نظرية النسبية
نظرية النسبية
تعتبر نظرية النسبية موضوعًا معقدًا للغاية ويصعب فهمه. سنناقش فقط أساسيات النظرية هنا.نظرية النسبية هي في الواقع نظريتان البرت اينشتاين ظهرت في أوائل القرن العشرين. أحدهما يسمى النسبية 'الخاصة' والآخر يسمى النسبية 'العامة'. سنتحدث في الغالب عن النسبية الخاصة هنا.
يمكنك معرفة المزيد عن جانبين مهمين جدًا من جوانب نظرية النسبية في هذه الصفحة حول سرعة الضوء وتمدد الوقت .
النسبية الخاصة
هناك نوعان من الأفكار الرئيسية التي تشكل نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين.
1. مبدأ النسبية: قوانين الفيزياء هي نفسها لأي إطار مرجعي بالقصور الذاتي.
2. مبدأ سرعة الضوء: سرعة الضوء في الفراغ هي نفسها لجميع المراقبين ، بغض النظر عن حركتهم النسبية أو حركة مصدر الضوء.
ماذا تعني كلمة 'نسبي'؟
المبدأ الأول المذكور أعلاه محير للغاية. ماذا يعني هذا؟ حسنًا ، قبل ألبرت أينشتاين ، اعتقد العلماء أن كل حركة حدثت ضد نقطة مرجعية تسمى 'الأثير'. ادعى أينشتاين أن الأثير غير موجود. قال إن كل الحركات كانت 'نسبية'. هذا يعني أن قياس الحركة يعتمد على السرعة النسبية وموقع الراصد.
مثال نسبي
أحد الأمثلة على النسبية هو تخيل شخصين على متن قطار يلعبان كرة الطاولة. القطار يسير في اتجاه الشمال حوالي 30 م / ث. عندما تضرب الكرة ذهابًا وإيابًا بين اللاعبين ، تظهر الكرة للاعبين وهي تتحرك شمالًا بسرعة حوالي 2 م / ث ثم جنوباً بسرعة 2 م / ث.
تخيل الآن شخصًا يقف بجانب مسارات السكة الحديد يشاهد لعبة بينج بونج. عندما تتحرك الكرة شمالًا ، يبدو أنها تتحرك بسرعة 32 م / ث (30 م / ث زائد 2 م / ث). عندما تضرب الكرة في الاتجاه الآخر ، فإنها لا تزال تبدو وكأنها تتحرك شمالًا ، ولكن بسرعة 28 م / ث (30 م / ث ناقص 2 م / ث). بالنسبة للمراقب بجانب القطار ، تبدو الكرة دائمًا وكأنها تتحرك شمالًا.
والنتيجة هي أن سرعة الكرة تعتمد على الوضع 'النسبي' للمراقب. سيكون الأمر مختلفًا بالنسبة للأشخاص في القطار عن الأشخاص الموجودين على جانب خطوط السكك الحديدية.
ه = مكاثنين
إحدى نتائج نظرية النسبية الخاصة هي معادلة أينشتاين الشهيرة E = mcاثنين. في هذه الصيغة ، تشير E إلى الطاقة ، و m كتلة ، و c هي السرعة الثابتة للضوء.
نتيجة مثيرة للاهتمام لهذه المعادلة هي أن طاقة و كتلة ذات صلة. أي تغيير في طاقة الجسم يكون مصحوبًا أيضًا بتغيير في الكتلة. أصبح هذا المفهوم مهمًا في تطوير الطاقة النووية والقنبلة النووية.
طول الانكماش
نتيجة أخرى مثيرة للاهتمام للنسبية الخاصة هي انكماش الطول. يحدث تقلص الطول عندما تظهر الأشياء أقصر كلما كانت تتحرك بشكل أسرع بالنسبة للمراقب. يحدث هذا التأثير فقط عندما تصل الكائنات إلى سرعات عالية جدًا.
لإعطائك مثالاً على كيفية ظهور الأشياء التي تتحرك بسرعة كبيرة بشكل أقصر. إذا كانت مركبة فضائية يبلغ طولها 100 قدم تطير بواسطتك بسرعة 1/2 سرعة الضوء ، فسيبدو طولها 87 قدمًا. إذا زادت سرعة الضوء إلى 0.95 ، فسيبدو طولها 31 قدمًا فقط. بالطبع ، هذا كله نسبي. بالنسبة للأشخاص على متن سفينة الفضاء ، سيبدو طولها دائمًا 100 قدم.
اقرأ المزيد عن ألبرت أينشتاين و نظرية النسبية العامة .
