية - لانداوورومر - دار مير - موسكو- 1974.
- النسبية بين نيوتن وأنشتاين - تأليف د. طالب ناهي الخفاجي - 1978.
- آينشتين والنظرية النسبية - د. محمد عبد الرحمن أهلا - دارالقلم - بيروت - الطبعة الثامنة - شباط - 1981.
مراجع
- ^ Galilean Principle of Relativity | Article about Galilean Principle of Relativity by The Free Dictionary نسخة محفوظة 16 يناير 2018 على مسقط واي باك مشين.
- ^ Planck, Max (1906), "Die Kaufmannschen Messungen der Ablenkbarkeit der β-Strahlen in ihrer Bedeutung für die Dynamik der Elektronen (The Measurements of Kaufmann on the Deflectability of β-Rays in their Importance for the Dynamics of the Electrons)", Physikalische Zeitschrift, 7, صفحات 753–761 CS1 maint: ref=harv (link)
- ^ Miller, Arthur I. (1981), , Reading: Addison–Wesley, ISBN , مؤرشف من الأصل فيتسعة يناير 2020 CS1 maint: ref=harv (link)
- ^ Will, Clifford M (2010). . مؤرشف من الأصل في 21 مايو2020. اطلع عليه بتاريخ 01 أغسطس 2010.
-
صور وملفات صوتية من كومنز -
خط من ويكي الخط
صور وملفات صوتية من كومنز
خط من ويكي الخطالتصنيفات: نظرية النسبية, نظريات ألبرت أينشتاين, فيزياء نظرية, قالب أرشيف الإنترنت بوصلات واي باك, CS1 maint: ref=harv, مقالات تحتوي نصا بالإنجليزية, مقالات تحتوي نصا بالألمانية, صفحات تستخدم خاصية P244, صفحات تستخدم خاصية P227, صفحات تستخدم خاصية P268, بوابة الفيزياء/مقالات متعلقة, بوابة علوم/مقالات متعلقة, بوابة زمن/مقالات متعلقة, بوابة علم الكون/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات
