النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين

النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين

يبدأ المؤلف كتابه بالحديث عن أساسيات وخصائص الكون، كالزمان والمكان والمادة والحركة والكتلة والطاقة، بالتعريف والشرح الواضح.

كما تناول الضوء وخصائصه، وجسيماته المكونة له "الفوتونات".

أيضا تناول على عجل الموجات الكهرومغناطيسية وخصائصها.

بعد التمهيد السابق للنظرية انخرط المؤلف في تفريعاتها.

بدأ بمحاور الإسناد وشرحها وتوضيح عدة نقاط خاصة بها، محاور الإسناد باختصار هي "الرصيف" أو الموقع الذي تتخده لرصد حالة ما، كأن تكون مثلا بجانب طريق تتابع مرور سيارة مسرعة، أنت بذلك ترصدها من خلال محور إسناد يختلف عن محور إسناد سائق السيارة مثلا.

بعد ذلك تناول الفرضيتين الأساسيتين للنسبية الخاصة.

الفرضية الأولى: كل قوانين الفيزياء صحيحة لكل محاور الإسناد المختلفة.

الفرضية الثانية: سرعة الضوء لا تتغير بتغير محور الإسناد. المقصود بالظبط أن سرعة الضوء لا تتغير سواء قمت بقياسها وأنت ساكن أو أثناء الحركة.

بعد توضيح الفرضيتين عرج المؤلف على تحويلات لورنتز، وهي صيغ رياضية اعتمد عليها أينشتاين بشكل أساسي.

بعد ذلك اسهب في نبؤات النظرية وما نتج عنها من مفاهيم جديدة كلية. كانكماش الطول في اتجاه الحركة في السرعات الكبيرة، والتأخير الزمنى للأجسام المتحركة، خاصة القريبة من سرعة الضوء.

بعد الفرضيات التي تنبأت بها النسبية والتي تعد مخالفة لمنطقنا المعتاد كان لابد من اختبارها على مدار سنوات طويلة تأكيدا لصحتها حتى بعد وفاة أينشتاين.

التجربة الأولى عام 1971 لإثبات تأخر الزمن،

أجريت التجربة باستخدام 12 ساعة ذرية دقيقة، وضعت 4 منها على سطح الأرض، و4 على متن طائرة نفاثة تطير باتجاه دوران الأرض، و4 أخريات على متن طائرة تطير عكس اتجاه دوران الأرض، بعد مقارنة الساعات ثبت تأخرها وتقدمها بالمقدار الذي تنبأت به النسبية.

تلى ذلك التجارب التي أجريت على الميونات Mouns وهي جسيمات دون ذرية تتكون في الغلاف الجوى للأرض على ارتفاعات كبيرة، الشاهد أن عمر الميونات 2 ميكروثانية فقط، وإذا كانت تسير بسرعة الضوء _وهى أكبر سرعة ممكنة لأي جسيم_ فإن المسافة التي ستقطعها هي 450 مترا فقط، الغريب أن هذه الجسيمات تصل لسطح الأرض!، فكيف قطعت هذه المسافة؟، بالتجارب في مسرعات الجسيمات اكتشف أنه يمكن أن يعيش الميون لفترة 16 ميكروثانية، أي ثمانية أضعاف عمره الأصلى.

مبدأ تكافؤ الكتلة والطاقة أيضا تناولها المؤلف بالشرح، وهو ينص على أن المادة يمكن أن تحول لطاقة والعكس، والمتمثلة في المعادلة الشهيرة (E=mc^2)، نتج عن ذلك القنبلة النووية التي أُلقيت على هيروشيما، ونتج عنه أيضا استخدامات الطاقة النووية في توليد الكهرباء وغيره.

ظاهرة دوبلر كذلك كان لها حظ من التناول والشرح، التي أثبتت توسع الكون التي تنبأت به معادلات النسبية، لولا خطأ أينشتاين الفادح بوضع الثابت الكوني في معادلاته.

من خلال تباطؤ وتأخير الزمن الذي ذكرناه ظهرت معضلة سميت بمعضلة التوأم، التي تقول لنا _وبحسب النسبية_ لو أن توأمين أحدهما رائد فضاء استقل مركبة فضائية تسير بسرعات مقاربة لسرعة الضوء تجوب الفضاء، فبعد العودة سيجد أخاه التوأم أكبر منه بعدة سنوات بحسب مدة الرحلة وسرعتها.

آخر جزئية من الكتاب صغير الحجم عرضت لفكرة السفر عبر الزمن، هل هي ممكنة أم لا علميا. _______________________

الكتاب جيد جدا، أسلوب الشرح جميل وواضح، خالٍ من التعقيد، تناول النسبية الخاصة فقط ولم يتطرق لشرح النسبية العامة.

امتاز الكتاب بالصور التوضيحية الكثيرة التي ساعدت على الفهم بشكل ملحوظ

آتمنى ان يكون الدرس مفيد