النظرية النسبية
تتكون النظرية النسبية من ركيزتين أساسيتين : النظرية النسبية الخاصة والنظرية النسبية العامة. وهنا نلقي الضوء على كل واحدة على حدة :
أولا. النظرية النسبية الخاصة
في عام 1905 ، كشف العالم ألبرت اينشتاين النقاب عن النظرية النسبية الخاصة ، وأعاد تعريف الفهم العلمي للزمان والمكان وطبيعة الواقع. وتقوم النسبية الخاصة على ركيزتين أساسيتين :
أ. مبدأ النسبية: تظل قوانين الفيزياء كما هي بالنسبة لجميع المراقبين الذين يتحركون بشكل منتظم بالنسبة لبعضهم البعض. لا يوجد إطار مرجعي مميز، وقوانين الطبيعة متناغمة عبر الكون.
ب. ثبات سرعة الضوء: إن سرعة الضوء في الفراغ، والتي يُشار إليها بالرمز "c"، تكون ثابتة لجميع المراقبين، بغض النظر عن حركتهم النسبية. لقد حطم هذا المبدأ فكرة الزمن المطلق والعالمي.
ومن هذه المسلمات يتجلى نسيج جميل من العواقب :
- تمدد الزمن: عندما تتحرك الأجسام بالنسبة للمراقب، يبدو الزمن نفسه متوسعًا. الساعات المتحركة تتحرك بشكل أبطأ مقارنة بالساعات الثابتة، مما يكشف عن تشابك الوقت والحركة.
- انكماش الطول: تتعرض الأجسام المتحركة أيضًا للانكماش على طول بُعد الحركة. تتقلص أطوالها مع زيادة السرعة، مما يؤدي إلى ظهور مفهوم هندسة الزمكان.
- الكتلة النسبية: تزداد كتلة الجسم أيضًا كلما اقتربت سرعته من سرعة الضوء، وتربط الطاقة بالكتلة في المعادلة الشهيرة E = mc² المعروفة بإسم قانون تكافؤ الكتلة والطاقة.
ثانيا. النظرية النسبية العامة
عندما شرع اينشتاين في تأملات أعمق حول الجاذبية، كشف النقاب عن النظرية النسبية العامة في عام 1915، متحدية نسيج الزمكان نفسه ، وفسرت الجاذبية على أنها ليست قوة ، بل انحناء في نسيج الزمكان ناجم عن وجود طاقة الكتلة.
يمكن استخلاص جوهر النظرية العامة في المبادئ التالية:
أ. مبدأ التكافؤ: لا يمكن تمييز تأثيرات الجاذبية والتسارع. يواجه المراقب في مجال الجاذبية نفس التأثيرات التي يتعرض لها مراقب في إطار مرجعي متسارع.
ب. انحناء الزمكان: تشوه طاقة الكتلة نسيج الزمكان، وتتحرك الأجسام على طول مسارات منحنية تحكمها هندسة هذا الزمكان الملتوي. تخلق الأجسام الضخمة مثل النجوم والكواكب مجالات جاذبية تؤثر على حركة الأجسام المحيطة.
إن الآثار المترتبة على النظرية النسبية العامة عميقة:
- تمدد وقت الجاذبية: تعمل الساعات في مجالات الجاذبية الأقوى بشكل أبطأ من تلك الموجودة في المجالات الأضعف. تم تأكيد هذه الظاهرة بشكل جميل من خلال التجارب، مثل تجربة باوند-ريبكا الشهيرة.
- عدسة الجاذبية: يمكن للأجسام الضخمة أن تحني الضوء، مما يجعلها تتبع مسارات منحنية. وقد لوحظ هذا الانحناء للضوء خلال عمليات الرصد الفلكية، وقد قدم رؤى رائعة حول طبيعة الكون الذي نعيش فيه.
- موجات الجاذبية: تتنبأ النظرية بوجود موجات الجاذبية - تموجات في نسيج الزمكان - الناتجة عن الحركة المتسارعة للأجسام الضخمة. وقد أكد اكتشافهم في عام 2015 تنبؤًا عمره قرن من الزمان.
لقد أحدثت النظرية النسبية ثورة في فهم النسيج الأساسي للكون، وكشفت عن التفاعل المعقد بين المكان والزمان والجاذبية.
المصدر:مواقع ألكترونية