موضوع عن نظرية اينشتاين في سرعة الضوء
أثرت نظرية اينشتاين المتعلقة بالنظرية النسبية في إحداث تغيرات في العلوم الفيزيائية كالكتلة والزمان، فضلًا عن إحداث التطور الكبير في علم الفيزياء والعلوم الفلكية، وفي هذا الموضوع سوف نتحدث عن النظرية النسبية وأهميتها، وسوف نذكر فرضياتها، ونتائجها.
موضوع عن نظرية اينشتاين في سرعة الضوء
العالم اينشتاين
تمكن العالم صاحب الجنسية الألمانية ” ألبرت اينشتاين ” – المعروف باسم Albert Einstein- من اكتشاف النظرية النسبية.
العالم اينشتاين تمكن من الحصول على الجنسية المزدوجة من سويسرا وأمريكا، كما أنه معتنق للدين اليهودي، وولد في 14\3\1879 ميلاديًا.
اينشتاين يُعرف بأبو النسبية بسبب اكتشافه النظرية النسبية، وتمكن من إحداث تغيير كبير بالمجريات الفيزيائية النظرية، فقان بوضع النظرية النسبية بشقيها العامة والخاص.
حصل اينشتاين على جائزة نوبل في العلوم الفيزيائية عام 1921 ميلاديًا، بعد تقديمه البحث الذي قام بتأليفه من 300 ورقة، وتحدث في هذا البحث عن التأثيرات الكهروضوئية، كما قام بتقديم بحث يتحدث فيه عن المادة والميكانيكا الكم وتكافؤهم.
قدم اينشتاين للبشرية إنجازاته العظيمة كاكتشاف موجة الجذب غير المرئية، ووضع ما يُعرف بالحركة البراونية، كما اكتشف ما يُعرف بنظرية التوحيد الكبرى، والمعادلات الخاصة بالمجال لأينشتاين.
وحصل على جوائز عديدة بسبب اكتشافاته كجائزة ماكس لانك، وتم ادراج أسم أينشتاين ضمن أسماء أهم 100 فرد في العالم بالقرن الـ20، كما حصل على وسام كوبلاي.
توفى عالم الفيزياء اينشتاين في 18\4\1995 ميلاديًا بعدما قدم العديد من الإنجازات المرتبطة بالاكتشافات والعلم التي كان لها التأثير الكبير على العالم أجمع، وبالجدير ذكره أنه تم حرق جثمانه بمدينة ترنتون بنيوجرسي.
النظرية النسبية
النظرية النسبية هي نظرية للعالم ” اينشتاين “، والذي شارك فيها العالم ” هنري بوانكاريه ” صاحب الجنسية الفرنسية، وهي من أهم نظريات علم الفيزياء على الإطلاق، وذلك بسبب دورها الكبير في أحداث تغييرات بالمفاهيم الفيزيائية المختلفة.
وقد تم نشر أبحاثه العلمية التي تتعلق بالنظرية عام 1905م، وهي الأبحاث تُعرف بالنسبية الخاصة، وكانت بمثابة الإجابة على أسئلة الكثيرين حول تصرفات الضوء وخواصه، وما يتعلق بنتائج تجربة ميكلسون ومورلي الخاصة بالضوء.
عملت التجربة على فحص الضوء وانتشاره في جميع مساراته المختلفة، وكانت النتائج متناقضة مع القوانين الخاصة بالسرعة المتعارف عليها.
أهمية النظرية النسبية لاينشتاين
تتعدد مهام النظرية النسبية ومميزاتها، وتتمثل أهمية النظرية النسبية في النقاط التالية:
- أحدثت النظرية النسبية تغييرات عديدة على مفاهيم متعلقة بالعلوم الفيزيائية المرتبطة بالكتلة والزمان والطاقة والمكان.
- أحدثت النظرية النسبية تطورات عديدة في العلوم الفيزيائية والفلكية.
- عدلت كثيرًا على المعايير النظرية الخاصة بالنظرية الميكانيكية لإسحاق نيوتن.
- غيرت مفاهيم الحركة، والعديد من النصوص النظرية للحركة النسبية.
- ساعدت على ظهور الكثير من الفروع العلمية المختلفة كالفيزياء الفلكية وعلم الكون.
أمثلة على النظرية النسبية للعالم اينشتاين
نفترض أن هناك فرد يشاهد التلفزيون، سوف يظن هذا الفرد أنه ثابت هو والتلفزيون، وهذا الظن صائب من وجهة نظر المكان المتواجد به، لكن يكون خطأ من وجهة نظر الكون.
فالفرد يتحرك هو والتلفزيون نتيجة لبعض الحركات المحددة كدوران الكرة الأرضية حول الشمس، دوران الكرة الأرضية حول نفسها، وتحرك النظام الشمسي بمجرة درب التبانة، وتحرك المجرة بالكون.
مثال أخر؛ عند ولادة طفلين توأم بنفس الوقت، ولكن طفل منهم ظل على الكرة الأرضية، وطفل أخر قام بمغادرة الكرة الأرضية بالسرعة الضوئية مدة عام ثم رجع بنفس سرعة الضوء مرة أخرى للكرة الأرضية.
سوف يلاحظ الطفل الذي رجع للأرض أن أخاه يبلغ من العمر 50 عام في حين أن عمره هو 2 سنة فقط، وذلك نتيجة للتمدد الزمني للطفل الذي سافر بسبب سرعة الضوء التي استخدمها في تحركه.
أنواع النظرية النسبية
يوجد نوعين من النظرية النسبية حدد نوعين للنظرية النسبية، وهم:
- النظرية النسبية الخاصة
نشر العالم اينشتاين عام 1905 ميلاديًا نوع حديث من النظرية النسبية وهي المعروفة بالنسبية الخاصة، وكان ذلك بهدف وضع الحلول للمواقف التي تأثرت بصعوبة سرعة الضوء وخواصه.
وعملت النظرية النسبية الخاصة على تفسير التناقضات التي وجدتها ما يُعرف بتجربة ميلكسون ومورلي المتعلقة بكل من سرعة الضوء وانتشاره.
- النظرية بين الثنائية
عملت النظرية النسبية لتمثيل بعض نظريات علم الفيزياء الحديثة، وذلك بسبب:
فرق الوقت بين شق النظرية الخاصة والعالم هو سنة واحدة فقط، فقد نُشرت النظرية النسبية الخاصة عام 1905 ميلاديًا، ثم تم نشر النظرية النسبية العامة عام 1906 ميلاديًا.
النظرية النسبية الخاصة عملت على تطبيق الأبعاد الخاصة بها على تفاعلات الجسيم الأولي وجميع ما يتعلق به، أما النظرية النسبية العامة فركزت على الكون والفلك الفيزيائي.
لم تحظى النظرية النسبية العامة على أهمية كبيرة مثلما حظيت النظرية النسبية الخاصة على قبول واسع بالمجتمع الفيزيائي عام 1920 ميلاديًا.
نتائج النظرية النسبية
فسرت النظرية النسبية العديد من الظواهر والفرضيات المختلفة وفهمها بشكل جيد، فمن خلال هذه النظرية تمكن العلماء من فهم التفاعلات التي تحدث بالجسيمات وطبيعتها.
مما ساعد على تطوير الكثير من العلوم كالعلم النووي بكافة أشكاله، والذي تزايد الاهتمام به بعد اكتشاف أينشتاين للنظرية النسبية.
كما عملت النظرية النسبية على تفسير السلوكيات الخاصة بالجزيئات بالتفاعلات النووية، وعملت على إظهار الخواص والصفات الخاصة بها، كما قامت بتفسير الكثير من ظواهر الكون والفضاء كالموجات التابعة للجاذبية، وما يُعرف بالثقوب السوداء بالفضاء.
النظرية النسبية عمومًا كانت تشمل نظريات فيزيائية عديدة كالنظرية النسبية الخاصة والتي تم نشرها عام 1905م، والتي كانت مهتمة بتفاعلات الجزيئات الصغيرة وقيمها، والتي اُستخدمت بواسطة علماء الفيزياء الدارسين للذرة وللفيزياء النووية وللميكانيكا الكم.
أما النظرية النسبية العالم والتي تم نشرها عام 1906 فهي كانت مهتمة بالحركة الخاصة بالأجرام الكونية، وقيم الفلك الكبيرة.
فرضيات النظرية النسبية
هناك فرضيات تعتمد على النظرية النسبية الخاصة، وهي بمثابة العمود الفقري للنظري، وتتمثل هذه الفرضيات في النقاط التالية:
- ثبات سرعة الضوء
نجحت النظرية النسبية في إثبات أن سرعة الضوء تتسم بالثبات مهما كان مصدر ومكان هذا الضوء، وهو لا يحتاج للأوساط الناقلة حتى ينتقل من نقطة لأخرى كما يحدث في الأمواج الصوتية.
- الزمن هو البعد رقم أربعة
العالم اينشتاين هو أول من قام بوضع الزمن في البعد رقم أربعة بعد طول المادة وعرضها وارتفاعها، وقام بإدخال الزمن بجميع تقديراته.
- نفي وجود الأثير
الأثير هو الأشياء الموجودة بالكون ولا حدود لها، وكان يظن العلماء في وجودها، ولكن اينشتاين نفى وجود الأثير، حيث قال أنه لا يتواجد إلا المكان والسرعة النسبية فقط.
تضارب قوانين نيوتن مع النسبية
كان اينشتاين يقضي معظم أوقاته في دراسة الفيزياء الخاصة بنيوتن، واستطاع اكتشاف خطأ في تعريف الزمن والمكان عند نيوتن، فعلى حسب القوانين الخاصة لنيوتن من الممكن معرفة سرعة الضوء.
لكن عند اينشتاين فإن الوصول إلى سرعة الضوء من المستحيلات، وذلك بسبب الافتقار للطاقة اللانهائية التي تساعد على الوصول إلى هذه السرعة، وهذه الطاقة الخاصة بالكون تتسم بالمحدودية.
واتفق العالم أسحاق نيوتن والعالم كولوم على القوانين الحركية والخاصة بالشحنات، حيث قال نيوتن أنه لا توجد أجسام تتحرك من تلقاء نفسها إلا إذا وجدت قوة تعمل على تحريكه.
ولكن النظرية التي قام نيوتن بوضعها لا تنطبق على يمكن تطبيقها على النجوم، فهي تتواجد بالفراغ وتقوم بالتحرك بدون تأثير أي قوة عليها.
رد مع اقتباس
