النظرية النسبية لأينشتاين

سلم الفيزياء الزمنيّ

إن مفردة 'فيزياء' مشتقة لغوياً من الكلمة اليونانية القديمة " فيزيكا physika " و تعني العلم الذي يهتم بدراسة الأمور الطبيعية .

حيث كان اليونانيون القدامى ، من أوائل الرواد في هذا المجال . و مما لا شك فيه ، أن مختلف العلماء على مدى التاريخ قد بذلوا جهوداً مضنية خلال مسيرة دراستهم لمكونات الكون و نظامه .

ولكن ، و مع أن علوم الفيزياء الحديثة ( و التي تنبثق النظرية النسبية منها أساساً ) قد لعبت دوراً محورياً في تغيير التصور البشري عن أمور عدة ، إلا أنها لم تكن فعلياً من أوائل الدراسات في علوم الفيزياء ، إذ أنه قبيل قدومها ، وعلى مدى عشرات السنون ، كانت الفيزياء الكلاسيكية هي العلم السائد الوحيد ، و الذي تمّ نَظمُ أسسه على أيدي جهابذةٍ من العلماء ، من مثل ( نيوتن ، ماكسويل ، و جاليليو ) ، و الذي ظل بدوره قائماً قرابة المائتي عام ، و ظلت الفيزياء الكلاسيكية كافية تماما ً حينها .

إلا أن الفيزياء الكلاسيكية ، و على الرغم من قوة مزاعمها ، أظهرت عجزها الواضح في تفسير الكثير من الظواهر و الإجابة على الكثير من التساؤلات ، حتى قام العالم آينشتاين بتأسيس علم الفيزياء الحديثة Modern physics .

نبذة عن العالم آينشتاين

آينشتاين ( أو آلبرت آينشتاين Albert Einstein ) ( 1955 - 1879 ) هو عالم فيزياء نظرية ألماني . يعتبر آينشتاين مؤسس علم الفيزياء الحديثة ، و الذي أجاب من خلاله على الكثير من التساؤلات المعاصرة ، و أزال الضبابية عن الكثير من الأمور المبهمة .

حاز في عام 1921 على جائزة نوبل في الفيزياء ، و ذلك عن ورقة بحثية عن التأثير الكهروضوئي photoelectric effect .

النظرية النسبية the theory of relativity

نسبيّة أو نسبيّ في معاجم اللغة مشتقة من الجذر ( نَسَبَ ) ، و هو الشيء المقيّد بغيره المرتبط به ، و عكس ذلك الشيء المطلق.

و بالرجوع إلى النظرية النسبيّة ، فهي واحدة من أهم و أشهر النظريات في علم الفيزياء ككل ، و في علم الفيزياء الحديثة بشكل خاص ، و تبحث موضوعات مشابهة لتلك التي تتباحثها الفيزياء العادية ، كالحركة و السرعة و الكتلة و الجاذبية و التسارع ، و لكن من زاوية أخرى و من وجهة نظر مختلفة ، و قد لاقت هذه النظرية استحسان الكثير من العلماء فيما بعد .

تتجزّئ هذه النظرية بشكل أساسي إلى جزئين ، أحدهما ينظر إلى الأمور من نطاق أوسع من الآخر ، ألا و هما : النسبية الخاصة و النسبية العامة .

و على الرغم من أن آينشتاين قد قام بنشر النظرية النسبية الخاصة أولاً ، إلا أنها اعتُبرت لاحقاً حالة خاصة من النظرية النسبية العامة ككل .

و يمكننا القول بناءا على محتوى النظرية أنها تحتوي مُجمل الفكرة التي تفسر القوانين الفيزيائية ذاتها ، ولكن في عموم الكون .

النظرية النسبية الخاصة

قام آينشتاين بطرح النظرية النسبية الخاصة أولا ً ، لتكون أساساً راسخاً و حجرَ أساس لمنظومة الفيزياء الحديثة و التي تعتبر بدورها نقطة تحول جوهرية ، لتتبدد من خلالها العديد من التساؤلات ، خاصةً فيما يتعلق بكوضوع حركة الأرض النسبية بالنسبة للوسط الأثيري Ether الذي يملأ فراغ الكون .

و تقوم هذه النظرية بصورة أساسية على مسلمتين رئيسيتين :

• جميع القوانين الفيزيائية تبقى ذاتها في جميع الأطر المرجعية المحددة بالقصور الذاتي .

• الضوء ينتشر بسرعة ثابتة في الفراغ .

وافق آينشتاين من خلال هذه الورقة البحثية بين معادلات ماكسويل في الفيزياء الكهرومغناطيسية و بين حركة الالكترونات ، و التي تقارب سرعتها سرعة الضوء ، ليتوصل أخيرا ً إلى ما يُعرف بتحويلات لورنتز Lorentz transformations و التي تُعطي نتائج مشابهة للنتائج الكلاسيكية ، ولكن عند سرعات كبيرة جداً .

النظرية النسبية العامة

بُعيدَ النظرية النسبية الخاصة، و بعد أن لاقى منطقها تأييد ثلّةٍ من العلماء ، لجئ العالم آينشتاين للنسبية العامة ، و بعدَ أن ثَبُتَ وجوب تطوير النظرية لتحوي إسهامات متعلقة بالجاذبية و أمور أخرى ، فقدوم النسبية العامة كان بسبب قصور في أركان النسبية الخاصة و ليس بسبب خلل فيها.