النظرية النسبية لاينشتاين وفكرة توسع الزمن Time Dilation واختلافه من منظور لاخر ،

كان لها تأثيرات أكبر  جمعها وصاغها في النظرية النسبية العامة في عام 1915 ،

كان اينشتاين قد اكتشف معادلة الطاقة وعلاقتها بالكتلة وسرعة الضوء E=mC2  قبل النسبية العامة ، وبناء على هذه المعادلة ولان سرعة الضوء رقم كبير جدا وثابت في كل وأي منظور ، فان اي كتلة ولو حتى صغيرة جدا عندما تتسارع لسرعة الضوء يصبح لها طاقة كبيرة جدا ، و هذا واضح في الانفجار النووي عندما يتم تحويل كتلة الى طاقة  بحتة .

استنادا الى النسبية الخاصة فانه عندما تتحرك المادة تصبح اثقل ولها كتلة اكبر ، هذه التغييرات تحدث يوميا ولكنها بسيطة جدا لا تلاحظ بالعين ، ولكن يظهر هذا التاثير عند سرعات تقارب سرعة الضوء.

على سبيل المثال ،  فان البروتون الذي يتم تسريعه في مصادم الهدرونات الكبير لتقترب سرعته من سرعة الضوء بدرجة كبيرة جدا ، بحيث انه في هذه الحالة يصبح له كتلة أثقل ب7500 مرة من كتلته في حالة التموضع والثبات.

بوجود هذه العلاقة بين السرعة والكتلة ، فان النظرية النسبية تقول ان سرعة الضوء هي اقصى سرعة ممكنة لحركة جسم ما في الفراغ.

استخدم اينشتاين قوانين لورينتز في تطوير فكرته عن النسبية العامة مستنتجا انه عند حركة منظورين بسرعات قريبة من بعضها فان الاختلاف في الزمن الناتج يكون متجاهلا لشدة صغره عند مقارنته بسرعة الضوء وبالتالي قوانين الفيزياء النيوتونية تكون اعم في وصف الحركة .

ولكن عند وصول فرق السرعة بين المنظورين الى فرق كبير قريب من سرعة الضوء فان قوانين لورينتز تقول ان وقت المنظور الاول يساوي وقت المنظور الاخر ضرب معامل لورينتز.

(1:09:00 )

وبالتالي بالمثل تلاحظ المسافات اقصر ، اي ان المنظور المتحرك يرى الواحد متر الذي في المنظور الثابت أٌصغر مما هو عليه ، والمنظور الثابت يرى الواحد متر الذي في المنظور المتحرك اصغر مما هو عليه .

كل ما سبق يتم في حال كانت السرعة ثابتة ، ولكن في حال ان السرعة تتزايد او تتناقص ، فان اينشتاين وصف الحركة بمصطلحات الكتلة والطاقة والزمان والمكان ، بحيث انه لا يمكن تصور حركة جسم في مكان ما بدون تصوره يتحرك في زمن ما . وكان استنتاجه ان الكتلة تتحرك في الزمان والمكان معا بما يعرف بالزمكان وان الحركة ذات اربعة ابعاد ، الثلاثة المعروفة والتي تمثل المكان بالاضافة الى الزمن ، وانه بمرور جسم بحركة ما في الزمكان فان الزمن يتوسع والمكان ينكمش ، بمعنى انه عند وصول قطار لسرعة الضوء بتسارع معين فان القطار يظهر من منظور اخر بانه ينكمش ويقل طوله لسرعته الكبيرة ، وان الاحداث من منظور المراقب الخارجي تمر بزمن قصير ، من داخل منظور القطار تمر بزمن منتظم طبيعي ، وكأن الثانية خارج القطار  ، هي عدة ثواني داخل القطار.

تمدد الزمن كنتيجة للسرعة الهائلة حقيقي ويتم تطبيقه في الاقمار الصناعية التابعة لانظمة تحديد المواقع ال GPS  ، بحيث ان القمر الصناعي يدور بسرعة حول الارض لدرجة انه يمر وقته بشكل اسرع عن الذي في الارض ب 7 ميكرو ثانية ، لذا فان هذه الاقمار الصناعية مبرمجة بتوقيت يتأخر 7 ميكروثانية ، وانه لولا هذه البرمجة ومع دوران الارض ، فانه بعد 24 ساعة سيحدد القمر المواقع ابعد ب8 كيلومتر عن الموقع المفترض.


المصادر

فيديو محاضرة ليونارد ساسكيند عن النظرية النسبية
توسع الزمن
توسع الزمن ويكيبيديا
النسبية في حياتنا اليومية
الورقة التي نشرها اينشتاين 
استنتاج اينشتاين للنسبية
سرعة الضوء ويكيبيديا
الكتلة في النسبية الخاصة
زيادة الكتلة بزيادة السرعة
الكتلة في السكون وفي الحركة
تسريع البروتون في مصادم الهدرونات الكبير
مصادم الهدرونات الكبير والتسريع
عرض يشرح عمل مصادم الهدرونات الكبير
لماذا لا يوجد سرعة اكبر من سرعة الضوء
فيديو ناسا سرعة الضوء
ما هو الفوتون
قوانين لورينتز
معامل لورينتز
قوانين لورينتز 2
عرض عن النسبية الخاصة واختلاف المسافات باختلاف المنظور
قانون اينشتاين لمجال الجاذبية النسبية العامة
البعد الرابع
الزمكان ويكيبيديا
تمدد الزمن وانكماش المكان في النسبية
نسبية التزامن
فيديو النسبية في الاقمار الصناعية التابعة لتحديد المواقع GPS

اترك تعليقاً

إغلاق القائمة