من منا لا يعرف النظرية النسبية الشهيرة ل( البرت اينشتاين ) اشهر النظريات الفيزيائية علي الاطلاق ....... فهي من اشهر النظريات التي وضعت في مجال الفيزياء و حظيت بمكانة كبيرة لوقت طويل من الزمن .
النسبية تنقسم الي نظريتين رئيسيتين هما ( النسبية الخاصة ، النسبية العامة ) و في هذا المقال نتحدث عن النسبية الخاصة .
تم وضع نظرية النسبية الخاصة من قبل اينشتاين في عام 1905م كاشهر نظرية للقياس في اطار مرجعي عطالي ( بعد المساهمات الكبيرة و المستقلة لهنري بوانكارييه و هندريك لورنتس ) .
و تم وضعها لحل مشاكل قديمة تخص فهمنا للموجات الكهرومغناطيسية و طبيعة الضوء .
و تمت تسميتها بال(خاصة) لانها تعالج حالة خاصة تتعلق بحركة المراجع بالنسبة لبعضها , و هي تهمل تاثير الجاذبية او تاثيرات الثقل .... حتي يتم وضع تاثير الجاذبية في النسبية العامة عام 1915م .
قامت النسبية الخاصة بتعميم مبدا النسبية في حياتنا حتي اصبحت كلمة دارجة علي السن كل من الف حدا ادني من مفردات الفيزياء و للنسبية العديد من النتائج الصادمة مثل تقلص الاطوال و الابطاء الزمني و نسبية التزامن .
كما ان النسبية الخاصة هي اول من قدمت مصطلح الزمكان للعالم و عرفت الزمن علي انه بعد فيزيائي رابع بالاضافة الي الابعاد الفيزيائية الثلاثة المكانية المعروفة .
كما ان النسبية الخاصة هي اول نظرية وضعت تكافؤ بين الكتلة و الطاقة في صيغة رياضية عن طريق المعادلة الشهيرة و التي تكاد تكون اشهر معادلة اطلاقا ( E=MC^2 )
حيث ان ال ( E ) ترمز الي الطاقة و ( M ) ترمز الي الكتلة و ( C ) ترمز الي سرعة الضوء في الفراغ ..... و يتضح من هذه المعادلة استحالة سفر الجسيمات ذات الكتلة بسرعة الضوء .
فرضيات النسبية الخاصة :
يوجد للنسبية الخاصة فرضين اثنين .
الفرض الاول ( مبدا النسبية ) : من المفترض ان هذا المبدا يوضح نسبية المكان و لكن تمت توسعته فيما بعد ليشمل كل الاحداث الفيزيائية ...... و اما عن نسبية المكان فهو ينص علي عدم امكانية تحديد سرعة جسم ما بدون ذكر المراقب المتحرك القائم برصد تلك السرعة . و بتعبير ابسط و بما انه كل شيئ في الكون يتحرك و لا يوجد اي شيئ في الكون ثابت او مطلق يمكن القياس عليه فان كل السرعات و الحركات التي نرصدها في حياتنا اليومية الملموسة او حتي علي المستوي الابعد هي كلها سرعات نسبية غير حقيقية و يمكن ان تتغير من مراقب لاخر
الفرض الثاني ( ثبات سرعة الضوء ) : سرعة الضوء ثابتة بالنسبة لجميع المراقبين و ثابته في كل جمل المقارنة الفيزيائية حتي مع اختلاف سرعة المنبع المطلق للضوء و بغض النظر عن اتجاه الضوء او المراقب كما ان سرعة الضوء في الفراغ تعتبر السرعة القصوي في كوننا اي السرعة الحدية العظمي
هذان كانا فرضي النسبية الخاصة و عند جمعهم مع بعضهم نلاحظ استحالة سير الضوء عن طريق الاثير كما اقترحت الميكانيكا النيوتينية لعدم وجود نظام مرجعي
نتائج النسبية الخاصة :
يوجد اربع نتائج للنسبية الخاصة
النتيجة الاولي ( الفاصل الزمني بين حدثين متغير ) : من مراقب الي مراقب اخر حيث يعتمد علي السرعة النسبية للمراقبين
النتيجة الثانية ( نسبية التزامن ) : يمكن لحدثين يحدثان في نفس الوقت بالنسبة لمراقب ان يكونا متتابعين بالنسبة لمراقب اخر ........ و من اشهر الامثلة الفيزيائية علي نسبية التزامن المتداولة بين الفيزيائيين هي ( اقرب نجم الي الشمس هو بروكسيما سنتاوري و هو يبعد عن الشمس بحوالي 4 سنوات ضوئية ...... فاذا افترضنا وقوع حدث و لنفترض انه بداية كاس العالم علي بروكسيما سنتاوري و هو بالتزامن مع بداية كاس العالم علي الارض ...... بالنسبة لانسان علي الارض فان كاس العالم الارضي يبدا الان بينما كاس العالم علي بركسيما سنتاوري سيبدا بعد اربع سنوات مع ان الكاسين قاما بالبدء مع بعضهما و بالنسبة لشخص يسكن في بروكسيما سنتاوري فان كاس العالم في بروكسيما يبدا الان بينما كاس العالم علي الارض يبدا بعد اربع سنوات )
النتيجة الثالثة ( نسبية القياس ) : يمكن لعمليتا القياس التي يجريها مراقبين في جملتين مرجعيتين مختلفتين ان تعطي نتائج مختلفة لنفس الشيئ المقاس
النتيجة الرابعة ( نسبية الزمن ) : من نتائج نظرية النسبية الخاصة ان الزمن ليس مطلقا و عالميا كما كان معتقدا و لكن اصبح الزمن شيئ نسبي يقاس علي نحو منفرد .... كما انه يعتريه الانكماش بالاقتراب من سرعة الضوء
و كما قالت النسبية الخاصة بخصوص نسبية المكان فانها ايضا توضح كيف ان الزمن نسبي و ليس ذلك الشيئ الثابت بالنسبة للكل .....
الزمن يتمدد و ينكمش بفعل الحركة في المكان و لان الزمن بعد فيزيائي رابع بالاضافة الي الابعاد الثلاثة المكانية فان الحركة في المكان تؤثر علي الحركة في الزمن و كلما تحرك الشخص بشكل اسرع في المكان فانه يؤثر علي حركته في الزمن و يبطئ حركته في الزمن و الزمن يسري اسرع بالنسبة للشخص الذي لا يتحرك ( نسبيا ) و بما ان سرعة الضوء حد كوني فان المسافر بسرعة الضوء يتوقف الزمن بالنسبة له و من اشهر الامثلة التي طرحت علي نسبية الزمن هي مفارقة التوأمين
( مفارقة التوأمين : لنفترض ان طفلين ولدا في نفس اللحظة و بعد ان كبرا سافر احدهما علي متن سفينة فضائية تسير بسرعة في الفضاء تقترب من سرعة الضوء ...... فلو سافرت السفينة في الفضاء سنتين .....فان الرجل علي متن السفينة سيكون عمره زاد عامين بينما حين يعود للارض سيجد اخاه قد كبر بخمسين عاما و تفسير ذلك ان الحركة في المكان بسرعة عالية تبطيء الحركة في الزمن
و هكذا نكون قد تحدثنا عن اربع نتائج ثورية للنسبية و يجب ايضا ان يذكر ان النسبية نسفت فكرة وجود الاثير بعد اثبات ان الضوء يتحرك بسرعة ثابتة كنتيجة اخري هامة للنسبية ..... تلك النظرية التي لقبت بنظرية القرن العشرين فقد قلبت المجتمع الفيزيائي راسا علي عقب و كانت نقطة تحول هامة جدا في المسار الفيزيائي التاريخي
خارج الموضوع تحويل الاكوادإخفاء الابتساماتإخفاء