نظرية النسبية - الضوء والزمن

نظرية النسبية - الضوء والزمن

هذه الصفحة هي استمرار لـ صفحة نظرية النسبية .

سرعة الضوء

من أهم مفاهيم نظرية النسبية سرعة ضوء . قد تعتقد أن الضوء لحظي ، وأنه عند تشغيل الضوء في غرفتك ، يضيء الضوء على الفور غرفتك بأكملها. ومع ذلك ، يبدو أنه بهذه الطريقة ، ينتقل الضوء فعليًا بسرعة معينة. هذه السرعة حقًا سريعة.

سرعة الضوء 299،792،458 م / ث. بعبارة أخرى ، يسافر الضوء 186000 ميل في الثانية. سرعة الضوء هي نفسها دائمًا. في الفيزياء ، هو ثابت ويمثل عادة بالحرف 'ج' في الصيغ.

اتضح أنه لا يوجد شيء أسرع من الضوء. كانت هذه السرعة الثابتة للضوء هي التي ألهمت البرت اينشتاين للتوصل إلى نظرية النسبية. وجد أينشتاين أنه عندما بدأت الأشياء تقترب من سرعة الضوء ، فإن قوانين الفيزياء التي توصل إليها إسحاق نيوتن بدأت في الانهيار. ساعدت نظرية النسبية لأينشتاين في تفسير سبب حدوث ذلك.

سنة ضوئية

يستخدم علماء الفلك سرعة الضوء لقياس مدى بعد النجوم والمجرات الأخرى عن الأرض. السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة. إنها تساوي 5،900،000،000،000 ميل. هذا هو خمسة تريليونات وتسعمائة مليار ميل.

بعض النجوم والمجرات بعيدة جدًا لدرجة أن الضوء الذي نراه ترك النجوم قبل مليارات السنين. لا يمكن للضوء أن ينتقل بسرعة فحسب ، بل يمكنه أيضًا أن يسافر لمسافات طويلة.

تمدد الزمن

إن أحد أكثر نتائج نظرية النسبية إثارة للاهتمام هو تمدد الوقت. يشير تمدد الوقت إلى أن الوقت سيمر بشكل أبطأ بالنسبة لشخص يسافر بالقرب من سرعة الضوء بالنسبة لشخص يقف ساكنًا.

كمثال على تمدد الوقت ، دعنا نتخيل أنك غادرت في رحلة فضائية اليوم. في تلك الرحلة الفضائية ، حلقت حول الفضاء الخارجي بسرعة تقترب من سرعة الضوء لمدة ثلاث سنوات تقريبًا وفقًا لساعتك. ومع ذلك ، كانت الساعة على الأرض تتحرك بشكل أسرع. في الواقع ، كان قد مرت أكثر من ستين عامًا على الأرض. ستكون أكبر سناً ببضع سنوات فقط ، لكن كل شخص على وجه الأرض سيكون أكبر سناً.

الوقت والجاذبية

في نظرية النسبية العامة لأينشتاين ، يقترح أن الوقت سوف يسير ببطء أكثر كلما كانت أقوى الجاذبية . هذا يعني أن الوقت سيمر على قمة الجبل بشكل أسرع منه على الشاطئ. سوف تتقدم في العمر بشكل أبطأ على الشاطئ مقارنة بالجبال. هذا فرق بسيط للغاية ، ومع ذلك ، لا شيء ستلاحظه على الإطلاق.

الضوء والجاذبية

مفهوم آخر من النسبية العامة هو أن أشعة الضوء سوف تنحني في مجال الجاذبية. تعمل الشمس في الواقع على انحناء الضوء بدرجة كافية حتى نتمكن من رؤية النجوم التي بالكاد خلف الشمس. ومع ذلك ، فإن ثني الضوء بشكل كبير يتطلب قدرًا هائلاً من الجاذبية. وبقدر حجم الأرض ، فإنها بالكاد تنحني الضوء على الإطلاق.

هل هذا خيال علمي؟

يبدو الكثير من نظرية النسبية مثل الخيال العلمي ، وخاصة مفاهيم مثل تمدد الوقت. ومع ذلك ، فقد تمكن العلماء من إجراء تجارب باستخدام ساعات دقيقة للغاية لإثبات صحة النظرية. هذا ليس خيال علمي ، لكنه أشياء حقيقية!

حقائق مثيرة للاهتمام حول نظرية النسبية
  • نظريًا ، إذا كان بإمكانك السفر بسرعة أكبر من سرعة الضوء ، فإن الوقت سيرجع إلى الوراء.
  • يعتقد العلماء أن الكون يتمدد وأن أجزاء منه تبتعد عنا بسرعة تفوق سرعة الضوء.
  • قال ألبرت أينشتاين ذات مرة ، 'عندما تغازل فتاة لطيفة ، تبدو الساعة وكأنها ثانية. عندما تجلس على جمرة حمراء ساخنة ، تبدو الثانية وكأنها ساعة. هذه النسبية.
  • تم تأكيد العديد من جوانب نظرية النسبية من خلال التجارب التي أجريت باستخدام مسرعات الجسيمات. يمكن لمسرعات الجسيمات تسريع الإلكترونات والبروتونات إلى ما يقرب من سرعة الضوء.