نظرية النسبية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
مواضيع في نظرية النسبية
نظريات النسبية

نظرية النسبية الخاصة | نظرية النسبية العامة

الأطر المرجعية

إطار مرجعي عطالي | إطار مرجعي غير عطالي | إطار مرجعي متسارع | إطار مرجعي دوراني

نظرية النسبية الخاصة

نظرية النسبية للمبتدئين | مسلمات النظرية النسبية | نتائج النسبية الخاصة | حدود النسبية الخاصة | تاريخ النسبية الخاصة | جبر الفضاء الفيزيائي | إشعاع شيرنكوف | فرضية الساعة | ط=ك.س² E=mc² | علاقة طاقة-عزم | نظرية النسبية لدوبلي | نظرية الإصدار | سرعة الضوء | إبطاء الزمن | تقلص الأطوال | إبطاء الزمن و تقلص الأطوال | مفارقة التوأم | معادلة كلاين-غوردون

نظرية النسبية العامة

تاريخ النسبية العامة | الأسس النيوتنية للنسبية العامة | أسس النسبية العامة | حل المعادلات الجيوديسية | تصنيف الحقول الكهرومغناطيسية | فرضية الرقابة الكونية | الثابت الكوني | نظرية التبدل الكوني | مبدأ التكافؤ | معادلات فريدمان | معادلة حقل أينشتاين | المبدأ العام للنسبية | ثقالة | إشعاع ثقالي | فرضية الإنحناء الويلي | ثقب أسود

أسس رياضية

تحويلات لورينتز, تناظر لورينتز, فضاء مينكوفسكي


النسبية أو النظرية النسبية (بالإنجليزية: the theory of relativity)، من أشهر نظريات الفيزياء الحديثة، تم تطويرها من قبل ألبرت أينشتاين في بدايات القرن العشرين. توجد نظريتان للنسبية، الأولى هي النسبية الخاصة والثانية هي النسبية العامة، كلاهما تعتمدان على مبدأ النسبية الذي وضعه جاليليو جاليلي في عام 1636م [1].

مصطلح "theory of relativity" أو "نظرية نسبية" تم استناده من تعبير "relative theory" ( بالألمانية: Relativtheorie ) واستخدم من قبل ماكس بلانك عام 1906، بلانك الذي أكد على أن النظرية استخدمت مبدأ النسبية. في قسم النقاش على نفس الورقة ألفريد بوخر استخدم للمرة الأولى تعبير theory of relativity (بالألمانيةRelativitätstheorie) [2][3]

أهمية النظرية والتغيرات التي احدثتها[عدل]

E=mc^2

النظرية النسبية غيّرت الكثير من المفاهيم بما يتعلق بالمصطلحات الاساسية في الفيزياء: المكان والزمان والكتلة والطاقة. حيث احدثت نقلة نوعية في الفيزياء النظرية والفلك في القرن العشرين. عند نشرها لأول مرة، عدلت الأسس النظرية لميكانيكا نيوتن التي كانت قائمة منذ 200 عام.

لقد قامت نظرية النسبية بتحويل مفهوم الحركة لنيوتن، حيث نصت أن كل الحركة نسبية. ومفهوم الزمن تغير من كونه مطلق ويسير إلى الأمام دائماً، إلى كونه نسبي وجعله بُعْدْ رابع يدمج مع الأبعاد الثلاثة المكانية. وجعلت الزمان والمكان شيئاً موحداً بعد أن كان يتم التعامل معهما كشيئين مختلفين. وجعلت مفهوم الزمن يتوقف على سرعة الأجسام، وأصبح تقلص وتمدد الزمن مفهوماً أساسياً لفهم الكون. وبذلك تغيرت كل الفيزياء الكلاسيكية حسب مفهوم نيوتن.

وأدت مفاهيم النظرية النسبية إلى ظهور علوم جديدة كلياً مثل: الفيزياء الفلكية وعلم الكون. بالإضافة لإستخدامها في تطبيقات حياتية كنظام الملاحة العالمي GPS.

النظرية النسبية الخاصة[عدل]

النسبية الخاصة التي نشرها أينشتاين عام 1905م، جاءت للإجابة على صعوبات في خواص سرعة الضوء. نتائج تجربة ميكلسون ومورلي، التي تم فيها فحص انتشار الضوء في اتجاهات مختلفة، ناقضت قانون السرعة النسبية. حيث قانون السرعة النسبية يعتبر أنه لو كانت سيارة تسير بسرعة 99% من سرعة الضوء، فعلى أضواء السيارة أن تكون سرعتها ضعف سرعة الضوء.

تفسير النظرية النسبية لهذا التناقض بأن سرعة الضوء ثابتة بلا علاقة بالسرعة النسبية. يرمز لسرعة الضوء بالحرف C (سرعة الضوء بالفراغ وقيمتها هو 299,792,458 متر في الثانية).

هذا الافتراض بأن سرعة الضوء ثابتة، يظهر فرضيتان أساسيتان، بموجبهما يتم قياس سرعة الجسم المتحرك:

1. تباطؤ الزمن

 \Delta t' = \gamma  \Delta t = \frac{\Delta t}{\sqrt{1-v^2/c^2}} \,
حيث
 \Delta t' فرق الزمن النسبي.
 \Delta t فرق الزمن عند السكون.

2. تقلص الأطوال

L' = \frac{L}{\gamma} = L \, \sqrt{1-v^2/c^2}

حيث

L هو طول الجسم في حالة السكون.
L' هو الطول الظاهر للراصد.
 v \, هي السرعة النسبية بين الراصد والجسم المتحرك.
 c \, هي سرعة الضوء.

بحيث ان \gamma (جاما) هو رمز معامل لورنتز ويساوي:

\gamma \equiv \frac{1}{\sqrt{1-v^2/c^2}} \

أو

\gamma \equiv \frac{c}{\sqrt{c^2 - v^2}} = \frac{1}{\sqrt{1 - \beta^2}}
\beta = \frac{v}{c} مقسوم السرعة النسبية على سرعة الضوء,
v السرعة النسبية
c هي سرعة الضوء الساقط.

النظرية بين الثنائية[عدل]

نظرية النسبية كانت تمثيلاً لأكثر من نظرية فيزيائية جديدة. يوجد بعض التفسيرات لهذا.

أولًا : النسبية الخاصة نشرت في عام 1905 والصورة العامة للنسبية نشرت في عام 1906.

ثانيًا : النسبية الخاصة تطبق على الجسيمات الأولية وتفاعلاتها، في حين تطبق نظرية النسبية العامة على العالم الكوني والفيزياء الفلكية، بما في ذلك علم الفلك [4].

ثالثًا : النسبية الخاصة تم قبولها في المجتمع الفيزيائى في عام 1920. هذه النظرية أصبحت سريعًا أداة ضرورية وهامة للمنظرين وللتجريبيين في المجالات الجديدة : الفيزياء الذرية والفيزياء النووية وميكانيكا الكم. وفي المقابل ، النسبية العامة لم تبدُ ذات أهمية كبيرة. لقد ظهر أن هناك القليل من الانطباق للتجريبيين لأن معظم التطبيقات كانت للجداول الفلكية. لقد بدت محدودة لعمل تصحيحات طفيفة فقط لتنبؤات نظرية الجاذبية لنيوتن. وكانت آثارها غير واضحة حتى عام 1930.

أخيرًا : رياضيات النسبية العامة كانت تبدو معقدة صعبة الفهم. بناء على ذلك ، كان يعتقد أن عددًا قليلًا من الناس في العالم في هذا الوقت يمكنهم فهم النظرية بالتفصيل ، ثم في حوالى عام 1960 حدث شيء حاسم في عودة الاهتمام الذي أدى إلى جعل النسبية العامة هي مركز الفيزياء والنسبية. تقنيات رياضية جديدة مطبقه لدراسة النسبية العامة بسطت العمليات الحسابية بشكل كبير. ومن هذا ، تم عزل ملحوظة المفاهيم الفيزيائية من التعقيد الرياضى. وأيضًا ، اكتشاف الظواهر الفلكية الغريبة التي كانت ذات صله بشكل حاسم بالنسبية العامة ، ساعدت على تحفيز تلك العودة. الظواهر الفلكية تضمنت أشباه النجوم والنجوم النابضة واكتشاف مرشحين أول ثقب أسود.

انظر أيضا[عدل]

مصادر[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/Galilean+Principle+of+Relativity
  2. ^ Planck, Max (1906)، "Die Kaufmannschen Messungen der Ablenkbarkeit der β-Strahlen in ihrer Bedeutung für die Dynamik der Elektronen (The Measurements of Kaufmann on the Deflectability of β-Rays in their Importance for the Dynamics of the Electrons)"، Physikalische Zeitschrift 7: 753–761 
  3. ^ Miller, Arthur I. (1981)، Albert Einstein's special theory of relativity. Emergence (1905) and early interpretation (1905–1911)، Reading: Addison–Wesley، ISBN 0-201-04679-2 
  4. ^ https://en.wikisource.org/wiki/Motion_of_the_Solar_System_through_the_Luminiferous_Ether

مصادر خارجية[عدل]