في نوفمبر 1915 ، البرت اينشتاين لقد عاش إحدى لحظات النجوم في حياته المهنية كعالم ، مما يدل على شعبيته نظرية النسبية أمام الأكاديمية البروسية للعلوم، في برلين. بعد أربع سنوات ، في 29 مايو 1919 ، وصل العلم في القرن العشرين إلى ذروته بتأكيد هذه النظرية.
لكن، مقالاته المبكرة، قام بدمج الأفكار النسبية الأولى في العالم العلمي ، ولا يزال يُنشر في عام 1905 ، عندما كان الفيزيائي يبلغ من العمر 26 عامًا. إذا كان بإمكانك الاحتفاظ بنسخة من هذه النصوص بين يديك الآن ، فستندهش سهولة القراءة. علاوة على ذلك ، النص بسيط والمعادلات لا تتغلب على الصعوبة التي يمكن أن تتنبأ بها بعض مشاكل الجبر الرياضي.
لأن أينشتاين كان لديه طريقة تفكير بصرية للغاية، بطريقة إثارة المشكلات العقلية الصغيرة وحلها في ذهنه ، جعل الأفكار أكثر وضوحًا. مثال على هذه العملية التنموية هو مفارقةه المزدوجة الشهيرة.
شرح أينشتاين بالكامل مبدأين: النسبية العامة معنية بمجال الجاذبية والأنظمة المرجعية ، والنسبية الخاصة معنية بفيزياء الحركة كدالة للزمكان. بشكل جماعي ، غيّر عملهم تمامًا وجهة نظر الكون والعديد من الظواهر والمفاهيم الأخرى مثل الزمان والمكان والجاذبية.
لذلك ، على الرغم من صعوبة فهمها ومخيفة بعض الشيء لمواجهتها ، يمكن تبسيطها في سلسلة من النقاط الرئيسية التي تجمع نتائجها وتجعلها في متناول أي شخص يريدها. لذلك نقدم لكم خمس نقاط رئيسية أخيرا لفهم نظرية النسبية.
سرعة الضوء غير موجودة على الإطلاق
تنص إحدى النقاط الرئيسية في نظرية النسبية على أن الضوء ينتشر دائما 300000 كم / ثانية بغض النظر عن النظام المرجعي نلاحظه. ماذا يعني حقا هذا؟ يشرح أينشتاين إحدى ألعابه الذهنية بطريقة بسيطة للغاية.
إنه يظهر شخصًا في قطار يسير بسرعة 100 كيلومتر في الساعة. في موازاة ذلك ، يتحرك شخص آخر في قطار آخر في نفس الاتجاه ، ولكن هذا الشخص يسير بسرعة 90 كم في الساعة. لذلك سيلاحظ مراقب القطار الثاني أن أول قطار يتحرك بسرعة 10 كيلومترات في الساعة وليس 100 كيلومتر في الساعة إذا توقف قطاره فجأة. أي السرعة التي يُرى بها أول قطار يعتمد على نظامك المرجعي ثابت أو متحرك. حسنًا ، هذا ليس صحيحًا مع الضوء.
يؤكد أينشتاين أنه بغض النظر عن المكان الذي تنظر إليه ، سواء كنت تتحرك أم لا ، فسوف تقدر دائمًا الضوء الذي يتحرك بنفس السرعة: 300000 كم / ثانية. إذا كنت تستخدمه في لعبتك الخاصة ، فيجب أن يرى كل من الشخص في القطار الأول والشخص في القطار الثاني الضوء يتحرك بنفس السرعة. هكذا تقول نظرية النسبية ضوء لا يتغيرهذا هو دائما حجم ثابت.
الوقت نسبي
استنتاج آخر مهم لهذه النظرية هو أن الوقت ، على عكس سرعة الضوء ، غير مكتمل ويعتمد على حركة الجمهور. أي أن حدثين يظهران في وقت واحد في وجهة نظر شخص ما قد لا يظهران في رأي شخص آخر. وأغرب شيء في كل هذا هو كلاهما صحيح.
لفهمها ، يستعيد أينشتاين المثال العقلي للقطارات. تتضمن هذه الطريقة وقوف أول شخص بالقرب من القضبان أثناء مرور القطار. ثم يضرب البرق السيارات الأولى والأخيرة مع اقتراب السيارة الموجودة في المنتصف. نظرًا لأنه على مسافة متوسطة من كلا الحدثين ، فإن ضوءهما يصل إلى عينه في نفس الوقت ، ويمكنه أن يتأكد دون أن يفشل من أن الشعاعين قد ضربا. في نفس الوقت.
الآن ، بالنسبة لشخص آخر يجلس في نفس السيارة المركزية ، داخل القطار ، الأمور مختلفة جدًا ، ولكنها صحيحة أيضًا. أيضًا ، من وجهة نظره ، ستنتقل الأشعة بنفس المسافة ، ولكن نظرًا للحركة النسبية للقطار ، فإن الضوء الصادر من البرق في الذيل سيصل إلى الراصد لاحقًا. لذلك ، سيقول أيضًا دون أن يفشل أن الصواعق تضرب في أوقات مختلفة.
هذه الفكرة غير بديهي للغاية، لأنه من الواضح أن هذا تفكير متناقض ، لكنه ليس كذلك. مثال آخر مفيد جدًا لهذا التقدير المقارن بمرور الوقت هو المفارقة المزدوجة ، المعقدة نوعًا ما ، ولكنها مثيرة للاهتمام.
الزمان والمكان ليسا مستقلين
من بين الأفكار الأخرى ، تبرز نظرية النسبية أنها مهمة إعادة تعريف مفاهيم المكان والزمانإنها ليست كلمات مستقلة ولكن يتم دمجها في كلمة واحدة تسمى وقت فراغ. يبدو الأمر كما لو أن المفهومين رفقاء لا ينفصلان: ما يحدث لأحدهما يؤثر على الآخر.
أينشتاين في أحد فصوله
كان هذا البيان ، بالنسبة لأينشتاين ، نتيجة واضحة لنسبية الوقت: إذا حدث حدث مثل البرق الذي يضرب قطارًا في وقت مختلف اعتمادًا على موقع كل شخص ، يجب أن يكون المفهومان متماثلين. هكذا، لا يمكن علاجها بشكل مستقل للاخر
على حد تعبير الفيزيائي: “من الآن فصاعدًا ، من المقرر أن يتلاشى المكان والزمان في الظل بشكل منفصل ، ولا يمكن أن يوجد سوى اتحاد الاثنين. جزء من الواقع“.
الكتلة تساوي الطاقة
هل تعرف المعادلة الشهيرة؟ ه = مك2؟ حسنًا ، ربما تكون هذه هي النتيجة الأكثر شهرة لنظرية النسبية. بالإضافة إلى ذلك ، كانت علامة فارقة علميًا ، لأنه بهذه المعادلة البسيطة والأنيقة ، تمكن أينشتاين من جمع نتيجتين مذهلتين.
أولا ، تقول الطاقة والكتلة مرتبطان وقد يصبحان متكافئين عمليًا. كمثال توضيحي ، طلب منك الفيزيائي أن تتخيل جسمًا يصدر نبضتين من الضوء في اتجاهين متعاكسين. عندما تحمل كل نبضة قدرًا معينًا من الطاقة ، تتناقص طاقة المادة نفسها ، التي تنقلها إلى تلك النبضات. حسنًا ، حدد أينشتاين من خلال الصيغ الجبرية أنه لكي تكون مستقرة ، يجب أن تفقد المادة كتلتها أيضًا. أي أن الطاقة والكتلة مرتبطان ارتباطًا مباشرًا.
من ناحية أخرى ، بطريقة أعمق ، تحمل هذه المعادلة مفتاح شرح نتيجة أخرى مهمة للغاية: لماذا لا يصل جسم متحرك إلى سرعة الضوء؟. ووفقًا للمعادلة ، إذا حدث هذا ، يجب أن تكون كتلة الجسم غير محدودة ، الأمر الذي يتطلب كمية غير محدودة من الطاقة فوق ذلك ، وهو أمر مستحيل. لذلك ، يُنص على أن الأجسام عديمة الكتلة أو الموجات ذات الكتلة الصفرية هي فقط التي يمكنها الوصول إلى سرعات مماثلة لسرعة الضوء.
الجاذبية هي مجرد تشويه
إذا كانت كل هذه النظرية مبنية على مفاهيم حدسية وشبه سريالية بالفعل ، فإن مفهوم أينشتاين وتعريف الجاذبية يبدو أنه مأخوذ من إحدى قصص كافكا كنقطة نهاية لنظرية النسبية. هذا كل شيء ، يستيقظ الزمكان لا يساويولكنها مشوهة بسبب الأشياء الموضوعة عليها.
رسم تخطيطي تمثيلي للجاذبية كمنحنى للزمكان
وبالتالي ، تخيل أنك تمسك بقطعة قماش كبيرة في الهواء وتمددها أفقيًا. إذا أسقطنا كرة صغيرة ، فإنها ستغرق قليلاً. الآن ، إذا وضعنا كرة أكبر بعيدًا قليلاً ، فسوف تنثني النسيج كثيرًا بحيث تتحرك الكرة الأصغر نحوها. حسنًا ، وفقًا لأينشتاين ، هذا ما يحدث في الكون. نحن أو الأشياء التي نتعامل معها عبارة عن كرات صغيرة لا تكاد تنحني النسيج ، على سبيل المثال ، الأرض عبارة عن كرة كبيرة. يتلف النسيج بشكل كبير إنه يوجهنا نحوه.
وهكذا اختتم أينشتاين نظرية النسبية ، مشيرًا إلى أن الجاذبية ليست قوة ، بل نتيجة لانحناء مستوى الزمكان وخروجه عن الجدول. من أهم النتائج هذا يعني الفيزياء طوال القرن العشرين ، وربما العلم معهم في القرن الحادي والعشرين.
