العودة   منتدى لغة الروح > لغة الفيزياء > الفيزياء الحديثة

إضافة رد
 
أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
#1  
قديم 06-23-2018, 04:44 AM
آدم مصطفى غير متواجد حالياً
لوني المفضل Cadetblue
 رقم العضوية : 1205
 تاريخ التسجيل : Jun 2018
 فترة الأقامة : 488 يوم
 أخر زيارة : 06-24-2018 (02:13 AM)
 المشاركات : 60 [ + ]
 التقييم : 10
 معدل التقييم : آدم مصطفى is on a distinguished road
بيانات اضافيه [ + ]
110315 Imgcache من نيوتن إلى اينشتين .. اصل النسبية العامة لاينشتين






النسبية العامة لم توجد في ليلة وضحاها بل مرت بالعديد من الخطوات قبل ان تأتي ثمارها
منذ حوالي مائة عام وبالتحديد في شهر نوفمبر من العام 1915 عرض العالم البرت اينشتين نظرية جديدة للنسبية العامة. ومن الجدير بالذكر انه هذه النظرية نجحت نجاحا منقطع النظير.

بُنيت النسبية العامة على النسبية الخاصة لاينشتين والتي جاءت بحلول لبعض المعضلات العظيمة في الفيزياء النظرية والتي ظهرت في القرن التاسع عشر.

وحتى اتمكن من توضيح قصدي بوصفها بالنظرية العظيمة ومدى اهميتها، فانه من المهم ان نعود إلى القرن التاسع عشر لنرى كيف لاحظ اينشتين ان كلا من الزمان والمكان غير مطلقين بل انهما تعتمدان على الظروف الفيزيائية.



جمال الثبوتية

في القرن السابع عشر طور العالم اسحاق نيوتن مجموعة من المعادلات التي تصف الخواص الفيزيائية للعالم من حولنا. كانت هذه المعادلات ناجحة جدا في وصف حركة كرة وحركة جسم وحركة الكواكب ايضا.

كما انها تميزت بخاصية جذابة وهي ان كل المراقبين مهما كانت حركتهم بالنسبة لبعضهم البعض فانهم جميعا يتفقون في وصف العالم من حولهم. لذلك الاشخاص المتحركون في اتجاهات مختلفة سوف يرصدون الحدث بنفس الكيفية.

حتى مع انه قد يرصد المراقبين الحدث بشكل مختلف فمثلا يرى شخص الاشياء تتحرك بالنسبة له من اليمين إلى اليسار ويراها شخص اخر تتحرك من اليسار إلى اليمين إلا ان قوانين الفيزياء لجميع المراقبين لها نفس الشكل.

لكن في القرن التاسع عشر بدء العلماء التعرف على حالات لا تخضع ولا تتصرف طبقا لهذه القوانين.

مشكلة مع الكهرومغناطيسية

حظي القرن التاسع عشر بدراسة مكثفة لظاهرة الكهربية والمغناطيسية والضوء. في العام 1865 نشر العالم جيمس كلارك ماكسويل James Clerk Maxwell مجموعة من المعادلات تجمع هذه الظواهر الثلاثة في ظاهرة واحدة هي الظاهرة الكهرومغناطيسية.

مباشرة بعد اكتشاف ماكسويل لاحظ العلماء انه هناك شيء غريب نتج عن هذه المعادلات. وهي التغيرات التي تنتج عن الحركة عندما ننتقل من محاور اسناد إلى اخرى. وعليه فان المراقب الثابت يلاحظ اي حدث فيزيائي بشكل مختلف عن مراقب متحرك.

كل جمال الثابت للمراقبين المختلفين التي تعاملنا معها في حقبة نيوتن تبدو الان غير ثابتة وان هناك محاور اسناد مميزة عن الاخرى عندما نقوم بوصف حدث.

وعليه ظهرت في القرن العشرين معادلات تحويلات رياضية تحافظ على بنية معادلات ماكسويل عندما يكون هناك حركة نسبية بين المراقبين بالنسبة لبعضهم البعض. ومع ان هناك الكثيرون الذين ساهموا في هذه التحويلات الا انها تعرف الان بتحويلات لورنز Lorentz transformation.

تعتبر تحويلات لورنز مختلفة عن التحويلات التقليدية لمحاور الاسناد التي استخدمت في فيزياء نيوتن. في فيزياء نيوتن كان الطول والزمن مطلق وبالتالي طول الجسم في محور اسناد يساوي طول الجسم في محور اسناد اخر. كذلك الفترة الزمنية لحدث في محور اسناد يساوي الفترة الزمنية لنفس الحدث في محور اسناد اخر.

لكن في تحويلات لورنز فان الزمن والطول يتغيران بالاعتماد على محور الاسناد الذي تجرى فيه القياسات.



مبدأ النسبية

هذا جعل اينشتين يتسأل اذا ما كانت بنية معادلات ماكسويل هي عبارة عن خدعة رياضية او انه هناك شيئا اساسيا حولها. لقد تسأل اذا ما كان الزمان والمكان شيئا مطلقا او ان مبدأ الثبوتية في قوانين الفيزياء يجب ان تكون اساسية.

في العام 1905 قرر اينشتين ان الثبوتية في قوانين الفيزياء يجب ان تمتلك اعلى حالة وافترض مبدأ النسبية والتي تنص على ان كل محاور الاسناد متكافئة وان كل قوانين الفيزياء يجب ان يكون لها نفس الشكل في كل محاور الاسناد.

عند دمجها مع النظرية الكهرومغناطيسية فان هذا المبدأ يتطلب تحويلات بين محاور الاسناد لها نفس شكل تحويلات لورنز وهذا يعني ان الزمان والمكان لم يعدا مطلقين وتتغير خواصهم من محور اسناد إلى الاخر.





مشهد تصوري يوضح النسبية الخاصة لاينشتين

ماذا عن الجاذبية؟

في العام 1907 لاحظ اينشتين ان نظريته غير مكتملة. لقد كان مبدأ النسبية متحققا للمراقبين المتحركين بسرعة ثابتة فقط. كما انها ايضا لا تلائم وصف نيوتن للجاذبية.

لم يكن متاحا لاينشتين ان يجري تجاربا في المختبر فانشغل في اجراء تجارب فكرية. لذا اعتبر عدة سيناريوهات مختلفة في رأسه وعالجها خطوة بخطوة.

اثبتت هذه التجارب الفكرية بالنسبة له ان الجاذبية لا تختلف عن التسارع. اي ان الشخص الواقف على الارض يشعر بنفس الجاذبية لشخص يقف في مركبة فضائية تتسارع بمقدار ثابت يساوي عجلة الجاذبية الارضية.

كما اثبت ايضا ان المراقب المتسارع يلاحظ تغير في الخواص الهندسية الاساسية. على سبيل المثال العدد الصحيح n لا يعرف كالنسبة بين محيط الدائرة على قطرها.

لذلك لم يكن كلا من الزمان والمكان قد فقدا قيمتهما المطلقة فحسب بل ايضا الخواص الهندسية نفسها لم تكون مطلقة وقد تكون عرضة للتأثر بالظروف الفيزيائية ايضا.



الطريق إلى النسبية العامة

كل هذه الاسباب اقنعت اينشتين بان هندسة الزمكان والعمليات الفيزيائية التي تحدث في الزمكان مرتبطة مع بعضها البعض وانها تؤثر على بعضها البعض.

كما ان هذا ادى ايضا إلى نتيجة حاسمة وهي: ان ما ندركه ونشعر به كجاذبية هو نتيجة للحركة في الزمكان. وكلما زاد تحدب الزمكان كلما كانت الجاذبية اقوى.




تجربة السقوط الحر للاجسام: في القرن السابع عشر استنتج نيوتن ان الاجسام تسقط لانها تسحب بواسطة جاذبية الارض. فسر اينشتين الامر على نحو مختلف حيث ان هذه الاجسام لا تسقط، بل انها تتحرك بحرية في نسيج محدب من الزمان والمكان، وتحدب نسيج الزمان والمكان نتج بسبب طاقة وكتلة هذه الاجسام.



تطلب الامر من اينشتين ثمانية اعوام لايجاد الغلاقة بين هندسة الزمكان والفيزياء. لم تؤدي المعادلات التي وضعها اينشتين في العام 1915 إلى تفسير مختلف بالكامل للاحداث حولنا بل انها ايضا اعطتنا تفسير للعديد من الظواهر الغامضة والتي حيرت العلماء وكذلك للعديد من الاكتشافات التي ظهرت بعد النسبية: من المدار الغريب لكوكب عطارد إلى انحراف اشعة الضوء تحت تأثير جاذبية الشمس وحتى التنبؤ بوجود الثقوب السوداء وتمدد الكون.

لقد كان طريقا مليئا بالمطبات بين فيزياء نيوتن وحتى النظرية النسبية الخاصة ومن ثم النسبية العامة. لكن كل خطوة كانت مدفوعة برؤية اينشتين والتي اعطت في النهاية صورة للكون الذي نعرفه اليوم.


المصدر : موقع الفيزياء التعليمي

ساعد في نشر والارتقاء بنا عبر مشاركة رأيك في الفيس بوك





رد مع اقتباس
إضافة رد

مواقع النشر (المفضلة)

الكلمات الدلالية (Tags)
لاينشتين, العامة, النسبية, اينشتين, نيوتن

أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

BB code is متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

الانتقال السريع

Facebook Comments by: ABDU_GO - شركة الإبداع الرقمية

الساعة الآن 11:29 PM.


Powered by vbulletin
Copyright ©2000 - 2019.


HêĽм √ 3.1 BY: ! ωαнαм ! © 2010

أن المنتدى غير مسئول عما يطرح فيه أفكار وهي تعبر عن آراء كاتبها

هذا الموقع يستعمل منتجات MARCO1

جميع الحقوق محفوظة لموقع لغة الروح |تصميم المتحدة لخدمات الانترنت