مجرة - Majarah
طريقك الى العالم

النظرية النسبية

النظرية النسبية

النسبية أو النظرية النسبية ( 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 جاليليو جاليلى في عام 1636.

مصطلح "theory of relativity" أو "نظرية النسبية" أخذ من تعبير "relative theory" (Relativtheorie) واستعمل من قبل بلانك عام 1906، بلانك الذي أكد على أن النظرية استخدمت النسبيةفي قسم النقاش على نفس الورقة ألفريد استعمل للمرة الأولى تعبير theory of relativity  Relativitätstheorie

التغيرات التى احدثتها النظرية النسبية فى علم الفيزياء

النظرية النسبية غيّرت الكثير من المفاهيم بما يتعلق بالمصطلحات الاساسية في الفيزياء: المكان والزمان والطاقة والكتلة حيث احدثت نقلة نوعية في الفيزياء النظرية وعلم 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 أن كل الحركة نسبية. ومفهوم الزمن تغير من كونه مطلق، إلى كونه نسبي وجعله بُعْدْ رابع يدمج مع الأبعاد الثلاثة المكانية فيما يعرف بالزمان. وجعلتالمكان والزمان  شيئاً موحداً بعد أن 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 كل الفيزياءالكلاسيكية حسب مفهوم نيوتن.

وأدت مفاهيم النظرية النسبية إلى ظهور علوم جديدة كليًا مثل: الفيزياء الفلكية وعلم الكون  بالإضافة لإستخدامها في تطبيقات حياتية كنظام الملاحة العالمى GPS.

النسبية الخاصة

النظرية التي نشرها أينشتاين عام 1905، جاءت للإجابة على صعوبات في خواص سرعة الضوء نتائج تجربة ميكلسون ومورلى، التي تم فيها فحص انتشار الضوء في اتجاهات مختلفة، ناقضت قانون السرعة النسبية. حيث قانون السرعة النسبية يعتبر أنه لو كانت سيارة تسير بسرعة 99% من سرعة الضوء، فعلى أضواء السيارة أن 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 هو 299,792,458 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 هو طول الجسم في حالة السكون.

L' هو الطول الظاهر للراصد.

{\displaystyle v\,} هي السرعة النسبية بين الراصد والجسم المتحرك.

{\displaystyle c\,} هي سرعة الضوء

بحيث ان  (جاما) هو رمز لورنتز (معامل) ويساوي:

أو

 مقسوم السرعة النسبية على سرعة الضوء 

v السرعة النسبية

c هي سرعة الضوء الساقط.

النسبية العامة

النسبية العامة  هي النظرية الهندسية للجاذبية التي طورها أينشتاين ما بين عامي 1907 و 1915، 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، حيث تقدِّم وصفًا موحَّدًا للجاذبية كخاصية هندسيةللمكان والزمان، أو الزمكان. وبشكل خاص، يرتبط انحناء الزمكان بشكل مباشر بالطاقة أيًا كانت المادة والأشعاع الموجودان. يتم تحديد العلاقة بواسطة معدلات حقل اينشتاين ، وهو نظام من المعادلة التفاضلية.

تختلف بعض تنبؤات النسبية العامة بشكل كبير عن تنبؤات الفيزياء الكلاسيكية، خاصةً فيما يتعلق بمرور الزمن، وهندسة المكان، وحركة الأجسام في السقوط الحر، وانتشار الضوء ومن بين الأمثلة على هذه الاختلافات،تمدد الزمن الثقالى، عدسة الجاذبية ، والأنزياح للضوء، والتأخير الزمني الثقالي. وقد تم تأكيد تنبؤات النسبية العامة فيما يتعلق بالفيزياء الكلاسيكية في كل عمليات الرصد والتجارب حتى الآن. على الرغم من أن النسبية العامة ليست النظرية النسبية الوحيدة للجاذبية، إلا أنها أبسط نظرية متسقة مع البيانات التجريبية. ومع ذلك، تبقى الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها، والسؤال الأكثر أهمية هو كيف يمكن التوفيق بين النسبية العامة وقوانينفيزياء الكم لإنتاج نظرية كاملة  ومتسقة ذاتيًا للجاذبية الكم

 

لما لا تترك تعليق