أستغفر الله العظيم ... سبحان الله وبحمده



العودة   منتديات داماس > المنتديات العامة > المنتدى العام


مواضيع مميزة  


آخر عشرة مواضيع المواضيع النشطة


12-02-2007, 12:28 AM
Dr Dana غير متصل
عضوية الشرف
رقم العضوية: 61428
تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 1,976
إعجاب: 79
تلقى 372 إعجاب على 162 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #1  

كل ما تريد معرفته عن نظرية النسبية لاينشتاين


تريد معرفته نظرية النسبية لاينشتاين


ألبرت أينشتاين

تريد معرفته نظرية النسبية لاينشتاين


يعتبر العام 1905م عاماً ثورياً في تاريخ العالم. فالأحداث فيه تترى وتسير سراعاً، والتاريخ يقفز، ففي هذه السنة نمت روسيا وأصبحت اليابان دولة عظمى، وكان كل شيء ينذر بوشك اندلاع الحرب العالمية الأولى. وفي هذه السنة الحاسمة كان أينشتاين كثيرا ما يفكر في ماهية وكنه الكون، وفي نفس السنة أيضاً قام بخطوات من شأنها أن تقلب وجهة نظرنا الكونية رأساً على عقب. ففيها وضع نظرياته الثلاث، نظرية الكم والنظرية البراونية ونظريته النسبية الخاصة التي كان لها الدور الكبير في الأخذ بمسيرة العلم والعالم بأسره إلى خطوة متقدمة وقفز به إلى الأعالي. سنعطي الآن نبذة مبسطة عن النظرية النسبية الخاصة ونتناول مفاهيمها وما تنص عليه من فرضيات ولكن قبل أن نقوم بذلك سنورد أولاً بعض الأمثلة التي قد تساعد على تقريب المفهوم النسبي.
يمين أم يسار؟
أنظر إلى الشكل ادناه
إلى أي جهة من الطريق يقع المنزل إلى اليمين أم إلى اليسار؟
لأول وهلة تبدو الإجابة محيرة ومستحيلة! ولكن إذا نظرت إلى الشخص ( أ ) يبدو المنزل على يمين الطريق،
وبالنسبة للشخص (ب) فإن المنزل يقع على يسار الطريق.

تريد معرفته نظرية النسبية لاينشتاين

تريد معرفته نظرية النسبية لاينشتاين


كثيراً ما نستخدم الكلمات فوق و تحت والتي اختلف مفهومها مع مرور الزمن وتطور العلم. ففي الحقبة التاريخية التي كان يعتقد فيها بأن الأرض مسطحة كان الاتجاه الرأسي فوق هو نفسه عند كل النقاط على سطح الأرض، أي أن هناك اتجاه علوي (فوق) مطلق واتجاه سفلي مطلق، ولكن بعد ثبوت فكرة كروية الأرض أصبح مفهوم الاتجاه العلوي (فوق) والاتجاه السفلي (تحت) يختلف من مكان إلى أخر من سطح الأرض. فالاتجاه الرأسي للشخص المقيم في نصف الكرة الشمالي يعاكس تماماً الاتجاه الرأسي للشخص المناظر له في نصف الكرة الجنوبي. بهذا اختل مفهوم الفوق المطلق والتحت المطلق فليس هناك اتجاه رأسي وحيد في الكون بل هو يختلف من مكان لآخر، ولكي نتحدث عن الاتجاه الصحيح يجب الأخذ في الاعتبار المكان الذي ينسب إليه هذا الاتجاه.

ليل أم نهار؟
الساعة الآن العاشرة مساء...كلمة ليس لها معنى ولا مفهوم بدون أن نحدد إذا كانت العاشرة مساءً في مكة أم في طوكيو، فالليل في مكة يوافقه النهار في طوكيو والعكس صحيح فليس هناك ليل مطلق أو نهار مطلق بل هو زمن نسبي يختلف من مكان لآخر على سطح الأرض.

وجميع الحالات التي تناقشها الأمثلة السابقة تعد صحيحة، أي أن المنزل في المثال الأول يقع مرة على يمين الطريق ومرة على يساره وهذا صحيح. الاتجاه الرأسي متعاكس تماماً في المثال الثاني بالنسبة لشخص في شمال الكرة الأرضية والآخر في جنوبها وكلا الاتجاهين صحيحاً. الشخص الذي في طوكيو يرى أن الوقت لديه نهاراً والآخر في مكة مصر وبشدة على أن الوقت لديه ليلاً في نفس اللحظة، وهذا الاختلاف في قياس الزمن أو تحديد الاتجاهات لا يعود إلى الخطأ في القياسات بين الشخصين أو الخلل في آلات الرصد المستخدمة، فكل منهما صحيح ولكن بالنسبة له أي أن جميع الظواهر يكون فيها المرجع هو الشخص أو الجهاز الراصد وليس هناك مرجع كوني مميز وثابت ولهذا أطلق عليها النظرية النسبية


الكثير والكثير من النسبية

وهناك الكثير من الأمور المسلم بها في حياتنا والتي نعتبرها مطلقة تصبح في عالم أينشتاين نسبية...
فمثلا المتر العياري طوله متراً وهذا أمر مسلم به ولكن من وجهة نظر أينشتاين والنسبية التي ترى أنه لا وجود لشيء مطلق لا طول ولا زمن ولا كتل ترى أن المتر العياري طوله متراً (100سم) بالنسبة للشخص الذي يحمله ولكنه بالنسبة لشخص آخر يتحرك بسرعة كبيرة يكون طوله 70سم أو أقل من ذلك كلما زادت سرعته. وكذلك الدقيقة(60ثانية) التي يقيسها شخص بساعته قد يقيسها آخر على أنها 100ثانية أو أكثر تبعاً للسرعة التي يتحرك بها. إن الأمر لا يقف عند هذا الحد في النظرية النسبية بل انعكس على مفهومنا للماضي والحاضر والمستقبل فمثلاً نعلم أشعة الشمس تصلنا خلال ثمانية دقائق وبهذا يكون بعد الشمس عنا هو ثمان دقائق ضوئية، وكمثال آخر فإن أقرب نجم للمجموعة الشمسية يبعد عنها أربعة سنوات ضوئية والنجوم البعيد في مجرتنا تبعد عنا آلاف السنوات الضوئية، وبما أن الضوء هو الوسيلة الوحيدة التي نعلم من خلالها حدوث حدث ما في الكون وهو أسرع وسيلة لنقل المعلومات بين النجوم والمجرات، فحدث ما على الشمس نعلم به على الأرض بعد ثمان دقائق من وقوعه. وانفجار أقرب نجم من المجموعة الشمسية يصلنا خبره بعد أربعة سنوات لأن الضوء القادم منها سيصل الأرض بعد أربعة سنوات، وكذلك النجوم التي نراها في الليل قد لا تكون موجودة الآن ولكننا نرى الضوء الذي صدر عنها منذ سنوات أو آلاف السنوات حسب بعدها عنا، ولهذا فإن انفجار نجم ما قد يكون ماضي بالنسبة لشخص في هذا الكون ويكون حاضراً لشخص آخر في مكان آخر وقد يكون مستقبلاً بالنسبة لشخص ثالث في مكان ثالث، وهذا بسبب تباطؤ الزمن حسب سرعة كل شخص بالنسبة للحدث ومكانه.


الأثير المزعوم

لنلقي النظر وبشكل سريع على مسيرة العلم ووضعه قبل ظهور النظرية النسبية والعجز الذي أصاب الكثير من العلماء في تفسير الظواهر ونتائج التجارب التي تحصلوا عليها.

عندما نكون في سيارة تسير بنا بسرعة ثابتة في الطريق فإنه يخيّل إلينا أننا في حالة سكون بلا حراك، والطريقة المثلى لمعرفة إذا كنا نتحرك أو ساكنين هي المقارنة بأشياء ثابتة كأن ننظر من خلال نافذة السيارة ونشاهد الأشجار وأعمدة الهاتف والرصيف لندرك بالمقارنة أن سيارتنا تتحرك بالنسبة لها. وعندما تمر بنا سيارة أخرى قادمة من الاتجاه المعاكس فإننا للوهلة الأولى سنظن أننا نقف والسيارة القادمة هي المتحركة، وإذا مرت بنا وتجاوزتنا مبتعدة عنا وبعكس اتجاهنا فإننا نقدر سرعتها بشكل خاطئ و يخيل إلينا أنها تسير بسرعة خاطفة بينما هي في الواقع تسير بمعدل سرعة سيارتنا. أما إذا كانت السيارة تسير في نفس الاتجاه الذي نسير فيه وموازية لنا فإننا سنظن أن السيارتين واقفتين! وفي هذه الحالة لا سبيل إلى تمييز حركة السيارة من سكونها إلا بالخروج منها والنظر من بعيد من على رصيف ثابت.
إذا الحكم على جسم ما بأنه متحرك أو ساكن وبشكل قاطع يحتاج إلى مرجع ثابت للملاحظة وبدون المرجع الثابت لا يمكن معرفة الحركة من السكون.
وإذا تركنا السيارات وجئنا إلى الكون...فالمعروف انه في حالة حركة ككل وكأجزاء، فمثلاً تدور الأرض حول محورها بسرعة ألف ميل في الساعة، وحول الشمس بسرعة عشرين ميلاً في الثانية، وتتحرك الشمس ضمن مجموعتها الشمسية بسرعة ثلاثة عشر ميلاً في الثانية، والمجموعة الشمسية تتحرك داخل درب التبانة بسرعة مائتي ميلاً في الثانية، ومجرة درب التبانة تتحرك نحو مجرات أخرى لا يعلمها إلا الله بسرعة مائة ميل في الثانية....الخ. فالكون كله في حالة حركة دائمة ومستمرة } وكل في فلك يسبحون {.
وقد واجه العلماء حيال هذه الحركات المعقدة مشكلة البحث عن الحركة الحقيقية، فحاولوا الخروج منها بافتراض أن هناك مادة ثابتة تملأ الفضاء يطلق عليها الأثير ether بحيث ينسب إليه جميع الحركات ويعد كمرجع كوني ثابت. وإن كل جسم متحرك فهو متحرك بالنسبة للأثير وسرعته مقاسة بالنسبة للأثير، حتى سرعة الضوء هي سرعته بالنسبة للأثير. وبرهنوا على وجود الأثير بالطبيعة الموجية للضوء قائلين أن الضوء لا بد له من وسط ينتشر فيه مثله مثل الصوت الذي ينتشر في الهواء وينعدم في الفراغ، ومثله مثل موجات البحر التي تنتشر في الماء وهكذا بما أن الضوء يصلنا من النجوم البعيدة فإنه لابد من وجود وسط يمتد ويملأ الكون ينتقل الضوء خلاله وأطلقوا عليه الأثير. وقد أعطى العلماء خصائص للأثير بما يناسب تجاربهم، فأصبح للأثير الكثير من الخصائص فمثلاً:

يخترق الأثير جميع الأجسام والنجوم والكواكب التي تسبح فيه.

ينسحب الأثير خلف الأجسام الصلبة.

وهكذا ازدادت خصائص الأثير مع كل تجربة لا تتفق نتائجها العملية مع المتوقع منه

يتبع







المواضيع المشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
كل ما تريد معرفته عن البروتين mohamed abdelkader قسم كمال الأجسام وبناء العضلات 9 21-01-2016 12:18 AM
شرح ضخم بالصور عن كل ما تريد معرفته عن الهارد الساتا elbass مكتبة الدروس المشروحة والمصورة 75 30-10-2011 09:05 PM
قنبلة جامد جدا شرح لكل ما تريد معرفته عن 70-270 mohammed_atteya إدارة الشبكات و حلول ومشاكل الشبكات 2 07-09-2009 10:05 AM
كل ما تريد معرفته عن مرض السكرى Dr Dana الطب البشري - العلاج بالأدوية و الأعشاب الطبية 4 08-05-2008 10:49 PM
كل ما تريد معرفته عن ارتفاع ضغط الدم Dr Dana الطب البشري - العلاج بالأدوية و الأعشاب الطبية 19 08-04-2008 07:45 AM
12-02-2007, 12:37 AM
Dr Dana غير متصل
عضوية الشرف
رقم العضوية: 61428
تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 1,976
إعجاب: 79
تلقى 372 إعجاب على 162 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #2  
ظهور النظرية النسبية الخاصة :

في النصف الثاني من القرن 19 قدم جيمس كلارك ماكسويل ( 1831 - 1879 ) نظرية متكاملة عن الظواهر الكهرطيسية. لم تحوي هذه النظرية على متغيرات ميكانيكية كما في قانون التحريض الكهرطيسي:
كان من الواضح أنه لا يأخذ بعين الاعتبار أية فكرة عن جسيمات مرافقة لهذه الأمواج و قد بيّن ماكسويل في هذه النظرية أن الضوء عبارة عن أمواج كهرطيسية.

جميع الظواهر الموجية المعروفة آنذاك كانت عبارة عن تموج لوسط معين ( الأمواج على سطح الماء, الأمواج الصوتية...). لذلك اعتقد الفيزيائيون أن الضوء يجب أن يكون تموج لوسط ما أطلقوا عليه اسم الأثير, و كان على هذا الأثير أن يملأ الكون بأكمله ليؤمن توصيل ضوء النجوم البعيدة, و أن يكون سهل الاجتياز ( و إلا لكبح حركة الأرض حول الشمس ), و على الضوء أن ينتشر به بسرعة c .

حاول العديد من الفيزيائيين ومن ضمنهم ماكسويل وضع نموذج ميكانيكي للأثير لكن النجاح لم يحالفهم في ذلك و مع الوقت ساد الاعتقاد بعدم قدرة الميكانيك على تفسير الظواهر الكهرطيسية.

وبذلك تكون جملة المقارنة الغاليلية المرتبطة بالأثير متميزة عن باقي جمل المقارنة الغاليلية. و كان بالإمكان إذا استنتاج سرعة كل جملة مقارنة غاليلية بالنسبة إلى الأثير عن طريق القيام بتجارب انتشار الضوء و لما كان انطبق مبدأ النسبية الميكانيكي على انتشار الضوء.

في الواقع عندما تتحرك الأرض باتجاه ما بالنسبة للأثير و بسرعة v و نرسل من الأرض إشارة ضوئية بنفس الاتجاه ستكون سرعة الإشارة بالنسبة للأثير c و بالنسبة للأرض c-v . أما إذا أرسلت الإشارة بالاتجاه المعاكس فستكون سرعتها بالنسبة للأرض c+v . و لما كانت الأرض تتحرك حول الشمس بسرعة 30 كم. ثا-1 على مسار دائري تقريبا توقع الفيزيائيون بأن الأرض تتحرك بسرعة مماثلة تقريبا بالنسبة للأثير.

في نهاية القرن 19 أجريت تجارب عديدة لقياس التغيرات في سرعة الضوء بالنسبة للأرض و التي سببها حركة الأرض بالنسبة للأثير.لكن جميع النتائج جاءت سلبية حيث انتشر الضوء في جميع الاتجاهات بالنسبة للأرض بسرعة متساوية c . و كانت هذه النتيجة هي جوهر تجربة مايكلسون و مورلي .

تم إثبات هذه النتيجة في يومنا هذا عن طريق عمل نظام التوقيت الدولي الذي يعتمد على الساعة الذرية و كذلك عن طريق التجارب التي أجريت في الفيزياء النووية و فيزياء الجزيئات الأساسية. تدل سرعة الضوء الثابتة على تعذر التميز بين جمل المقارنة الغاليلية حتى باستخدام تجارب انتشار الضوء. ظهرت عدة فرضيات في نهاية القرن 19 تحاول تفسير النتائج التي توصلت إليها التجارب حول ثبات سرعة انتشار الضوء لكن جميعها عجزت عن تعميق فهمنا لهذه الحقيقة.

وضع اينشتاين عام 1905 المبدأين التاليين ليكونا أساس النظرية النسبية الخاصة و التي دعيت بالخاصة لأنها خاصة بجمل المقارنة الغاليلية: مبدأ النسبية و مبدأ ثبات سرعة الضوء

فرضيات النسبية الخاصة :
  • مبدأ النسبية Relativity Principle: لا توجد خصوصية أو اختلافات في القوانبن الطبيعية بين مختلف الجمل العطالية . فكل ملاحظ في أي جملة عطالية يجب أن يكون على توافق مع مراقب في جملة عطالية أخرى بشأن توصيف الواقع الفيزيائي . (تأخذ قوانين الفيزياء التعبير الرياضي نفسه في جميع جمل المقارنة الخارجية الغاليليةأي جميع جمل المقارنة الغاليلية متساوية فيزيائيا.) لا توجد جملة مقارنة مطلقة لذا لا يمكن عن طريق أية تجربة فيزيائية ( ميكانيكية, بصرية...) تجرى ضمن جملة المقارنة تحديد إذا ما كانت هذه الجملة ساكنة بالنسبة لجملة أخرى أو تتحرك بحركة مستقيمة منتظمة . حيث تم توسيع هذا المبدأ ليشمل كل الأحداث الفيزيائية.
  • ثبات سرعة الضوء : سرعة الضوء بالنسبة لجميع المراقبين العطاليين inertial observers واحدة ( س ) و في جميع الاتجاهات و لا تعتمد على سرعة الجسم المصدر للضوء . إن سرعة انتشار الضوء في الفراغ هي السرعة الحدية العظمى و لها القيمة نفسها في جميع جمل المقارنة الغاليلية. بغض النظر عن سرعة المنبع و جهة انتشار الضوء و حركة كل من المنبع و المراقب.
  • عند جمع هذين الفرضين يمكننا الاستنتاح أن الضوء لا يحتاج الى وسط ( أثير ) ينتقل فيه كما تنص نظرية نيوتن , فهو لا يرتبط بجملة مرجعية (نظام مرجعي) refrence system .

و بما أن هذه النظرية تهمل تأثيرات الجاذبية فيجب ان ننتبه الى تطبيقها فقط عندما تكون التاثيرات الثقالية مهملة و ضئيلة والا حصلنا على نتائج خاطئة .


ثورية النسبية :

لقد كان لإعلان النظرية النسبية أثر عميق في تفكير الإنسان بشكل عام فقد جاء على مرحلتين فكريتين ضخمتين واحدة تقود إلى الأخرى فكانت النسبية الخاصة عام 1905 والنسبية العامة عام 1915 وقد أدت هذه النظرية النسبويه إلى دمج ثلاث أبعاد مكانيه spatial dimensions مع بعد زمني time dimension في فضاء رباعي الأبعاد ومتعدد الجوانب فأحدث ذلك تغيرا عظيما في الفلسفة ناهيك عن التغيرات الفيزيائية .

كلنا يعلم تجربة ميكلسون ومورلي التي أحدثت اضطرابا كبير في الفيزياء فلكي نستطيع أن نفهم النسبية نحتاج إلى فهم وجهة الخلاف في هذه التجربة . ولم يطور أينشتاين نظرية كي يبحث عن تفسير لهذه التجربة لأنه لم يكن يعلم بها وكان منغمسا في نظرية ماكسويل الكهرومغناطيسيه وكي نفهم طبيعة هذه النظرية دعونا نراقب قطارا مثلا أو نقذ بعض الأشياء أو نتحرك ثم نحاول من مراقبتنا للأشياء تحديد حركتنا أننا مهما تأنينا في مراقبتها فلن نكتشف أننا على سطح كوكب متحرك أو ساكن لان سلوكنا لا يدل على أي شي ولا يختلف الأمر إذا كنا في مركبة أو قطار أو طائره تتحرك بسرعة ثابتة إذ لن نتمكن من اكتشاف حركتنا المنتظمة (بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم) والسبب هو استقلال قوانين نيوتن في الحركة عن حركة المراقب المنتظمة أي لا يمكن أن تتغير هذه القوانين عندما ينتقل المراقب من مرجع إلى مرجع أخر يتحركان بانتظام وقد نقل اينشتاين هذه الفكرة إلى الضوء واقنع نفسه بان الضوء أقدر من قوانين الميكانيكا على كشف حركتنا المنتظمة وهذا يعني أنه لا يمكن لمعادلات مكاسويل التي تصف انتشار الضوء علاقة بحركة الراصد لأنها لو كانت متعلقة بحركة الراصد لأمكن للمعادلات أن تفيدنا في تعين حركة الشيء المطلق وكذلك تجربة ميكلسون ومورلي ولذلك رأى اينشتاين أنه يجب أن تكون سرعة الضوء في الخلاء مستقلة عن حركة المنبع الضوئي وهذا يعني ثبات سرعة الضوء :

وهذه السرعة أصبحت ثابتا كونيا ولكن لم تستند إليه قوانين نيوتن ومن ثبات سرعة الضوء اتجه اينشتاين إلى تحليل مفهومي المكان والزمان المطلقين كان عليه أن يبرهن بأن تواقت حادثين منفصلين في مكان ليس له معنى مطلق بل يتعلق بحركة المراقب وكي نثبت هذه الفكرة نحتاج إلى شرح تجربه وهي تحتاج إلى خيال وتركيز . اقرأ نسبية التزامن

هذا الثابت -سرعة الضوء- يعتبر من أهم الثوابت الكونية التي تدخل في بناء هذا الكون وأن القانون الذي لا يحتوي عليه لا يعتبر قانون كامل بل يحتاج إلى أن يستكمل إلى أن يصبح صامد نسباويا ولم يكن اينشتاين أول من ادخل مبدأ الصمود فقد أدخله نيوتن قبله على نظريته وكان مفيدا إلى حد بعيد ولنبدأ بتعريف الحادث انطباق جسيم على نقطه في الفراغ (إليكترون مثلا أو فتون ) في لحظه معينة فلكي نحدد حادثا معيناً يجب أن نعرف متى وأين وهذا يعني أن يكون لدينا مرجع مقارنه (مجموعة إحداثيات ) وبما انه نريد موقعه فعلينا أن نعطي ثلاث أعداد على المحاور التي يكونها الفراغ (س, ع, ص ) هذه الإحداثيات المكانية وكي نحدد زمن وقوع الحادث نحتاج إلى إحداثي جديد زمني فيكون مسار الجسيم منحنيا يصل بين هذه الحوادث وبما أن القانون لا يعالج حالة خاصة بل يعالج الطبيعة نفسها فيجب أن يبقى نفسه لكل المراقبين وهذا هو مبدأ الصمود وأكثر ما يميز النسبية أنها تظهر أنه لا المكان وحده مطلق ولا الزمان وحده مطلق ولكن قولنا أن كلا من الزمان والمكان ليس مطلقا لا يعني أن النسبية ليست نظرية الأشياء المطلقة بل أن الحقيقة المطلقة فيها أعلى مستوى مما في فيزياء نيوتن لأنها تمزج المكان بالزمان في - زمكان - متشعب الجوانب ولكي نوضح ذلك نلاحظ أولا أن كلا من المسافة بين حادثين والمدة الزمنية الفاصلة بينهما هي نفسها وفقا لفيزياء نيوتن بالنسبة لجميع المراقبين - أي أن المدة مطلقة والمسافة مطلقة - أما في النظرية النسبية فيجد أن المراقبون المختلفون مسافات مختلفة وأزمنة مختلفة ومع ذلك تعلمنا النسبية أن مزيجا معينا للمكان والزمان الفاصلين بين حادثين يكون واحدا بالنسبة إلى جميع المراقبين وللحصول على مربع هذه الفاصلة الزمكانيه المطلقة بين الحادثين نربع المسافة بين الحادثتين ونطرح منها حاصل ضرب سرعة الضوء في المدة الزمنية بين الحادثين فنحصل على المقدار المطلق .

ويمكن أن يستنتج من الفاصلة الزمنية التي سبق ذكرها كل النتائج الهامة التي تنبثق عنها النظرية النسبية الخاصة مثل تقلص الأطوال المتحركة وتباطؤ الزمن وتزايد الكتلة وتكافؤ الطاقة والكتلة .

و في عام 1916 نشر أينشتاين بحثه عن نظرية النسبية العامة في مجلة علوم أكاديمية . يمثل هذا البحث عشر سنوات قضاها أينشتاين بحثا عن تطوير نظريته القديمة وكان الدافع لهذه النظرية هو أن نظرية الخاصة تركت المكان والزمان مبتورين ولان أينشتاين يرى أن الطريق إلى الوصول لتوحيد القوى الفيزيائية كان يجب أن تكون نظرية صامدة نسبيا ولان النظرية الخاصة لم تكن كذلك حاول أن يتمها بالعامة لان الخاصة لا تنطبق إلا على ما يدعى (( المراقبون العطاليون أي المراقبون الذي تحرك أحدهم بالنسبة للأخر بمتجه سرعة ثابتة )) وهذه النظرية تبين أن الطبيعة تفضل المرجع العطالي ورأى اينشتاين أن هذا المرجع العطالي عيب في نظرية لأنه كان يؤمن أن جميع المراجع بغض النظر عن حركتها تتكافئ لدى الطبيعة ولابد لها أن تظم الحركة بتسارعات مختلفة لقد بدأ اينشتاين عند بناء نظريته النسبية العامة بملاحظات جداً عامة كان غاليليو أول من توصل إليها وهي أن جميع الأجسام التي تسقط سقوطاً حراً من ارتفاع تتحرك بتأثير ثقالة الأرض بتسارع واحد مهما كانت كتلها كما لاحظ أن جميع الأجسام المتحركة في مرجع متسارع تستجيب إلى هذا التسارع بالطريقة نفسها مهما كانت كتلتها ومن هاتين الملاحظتين اعتمد مبدأ من أهم المبادئ الفيزيائية وهو مبدأ التكافؤ الذي ينص على أنه لا يمكن تمييز قوى العطالة من قوى الثقالة فأصبح هذا المبدأ أساس نظرية النسبية العامة لأنه نفى إمكان تعيين حالة الشيء الحركية بملاحظة قوى العطالة أو اكتشافها سواء أكان مرجعنا متسارع أم لا يمكن أن نتابع تفكير أينشتاين بتجربة فكرية شهيرة وهي تخيل فيها أن مراقبا في مصعد (وكان في هذا المصعد أجسام مشدودة إلى أسفل ) كان في بداية الأمر معلق فوق الأرض ساكناً ففي هذه الحالة سوف تكون جميع التجارب التي يجريها المراقب تتفق تماماً مع تجارب مراقب خارج المصعد على الأرض سوف يستنتجان قوة الثقالة ....الخ دعوانا ننتقل مع المراقب الذي في المصعد بتسارع(9.8 متر /ثانية) متجهين ألى أعلى عكس قوة الثقالة وبنفس تسارع الأجسام على الأرض إذا كان منطقيا مع نفسه سوف يبقى على استنتاجه لأن جميع الأجسام سوف تبقى على نفس تصرفها عندما كان المصعد معلق على الأرض وهذا هو مبدأ التكافؤ فهو يجنب المرء أن يستنتج بأنه موجود في مرجع متسارع لأن كل الآثار الناجمة عن هذا التسارع تماثل الآثار الناجمة عن الثقالة في مرجع ساكن أو يتحرك حركة مستقيمة منتظمة في حقل ثقالي وهكذا يدعم هذا المبدأ نظر اينشتاين بأنه لا يمكن ان فرق بين الحركة المتسارعة accelerated والغير متسارعة لأن قوى العطالة الناجمة عن التسارع هي نفسها ناجمة عن الثقالة فلا يستطيع المراقب أن يفرق ومن هنا لا يوجد فرق حول ماذا يرصد المراقب هل يرصد الأجسام المادية من الناحية التحركية أو الحركة أو انتشار الضوء مما أدى باينشتاين إلى استنتاج مهم جدا بشأن سلوك الضوء فحينما تمر حزمة ضوئية عبر المصعد المتسارع في اتجاه عمودي على تسارعة تبدو أنها تسقط نحو أرض المصعد مثلما تسقط الجسيمات المادية لآن أرضه تتحرك حركة متسارعة ولما كان مبدأ التكافؤ ينص على أن لا فرق بين آثار التسارع و الثقالة لذلك توقع اينشتاين أن تسقط الحزمة الضوئية في الحقل الثقالي كما تسقط الجسيمات المادية وقد ثبت هذا التوقع بحذافيره في أثناء كسوف الشمس الذي حدث عام 1919 فقد شوهد أن الحزمة الضوئية تنحرف نحو الشمس عندما تمر بجوارها وكان مقدار الانحراف متفقا مع ما توقعه اينشتاين ونلاحظ أنه لا خلاف بين النظرية العامة والنظرية الخاصة في أنهما مبنيتان على زمكان رباعي الأبعاد والعامة تشمل الخاصة ولكنها تختلف عنها في أن هندسة النسيبة العامة لا إقليدية وهذا الجانب هو الذي يقود إلى مبدأ التكافؤ وكي نفهم الفضاء الا إقليدي دعونا نعود إلى المصعد قليلا .... ونتخيل الآن أن المصعد يسقط سقوط حر نحو الأرض ففي هذه الحالة يسقط المراقب وكل شي داخل المصعد بسرعة واحدة كما أن الشيء المقذوف يتحرك عبر المصعد حركة مستقيمة كما يرها المراقب أي لا يوجد لديه حقل ثقالي أما بالنسبة للمراقب الواقف على الأرض فلا يرى المقذوفات تتحرك حركة مستقيمة و أنما على هيئة قطوع مكافئة لذلك لا وجود للثقالة بالنسبة للمراقب الذي في المصعد بينما موجودة للمراقب الذي على الأرض فكيف نخرج من هذا التناقض لقد رأى اينشتاين أن الحل يمكن في إعادة فهم القوة الثقالية لأن مفهوم نيوتن لها ليس مفهوما مطلقاً ويتغير من مرجع إلى أخر كما حدث في التجربة السابقة ولذلك قام اينشتاين بإعادة قانون نيوتن الأول ليشمل هذا المفهوم وأصبح القانون «أن الأجسام تتحرك دائما في خطوط مستقيمة سواءً أكانت في حقل ثقالي أم لا»، ولكن يجب إعادة تعريف الخطوط المستقيمة كي ينتهي الإشكال وتشمل خطوطا ليست مستقيمة بالمعنى الأقليدي وقام اينشتاين بذلك وبين كيفية هندسة الزمكان الأقليدية في الفضاء المليء بالكتل وهندسة الاقليدية في الزمكان الخالي من الكتل وأصبح السبب في حركة الأجسام في الحقل الثقالي gravitational field هو أتباع الأجسام للانحناء الزمكاني وتعد هذه الحركة في الهندسة اللا إقليدية حركة في خطوط مستقيمة لأنها اقصر مسار في هذه الهندسة وكان لهذه الدراسة التي قدمها اينشتاين نتائج كثيرة من انحراف حزمة الضوء وظاهرة (مبادرة حضيض الكواكب ) وأيضاً ظاهرة (الإنزياح الاينشتايني نحو الأحمر).

وأيضا تتنبأ هذه الهندسة الناشئة عن وجود أجسام ذات كتل هائلة كالنجوم تتوقع بأن يتباطأ الزمن بالقرب من هذه النجوم أضف إلى ذلك تقلص الأطوال وكان أعظم أنجاز حققته النسبية العامة كان في مجال علم الكون ( الكوسمولوجيا Cosmology ) فقد طبق اينشتاين نظريته الثقالية على الكون بمجملة وتوصل على نموذج سكوني لا يتوسع و لا ينهار على نفسه ثم أثبت باحثون إن النظرية تؤدي إلى نموذج لا سكوني متوسع وهكذا ساهمت هذه النظرية في إثراء علم الكون



الزمان في النسبية الخاصة :
إذا افترضنا أن الضوء الصادر عن حدث event معين في نقطة ما من الفضاء ينتشر بسرعته الثابتة س فهذا يعني أنه يغطي كرات تحيط بهذا الحدث و هذه الكرات تتوسع بزيادة قطرها مع الزمن حسب سرعة الضوء المنتشر .
لصعوبة تمثيل فضاء رباعي الأبعاد four-dimensional space سوف نضطر لحذف أحد الأبعاد المكانية مكتفين ببعديين مكانيين و بعد زمني شاقولي , فتأخذ كرات الضوء المتوسعة شكل دوائر متوسعة مع تزايد الزمن أي مع الارتفاع على المحور الشاقولي و بهذا يمثل انتشار الضوء المخروط المتشكل من الدوائر المتوسعة .
في الحقيقة , يمكن تخيل مخروطي ضوء لكل حدث : مخروط متجه نحو الأعلى يدعى مخروط الضوء المستقبلي Future Light Cone و يمثل مجموعة النقاط التي يمكن وصول الضوء من الحدث المعني اليها ( هذه النقاط في الفضاء الرباعي الأبعاد تمثلها 4 أرقام هي الاحداثيات المكانية الثلاثية و الاحداثي المكاني فهي تحدد النقطة الفراغية مع زمن وصول الضوء عليها ... ) أما خارج المخروط فهي النقاط التي لا يمكن وصول الضوء اليها ( هذه النقاط تمثل نقاطا فراغية مع زمن يستحيل وصول الضوء خلاله لأنه يستلزم انتشار للضوء بسرعة تفوق س و هو أمر مستحيل حسب النسبية ) .

المخروط المتجه نحو الاسفل يدعى مخروط الضوء الماضي Past Light cone و يمثل مجموعة الحوادث التي يمكن أن يصل منها شعاع ضوئي الى الحدث ( في هذه النقطة و اللحظة الزمنية ) .
لنفترض وجود حدثين أ و ب في نفس الجملة المرجعية refrence system و في نفس المكان ضمن هذه الجملة لكن بفاصل زمني ( يشتركان بالموقع المكاني و يختلفان بالاحداثي الزمني time coordinate) كما نفترض وجود حدثين ب و ج ضمن جملة مرجعية واحدة بحيث يحدثان آنيا ( أي في وقت واحد ) لكنهما يقعان في موقعين مختلفين . ( يشتركان بالاحداثي الزمني و يختلفان بالاحداثيات المكانية ) .

في الجملة المرجعية الاولى يمكن ل أ أن يسبق ب فعندئذ يكون أ سابقا ل ب في كل الجمل المرجعية و من الممكن للمادة أن تنتقل من أ الى ب بحيث نعتبر أ سببا و ب نتيجة فتكون هناك علاقة سببية بين أ و ب . في الواقع لا وجود لأي جملة مرجعية تقلب هذا الترتيب السببي .

لكن هذه الحالة لا تنطبق في حالة الحثين أ و ج ( ج يقع خارج المخروط الضوئي ل أ كما هو واضح ) حيث توجد جمل مرجعية ترى حدوث أ قبل ج و جمل مرجعية ترى حدوث ج قبل أ . لكن هذا بكل الأحوال لا يكسر قانون السببية لأنه يستحيل نقل المعلومات بين أو ج أو بين ج و أ لأن هذا يستدعي سرعة اكبر من سرعة الضوء . بكلام آخر يمكن لبعض الجمل المرجعية أن ترى الأحداث بترتيب مختلف لكن لا يمكن لهذه الجمل أن تتواصل فيما بنها لأنها تحتاج اشارات أسرع من الضوء , و هكذا يحفظ مبدأ ثبات سرعة الضوء في النسبية قانون السببية و يحمينا من مفارقات العودة في الزمن .

هندسة الزمان في النسبية الخاصة :

الفضاء الزمكاني في نظرية النسبية الخاصة هو فضاء منكوفسكي رباعي الأبعاد , و هو فضاء يشابه الفضاء الأقليدي الثلاثي الأبعاد المعتمد في الميكانيك النيوتني من حيث سكونيته , فالخاصية الحركية ستدخلها فيما بعد نظرية النسبية العامة لتحول الزمكان من فضاء رباعي الأبعاد سكوني إلى فضاء رباعي الأبعاد حركي .

بالرغم من البعد الرابع فإن مشابهته للفضاء الأقليدي من الناحية السكونية تجعله سهل التعامل فمعظم قواعد الفضاء الإقليدي تطبق هنا ذاتها بعد اضافة الحد الموافق للإحداثي الرابع (الزمني ) .

يعطى التفاضل للمسافة (ds) في فضاء ثلاثي الأبعاد بالعلاقة التالية :
حيث (dx1,dx2,dx3) هي تفاضلات الإحداثيات الثلاثة أو الأبعاد الفراغية الثلاثة . أما في الفضاء الزمكاني للننسبية الخاصة قنضيف احداثي رابع زماني بواحدة تساوي سرعة الضوء c فتكون المعادلة التفاضلية للأبعاد الأربعة

في العديد من الحالات , يكون من الأنسب معاملة الاحداثي الزمني كعدد تخيلي ( مثلا لتبسيط المعادلة ) و في هذه الحالة يستبدل t في المعادلة السابقة ب i.t' ,
في حالات أخرى نقوم باختزال الأبعاد المكانية الثلاثة إلى اثنين و نتعامل عندئذ مع فضاء ثلاثي الأبعاد : بعد بين مكانيين و آخر زماني .
يمكن تعريفه بالمعادلة التالية :

وهي معادلة دائرة ذات قطر r=c*dt. لو مددنا ذلك الكلام لفضاء كامل ذو ثلاث أبعاد مكانية و واحد زماني ,فإن الجيوديسي الصفري عبارة عن دوائر متمركزة مستمرة ذات أقطار متزايدة

تساوي المسافة التي يقطعها الضوء من الحدث = c*(+ أو -)الزمن .

المخروط الثنائي الصفري هو ما يمثل "خط الضوء" أو مسار الضوء الصادر عن تلك النقطة او ما ندعوه بالحدث ضمن الفضاء الرباعي الأبعاد , و بما أن الضوء صاحب أكبر سرعة في الكون حسب النظرية النسبية فإنه لا وجود لمسارات تنطلق من هذه النقطة ( الحدث ) و تخرج عن نطاق هذا المخروط الثنائي ( ببساطة لأن لا شيء أسرع من الضوء ) . ندعو المخروط العلوي : مخروط الضوء المستقبلي و هو يشمل الأحداث المستقبلية التي يمكن أن تتلقى اشارة من الحدث المعني . أما المخروط السفلي فيدعى مخروط الضوء الماضي و يشمل الأحداث الماضية التي يمكن لها بعث اشارة إلى هذا العنصر . كل ما هو خارج هذين المخروطين لا يمكن له التواصل مع هذا الحدث لا كماضي و لا كمستقبل

يتبع.......

















12-02-2007, 12:40 AM
Dr Dana غير متصل
عضوية الشرف
رقم العضوية: 61428
تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 1,976
إعجاب: 79
تلقى 372 إعجاب على 162 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #3  
حقيقه النسبية
**********
بمناسبة مرور مئة عام على ظهورها
الحقيقة عن نظرية النسبية .. ألف عام من الشهرة؟

علي الشوك

يحتفل العالم بمرور مئة عام على ظهور نظرية النسبية، التي تنسب الى آينشتاين. ومنذ صدورها وحتى يومنا هذا بلغ عدد الابحاث التي نشرت حول هذه النظرية عشرات الآلاف (لا أحد يعرف بالضبط). وكتب عن آينشتاين عدد لا يُحصى من سيَر الحياة. ورُفع الرجل الى مصاف أعظم الشخصيات البارزة في الحياة البشرية وفي ختام الألفية الثانية اعتبرت مجلة (تايم) الاميركية آينشتاين "رجل القرن"، ووصفته بأنه الأول من بين عمالقة القرن، وان سمعته ستدوم ألف عام على الأقل. وذهب العالم الفيزيائي البريطاني ستيفن هوكنغ، صاحب كتاب (موجز تأريخ الزمن)، أبعد من ذلك، في قوله: "إن معادلات النسبية العامة هي بمثابة نُصْبٍ ونقشٍ على ضريحه، ينبغي ان تدوم دوام الكون". هذا مع العلم أن هوكنغ يعترف ايضاً: "لا أزال أتلقى رسالتين أو ثلاثاً في كل اسبوع تؤكد لي أن آينشتاين كان مخطئاً. مع ذلك، إن نظرية النسبية تعتبر الآن معترفاً بصحتها بصورة تامة من قبل الجالية العلمية، وقد تحققت نبوءاتها في مجالات لا حصر لها."

وقيل في نظرية النسبية ما لم يُقل في أية نظرية أخرى، مع انها لا تعتبر حقيقة علمية مفروغاً من صحتها. فقد ثبتت صحة بعض تنبؤاتها، وطُعِن في البعض الآخر، ولا تزال النظرية وتفرعاتها خاضعة للنقض والإبرام... لكننا هنا سنقدم عرضاً عاماً لهذه النظرية، وقراءة تأريخية منصفة قدر الامكان، حول دور العلماء الذين أسهموا في التوصل اليها (قبل آينشتاين). فمنذ 1905-1907، أشار العلماء بلانك، وكاوفمان،ود.ايهر نفيست، ولاوب، ولاوه، ومنكوفسكي، وألبرت آينشتاين نفسه، الى ان نظرية آينشتاين كانت مجرد تفسير وتعميم لنظرية لورنتس (1853-1928) المعروف جيداً، وكان بوانكاريه (1854-1912) أول من قدم تفسيراً لها، ثم عُرفت فيما بعد بـ"نظرية النسبية الخاصة". وهناك أدلة على أن آينشتاين لم يكتب الرسالة العلمية في 1905 وحده حول "مبدأ النسبية"، بل إن زوجته الأولى مليفا آينشتاين ـ ماريك (أو ماريتي) أسهمت أيضاً في كتابتها، وكان دورها مهماً في الجزء الرياضي في النظرية.

إبحث عن الضوء

نحن نعرف اليوم أن الضوء هو سيل من إنثيالات شبه جُسَيمية من الطاقة الكهرومغناطسية. هذه الجسيمات تدعى فوتونات. ولا توجد الفوتونات إلا في حالة حركة، بسرعة يرمز لها باللاتينية بالحرف c من كلمة celeritas، (بمعنى سرعة). وتنتشر الفوتونات على هيئة موجات.

كان أرسطو (384ـ322 ق .م ) قد انتقد أمبذوقلس (حوالي 490ـ حوالي 430 ق . م ) لأنه قال إن الضوء يتحرك، أي انه يستغرق وقتاً في الانتقال من مكان الى آخر. فلم يكن الضوء عند أرسطو سيلاً من فوتونات تتدفق من مصدر مضيء بسرعة محدودة ، بل إعتبرها خاصية تكتسبها بيئة ما فوراً من المصدر المضيء، أشبه بالماء الذي يتجمد في كل أجزائه في آن واحد. وساد هذا المعتقد الارسطوطاليسي عدة قرون، الى أن صححه الحسن بن الهيثم (حوالي 965 ـ 1039)، حين أكد أن حركة الضوء تتطلب فترة زمنية محدودة وإن كانت غير مدرَكة.

وواقعُ أن سرعة الضوء هائلة، وربما لا نهائية، كان معروفاً منذ قديم الزمن. وقد حاول غاليليو في 1607 قياس سرعة الضوء بواسطة الفانوس، لكنه لم يوفق، لأن الضوء يقطع المسافات الأرضية في جزء صغير جداً من الثانية. لكن أولاف رومر الدانماركي (1644ـ1710) كان أول من أكد أن سرعة الضوء محدودة من خلال رصد خسوفات أقمار كوكب المشتري (بعد تحسن صناعة التلسكوب). فقد لاحظ رومر أن مدة خسوف قمر المشتري المسمى (إيو) كانت 11 دقيقة عندما تكون الأرض في اقرب نقطة الى المشتري، و11 دقيقة أخرى عندما تكون في ابعد نقطة من المشتري. لذا تصبح المدة بين القراءتين 22 دقيقة. وهذه المدة تغطي المسافة المساوية لقطر مدار الأرض حول الشمس. ولأن رومر كان يعمل في مرصد باريس، حيث تمّ قياس قطر مدار الارض حول الشمس لأول مرة، فقد كان يُفترض أنه كان على علم بهذه المسافة. لكنه لم يكلف نفسه مهمة تقسيم هذه المسافة على 22 دقيقة للحصول على سرعة الضوء. وفي أيام رومر كانت قراءة هذه المسافة تساوي 283 مليون كيلومتر. وبعد عام أو اثنين حقق كريستيان هويغنز (1629ـ1695) هذه القسمة، بعد الاعتراف الكامل بجهود رومر. فكانت سرعة الضوء وفقاً لذلك 214 ألف كيلومتر في الثانية. وفي 1849 كان الفيزيائي الفرنسي فيزو (1819ـ1896) أول من قدم قياساً معقولاً لسرعة الضوء باستعمال المرايا (بدل الشخص الثاني، في تجربة غاليلو)، لأنها تعكس الضوء بلا إبطاء. وبعد فيزو طور الفيزيائي الفرنسي فوكو ميكانيك التجربة. واليوم تعتبر سرعة الضوء في حدود 300 ألف كيلومتر في الثانية. وقد تم ذلك عندما توصل العالم الاسكوتلندي اللامع كلارك ماكسويل (1831ـ1879) الى وضع صيغة للمعادلات الرياضية للمجال الكهرومغناطيسي التي تقدم تفسيراً للكهربائية، والمغناطيسية، والضوء في نظام واحد موحد.

وللمقارنة، إن سرعة مركبة فضائية نموذجية هي في حدود 12 كيلومتراً في الثانية. وسرعة دوران الأرض حول الشمس تساوي 30 كيلومتراً في الثانية. وهذا يعني أن سرعة الضوء شيء لا يتصوره العقل، وهي ثابتة لا تتغير في الفراغ. فالفوتون (جُسيم الضوء) لا يمكن إسراعه أو إبطاؤه في الفراغ. فإذا وضعنا لوحاً زجاجياً أمام شعاع من الضوء، فإن سرعة الضوء في الزجاج تصبح أقل من سرعتها في الفراغ، لكنها تسترد سرعتها الأصلية بعد مرورها من اللوح الزجاجي.


النسبية والضوء

كان غاليليو (1564ـ1642) أول من تطرق الى مبدأ النسبية. في كتابه الشهير (حوار حول النظامين العالميين الأساسيين). تحدث غاليليو عن مبدأ النسبية: في اليوم الثاني من أيام الحوار دعا سالفياتي (وهو أحد ابطال الحوار) صديقيه للقاء في غرفة فسيحة داخل سفينة. ثم قال لزميليه:"لنعلق سطلاً من السقف، تتساقط منه قطرات ماء في إناء آخر ذي عنقٍ ضيق". ثم طلب من الزميلين ان يقفزا الى الأمام والخلف، ليرى ما هي المسافة التي يقطعانها. وذلك للمقارنة بين سفينة في حالة سكون وسفينة في حالة حركة. فلاحظ المتحاورون أن المسافة المقطوعة عند قـفزاتهم بقيت نفسها سواء قفز المرء مع اتجاه حركة السفينة أو ضد اتجاهها. وأكثر من ذلك، لاحظوا أن قطرات الماء استمر تساقطها في الإناء التحتاني ذي العنق الضيق، ولم تسقط أية قطرة الى أمام أو الى خلف العنق، حتى لو قطعت السفينة مسافة في الوقت الذي كانت قطرة الماء في الهواء. (طبعاً كان غرض غاليليو هنا هو دحض الاعتراضات على حركة الأرض حول الشمس). ولو كان سيرانو دي برجراك اطلع على كتاب (الحوار) لغاليليو، لما تصور نفسه في 1656 أنه سيهبط في كندا، إذا قُذف من فرنسا الى الهواء وبقي معلقاً في الفضاء بضع ساعات، وفي حسبانه أن الأرض ستتحرك كل هذه المسافة في حين يبقى هو معلقاً في الهواء.

وبعد ذلك وضع نيوتن (1642ـ1727) القانون الآتي في سياق قوانينه عن الحركة:"إن سرعة الأجسام الموجودة في فضاء معين هي نفسها، سواء كان الفضاء ساكناً أو متحركاً بانتظام الى الأمام في خط مستقيم". أي ان التجارب التي تُجرى على سفينة، مثلاً، وكل الظواهر المشاهدة على السفينة، ستكون متماثلة وكأن السفينة ليست متحركة. وهذا القانون يسري على الميكانيك الكلاسيكي ضمن الفرضية التي تعتبر السرعة القياسية لا نهائية.
لكن الرؤية تغيرت بعد التوصل الى معادلات ماكسويل حول المجال الكهرومغناطيسي التي تعتبر السرعة القياسية هي سرعة الضوء، ومع ان هذه كبيرة جداً، إلا أنها ليست لا نهائية، بل محدودة. وهذا يعني، كما يرى علماء الفيزياء، أن السرعة القياسية المحدودة (سرعة الضوء)، التي تعتبر حقيقة أساسية في نظرية ماكسويل، يجب تطبيقها على علم الميكانيك أيضاً.
هنا بدأ الإشكال، ففي العقود والسنوات الأخيرة من القرن التاسع عشر بُذلت جهود كبيرة للتمسك بقوانين الميكانيك الكلاسيكي (السرعة القياسية اللانهائية)، وإنزال معادلات ماكسويل الى مرتبة دنيا. لكن هذه الجهود باءت بالفشل. وفي 1904 كان العالمان الفرنسيان هنري بوانكاريه، وبول لانجفان من بين العلماء الذين وجهت اليهم الدعوة لحضور المعرض الدولي في سانت لويس، في أميريكا. وفي هذه المناسبة أعلن بوانكاريه عن أول تصريح واضح حول مبدأ النسبية، مع المبدأ القائل بأنه "ليست هناك سرعة تتجاوز سرعة الضوء". واعتبر بوانكاريه هذين المبدأين حقيقتين امبريقيتين مستنبطتين من التجربة.
وفي 1905 نشر ألبرت آينشتاين (1879ـ1955) رسالته العلمية التي تؤكد الشيء نفسه، لكن في صياغة أخرى. لقد أكد بوانكاريه في 1904 أن سرعة الضوء هي اقصى سرعة قياسية. أما آينشتاين فقد قال في 1905: "إن الضوء ينتشر دائماً في فضاء فارغ بسرعة محدودة مستقلة عن حالة الحركة للمصدر المشع للضوء". وهما صيغتان لشيء واحد، رياضياً أيضاً. وعرفت هذه النظرية بنظرية النسبية الخاصة... وهكذا يمكن إيجاز أسس النسبية الخاصة في القانونين الآتيين:


1ـ كل قوانين الفيزياء هي نفسها في أية إحداثيات من قصورها الذاتي (أي في حالتي السكون والحركة الثابتة على حد سواء).
2ـ إن السرعة القياسية القصوى هي سرعة الضوء في الفراغ (قانون بوانكاريه)، أو ان سرعة الضوء هي نفسها في أي إطار من القصور الذاتي (أي سواء كان المصدر المضئ ساكناً أو متحركاً) (قانون آينشتاين).


والآن اذا ارتفعنا عن سطح الأرض الدوارة، فإننا سنبقى نتحرك بفعل القصور الذاتي بنفس سرعة دوران الأرض. ولدى هبوطنا فإننا سنعود الى نفس البقعة التي ارتفعنا منها. ولن يتغير الحال اذا قـفزنا داخل عربة قطار متحرك. فكل من الأرض والقطار يعتبر إطاراً إحداثياً، وهي فكرة أساسية في نظرية النسبية. إن ادراكنا الحسي يبقى ثابتاً اذا كان لدينا إطار إحداثي واحد. أما اذا كان هناك إطار إحداثي آخر يتحرك في سرعة ثابتة بالنسبة للأول، فبمقتضى نظرية النسبية إن الادراك الحسي للفضاء والزمن في الإطار الثاني يختلف عنه في الاطار الأول. وهذان الادراكان الحسيان ليسا اعتباطيين، بل مرتبطان بقانون رياضي يدعى تحويلات لورنتس. وهذه التحويلات من الأهمية بحيث أن كل مبادئ نظرية النسبية الخاصة ما هي إلا تطبيقات لهذه التحويلات، او بكلمة أدق لمجموعة بوانكاريه من التحويلات، التي تعتبر تحويلات لورنتس جزءاً منها. بل إن لورنس - العالم الكبير، الذي كان آينشتاين ينظر اليه كأب ـ اعترف بأسبقية فويغت Voigt في موضوع التحويلات (الإحداثية)، ولم يكن راضياً بتسمية بوانكاريه لها بانها تحويلاته هو لورنتس.

ان شاء الله ينال الموضوع اعجاب الجميع
ويرد على استفسارات وتساؤلات كل من يعتم بالنسبيه

12-02-2007, 09:48 AM
علي حيدر غير متصل
موقوف
رقم العضوية: 54068
تاريخ التسجيل: Sep 2006
المشاركات: 3
إعجاب: 0
تلقى 0 إعجاب على 0 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #4  

اخي العزيز الغالي Dr Dana وفقكم الله وبارك الله بك على هذا الموضوع القيم وامدكم الله من فضله
وتعسا للنظريه التي تؤيد الحقيقه المطلقه التي تلقفناها من سقراط التي جعلت المجتمعات تعيش في دوامة الصراعات والتناحرات ودعاء كل منا بان له الوصل بليلى وان الاخر في ضلال وفساد اما النظريه النسبيه فهي نظريه متكامله حتى انها الحل الانجع في جعل المجتمعات تعيش في سلام وحترام افكار الاخرين مع عدم التنازل عن رئيك
وان لي مداخلات لو تكرمتم بلسماح لنا بطرحها عليكم للمناقشه في اطار هذه النظريه الفذه ولكم منا جزيل الشكر والتقدير

12-02-2007, 02:14 PM
Dr Dana غير متصل
عضوية الشرف
رقم العضوية: 61428
تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 1,976
إعجاب: 79
تلقى 372 إعجاب على 162 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #5  
ورحمه الله وبركاته
شكرا اخى على مرورك الكريم
يمكن لك بالتأكيد ان تتفضل بطرح وجهات نظرك الخاصه بالنظريه
وان شاء الله يتم نقاشها
وشكرا على اضافاتك مقدما

12-02-2007, 05:34 PM
dark way غير متصل
عضو جديد
رقم العضوية: 23882
تاريخ التسجيل: Aug 2005
المشاركات: 5
إعجاب: 0
تلقى 0 إعجاب على 0 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #6  
مشكوره اختي دانه على الشرح
وبارك الله فيك بس حبيت تشرحلي النظرية انشتاين المتعلقه بالأنقسام او الانشطار الذري
e=mc2

12-02-2007, 05:47 PM
Dr Dana غير متصل
عضوية الشرف
رقم العضوية: 61428
تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 1,976
إعجاب: 79
تلقى 372 إعجاب على 162 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #7  
ان شاء الله اعرض لكم شرح لهذه النظريه
وجميع نظريات اينشتاين وغيره من العلماء

12-02-2007, 05:49 PM
a9laam غير متصل
عضو ماسـي
رقم العضوية: 46697
تاريخ التسجيل: Jul 2006
المشاركات: 1,236
إعجاب: 155
تلقى 243 إعجاب على 66 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #8  
الله يجزاكى الخير


12-02-2007, 08:55 PM
Dr Dana غير متصل
عضوية الشرف
رقم العضوية: 61428
تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 1,976
إعجاب: 79
تلقى 372 إعجاب على 162 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #9  
شكرا على مرورك الكريم

12-02-2007, 10:35 PM
علي حيدر غير متصل
موقوف
رقم العضوية: 54068
تاريخ التسجيل: Sep 2006
المشاركات: 3
إعجاب: 0
تلقى 0 إعجاب على 0 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #10  
مجددا

أود ان اتحدث عن البعد الرابع ولكن باسلوب يغاير اسلوبكم في طرح الموضوع باسلوب ابسط واسلس ليتسنا للجميع اي من ذوي الاختصاص امثالكم اختي الفاضله ومن امثالنا نحن البسطاء لآدركه والتفاعل معه والاستفاده من هذه النظريه الجميله
فاقول يتناقل في مجتمعاتنا لابل في كافة المجتمعات البشريه عن القول بان فلان من الناس له القدره على الاطلاع ومعرفة بعض الامور الغيبيه و الاخبار عن الاحداث المستقبليه امثال الشخصيه المعروفه أمستر ادنوس وما قاله في رباعياته التي ادهش بها العالم فقد وقف البعض منكر لهذه الاقوال ضنا منها كفر والحاد وانه معرفه للغيب وان الغيب من مختصات الله عز اسمه ووووووو......... ولكن لو جئنا الى نظرية انشتاين ولاسيما في نظرية البعد الرابع لوجدنا ان هذه المسئله شي سليم وشي معقول وليس فيه اي تعارض او تعدي على مكان الله عز اسمه

وللتوضيح باسلوب مبسط نقول : ان العالم المادي الذي نعيش فيه محكوم بلزمان والمكان فانا الان في الساعه العاشره مساء والزمان يحمني وامرر فيه وكذلك اجلس في غرفه ولا اعلم مايدور من خلفها لان المكان يحكمني وناتج او فلنقل ولازم الزمان والمكان الحركه فانا وان كنت جالس لكنني في هذا العالم المادي انا متحرك لانني انا امرر في خط سير الزمان الثابت كما سياتي والدليل ان عمري يزداد وان كنت جالس غير متحرك على خلاف العالم المجرد فليس فيه زمان ولا مكان وبلتالي ليس فيه حركه وليس فيه نمو والدليل ان الملائكه لم يخلقهم الله صغار ومن ثم يكبرون ويصبحون كبار لا بل ان الله يخلقهم على هذه الهيئه وعلى هذا السن وايضا نحن حينما نغادر هذا العالم المادي ونذهب الى العالم المجرد ولنقل ندخل الجنه انشاء الله ندخل على هيئة الشباب ونبقى شباب الى ما شاء الله ولا نكبر ولا بقيد ثانيه لماذا لانعدام الزمان والمكان في ذلك العالم وهذا ما اشار عليه الرسول (ص) بان المراءه تدخل الجنه على هيئة شابه والرجل على هيئة شاب

واتمنا ان لايكون قد اخذنا الحديث بعيدا عن صلب الكلام ولكن نحن وصلنا ان الزمان والمكان هو من اساسيات هذا العالم وهذا ما قرره انشتاين بلبعد الرابع واكد انشتاين ان هذا البعد اي بعد الزمان ثابت ولا يتحرك وانما نحن الذي يتحرك ويمرر بخط الزمان الثابت ولكن يتصور الانسان ان الزمان هو الذي يتحرك ويمر به كما في راكب السياره حينما ينظر الى التبليط اي الشارع المعبد يضن ان الشارع هو الذي يسير ويدخل في السياره ولكن الواقع ان الشارع واقف ولا حراك فيه وانما المتحرك هي السياره .....كذلك الزمان متوقف ونحن الذي نمر فيه فنحن الذي يخترق اليوم وليس اليوم يمرر بنا كما نتصور .... بعد ان ادركنا هذه المعلومه الانشتاينيه ناتي فنقول والاصح انشتاين يقول ونحن نبسط قوله ليس الا ......اذا الى هنا عرفنا ان في هذا العالم ابعاد ثلاثه متفق عليها (العرض والطول والارتفاع ) وبعد الزمان الذي تحصلنا عليه من نظرية انشتاين واثبتنا بصوره موجزه .......اذا الان لدينا اربع ابعاد (العرض والطول والارتفاع والزمان )

مربط الفرس :: يقول انشتاين ان الكائنات الحيه متفاوته في امتلاكها لهذه الابعاد فمنها من يملك بعدين فقط ومنها من يملك ثلاث ابعاد ومنها من يملك اربع ابعاد ....فلنمله مثلا تملك بعدين فقط (الطول والعرض ) فانها تتمكن من معرفة ما ياتي في بعد الطول اي ما ياتي من امامها ومعرفة ما ياتي في بعد العرض اي ما ياتي من جانبها ولكنها فاقده لبعد الارتفاع فلا تعلم ما ياتيها من فوقها
اما الانسان فيملك ثلاث ابعاد (الطول والعرض والارتفاع ) فهو يعلم ما ياتي من امامه بواسطة بعد الطول و عارف ماياتي من جانبه بواسطة بعد العرض وعارف ما ياتي من فوقه بواسطة بعد الارنفاع.....
فهنا لو افترضنا ان الانسان نظر الى السماء وهو يملك هذا البعد اي بعد الارتفاع وشاهد ان الغيوم تتجمع وتجمع الغيوم دليل على ان المطر سيتساقط وتحدث الانسان مع النمله الفاقده لبعد الارتفاع اي التي لاتعرف ماذا ياتيها من الاعلى وقال لها يانمله سيقع الماء عليكي فلو مطرت السماء ووقع الماء على النمله هل تعلم ماذا ستقول النمله ستقول النمله ان الانسان عالم (بلغيب) مع العلم لاتدري هذا النمله المسكينه ان الانسان لايعلم الغيب وانما يمتلك بعد هي فاقده له
وهناك من الكائنات تملك البعد الرابع اي تملك القدره على مشاهدت خط الزمان ومعرفة ماذا سيحصل بعد فتره من الزمن وهولاء لو تحدثوا معنا نحن الفاقدين لهذا البعد قطعا سنقول كما قالت النمله للانسان انه عالم بلغيسب سنقول هولاء عالمون بلغيب والحال انهم لايعلمون الغيب وانما لديهم بعد رابع نحن نفقده ليس الا
واعتذر عن عدم مواصلت الحديث لنقطاع التيار الكهرباء عندي واتمنا ان الفكره وصلت

12-02-2007, 11:53 PM
Dr Dana غير متصل
عضوية الشرف
رقم العضوية: 61428
تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 1,976
إعجاب: 79
تلقى 372 إعجاب على 162 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #11  
اكيد فكرتك وصلت
وشكرا لاضافتك وشرحك المبسط
وان شاء الله يستفيد الجميع بالموضوع

13-02-2007, 12:20 AM
أبو يوسف as غير متصل
عضو فعال
رقم العضوية: 61647
تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 70
إعجاب: 0
تلقى 36 إعجاب على 12 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #12  
الف شكر على المجهود


13-02-2007, 12:25 AM
Dr Dana غير متصل
عضوية الشرف
رقم العضوية: 61428
تاريخ التسجيل: Jan 2007
المشاركات: 1,976
إعجاب: 79
تلقى 372 إعجاب على 162 مشاركة
تلقى دعوات الى: 0 موضوع
    #13  
شكرا ابو يوسف على المرور
مع انى مش فاهمه معنى هذه الرموز

 


كل ما تريد معرفته عن نظرية النسبية لاينشتاين

English

Powered by vBulletin® Version
Copyright ©2000 - 2017, Jelsoft Enterprises Ltd.
The owner and operator of the site is not responsible for the availability of, or any content provided.
Topics that are written in the site reflect the opinion of the author.
جميع ما يُطرح من مواضيع ومشاركات تعبر عن رأي كاتبها ولا تعبر عن رأي مالك الموقع أو الإدارة بأي حال من الأحوال.