ألبرت أينشتاين.. و النظرية النسبية الخاصة والعامة

نظرية النسبية الخاصة والعامة .. ألبرت أينشتاين مؤلف نظرية النسبية الخاصة ونظرية النسبية العامة ، استطاع من خلالها شرح الظواهر الفيزيائية العلمية التي فشلت النظريات الفيزيائية الكلاسيكية في إيجاد تفسير لها.

حلت النسبية الخاصة مشكلة موجات الضوء لأنها تتعارض مع نظرية نيوتن للمكان والزمان ، وحل العام مشكلة قوانين نيوتن للجاذبية.

نظرية النسبية

نظرية النسبية الخاصة هي الحل الأكثر دقة لوصف الحركة بأي سرعة طالما أن تأثير قوى الجاذبية صغير نسبيًا. ومع ذلك ، تظل نظرية نيوتن صحيحة في وصف الحركات ذات السرعات الأصغر مقارنة بسرعة الضوء.

نظرية النسبية .. طرح أينشتاين هذه النظرية في السادس والعشرين من سبتمبر عام 1905 تحت عنوان (الديناميات الكهربائية للأجسام المتحركة) ، حيث تناول مفهوم (المكان والزمان والطاقة والكتلة). ). في عالم الفيزياء ، يوجد مصطلح (مبدأ النسبية) أو (مبدأ جاليليو جاليلي) ، والذي ينص على أن "القوانين الطبيعية يجب أن تظهر لجميع المراقبين بنفس الخصائص" بشرط عدم وجود حركة مقيدة تميز مراقب واحد عن آخر.

مبدأ النسبية هذا له أهمية كبيرة في دراسة الفيزياء الكلاسيكية (قوانين نيوتن للحركة). أما بالنسبة لنظرية النسبية الخاصة لأينشتاين ، فهي تنطبق على الحركة المستقيمة المنتظمة ، ومن ثم يمكن تعميمها في إطار النسبية العامة.

تعتبر نظرية النسبية أشهر نظرية في الفيزياء الحديثة ، وهما في الواقع نظريتان ، الأولى هي نظرية النسبية الخاصة والثانية النسبية العامة ، وكلاهما نشرهما أينشتاين عام 1905. 1906) على التوالي.

استطاعت النسبية الخاصة الرد على صعوبات خصائص موجات الضوء من خلال شرح نتائج تجربة الكيميائيين الأمريكيين (إدوارد مورلي) والفيزيائي (ألبرت ميكلسون) التي أجروها لاختبار انتشار الضوء ، حيث أظهرت ذلك لا تحتاج الموجات الضوئية إلى وسيط يتم نقلها فيه على عكس الموجات العادية الأخرى مثل الموجات الصوتية التي تحتاج إلى وسيط ينتقل فيه مثل الماء أو الهواء أو المعدن.

وعارضت مبدأ السرعة النسبية ، حيث يجب أن تكون سرعة أضواء السيارة التي تسافر بنسبة 99٪ من سرعة الضوء ضعف سرعة الضوء في الفضاء الحر ، حيث تناقضت نظرية النسبية لأينشتاين مع استنتاجات العالم إسحاق نيوتن. كل.

مفهوم الزمان والمكان أو الزمكان ونظرية النسبية

الزمان المكاني هو الزمان المكاني أو باختصار (الزمكان) ، وهو نتيجة مزيج من مفهومي المكان والزمان في فضاء رباعي الأبعاد ، والأبعاد الثلاثة المعروفة (ليغ ، وعرض ، وارتفاع) بالإضافة إلى إلى البعد الزمني (الوقت) الذي يمثل البعد الرابع في الفضاء الكوني.

كان الاعتقاد سائدًا حتى بداية القرن الماضي (القرن العشرين) بأن هندسة الفضاء تعتمد على هذه الأبعاد الثلاثة المعروفة ، لكن أينشتاين ، عن طريق نظرية النسبية ، كان قادرًا على إثبات أن القوانين الفيزيائية لا تتغير في جميع الأطر غير المتسارعة ، أي الجمل ذات القصور الذاتي (القصور الذاتي) ، وأن سرعة الضوء في الفضاء ثابتة لجميع المراقبين ، وأن سرعة الضوء في الفراغ تساوي (299،792،458 متر جنوبًا).-1(متر في الثانية) ، وبما أن الافتراض يقول أن سرعة الضوء ثابتة ، فإن هذا يؤدي إلى نتيجتين ، وهما:

أولاً ، الوقت يتباطأ.

إبطاء الوقت

التباطؤ بموجب القانون

التباطؤ بموجب القانون

حيث (delta t) هو فارق التوقيت.

(دلتا تي، ) هو فارق التوقيت النسبي.

أطوال الانكماش الثانية

أطوال متقلصة

حيث (L) هو طول الجسم في الحالة الساكنة.

،الطول الظاهر للمراقب.

(ت) هي السرعة النسبية بين الجسم المتحرك والمراقب.

(ج) هي السرعة النسبية للضوء.

(جاما) هو ثابت معامل لورنتز ويساوي:

(جاما) هو ثابت معامل لورنتز ويساوي:

علاقة الطاقة بالكتلة والسرعة

علاقة الطاقة بالكتلة والسرعة

نتيجة ضرب الكتلة (م) في القيمة التربيعية لسرعة الضوء (ج) تساوي الطاقة (هـ) ، أي أن:

ه = مك2

تمثل هذه المعادلة إحدى أهم نتائج النسبية الخاصة ، حيث ساهمت المعادلة في اكتشاف الطاقة النووية.

نظرية النسبية بين الثنائية

تعتبر نظرية النسبية تمثيلًا لأكثر من نظرية فيزيائية في الواقع ، حيث توجد عدة تفسيرات منها:

  • يمكن تطبيق النسبية الخاصة على الجسيمات الأولية ، بينما يمكن تطبيق النسبية العامة عليها في الفيزياء الفلكية.
  • تم قبول النسبية الخاصة من قبل المجتمع الفيزيائي في عام 1920 وكانت أكثر من ضرورية لدراسة العلوم الجديدة (مثل الفيزياء الذرية ، فيزياء الطاقة النووية ، وميكانيكا الكم).
  • بدت رياضيات النسبية العامة صعبة للغاية ، مما أدى إلى عدم فهم النظرية لكثير من الناس ، حتى جاء عام 1960 عندما تم العثور على تطبيقات رياضية حديثة جعلت العمليات الحسابية للنسبية العامة أبسط.

النظرية العامة للنسبية ومبدأ التكافؤ

نظرية النسبية ومبدأ التكافؤ

عمل أينشتاين على تطوير هذه النظرية في عام 1907 ووفقًا لهذه النظرية ، فإن استقطاب الجاذبية بين كتلتين نتج عن انحناء في نسيج الزمكان ، وكانت النسبية العامة أساس الفيزياء الحديثة وأساس فهمنا لحقيقة الثقوب السوداء. في الفضاء الكوني واستقطاب قوة الجاذبية حتى لا يتمكن الضوء من الهروب منها.

الأمواج الثقافية

موجات الجاذبية هي حركات موجية تؤدي إلى الانحناء (الزمكان) ، القادرة على نقل الطاقة على شكل (إشعاع الجاذبية) ، وفي الملاحظة الأولى لموجات الجاذبية في الكون ، مجموعة من نجمين نيوترونيين (نيوترون ستار) تم الكشف عن الدوران حول بعضهم البعض ، ولوحظ التلاشي في وقت دورانهم ، والذي تم تفسيره من خلال إشعاع موجات الجاذبية ، كما تم تأكيد تنبؤات أينشتاين عندما لاحظ الباحثون في مرصد Lego ونشروا صورًا لموجات الجاذبية المكتشفة من الأرض في عام 2015 ، أي بعد مائة عام من تنبؤ أينشتاين من خلال نظرية النسبية العامة.

الثقوب الكئيبة

الثقوب الدودية

عمل أينشتاين مع العالم (ناثان روزين) على دراسة وجود ثقب دودي يسمى (جسر آينشتاين- روزن) كحل لمعادلات الجاذبية نتيجة معادلات نظرية النسبية العامة ، لتكوين الجسيمات الأولية وتشكلت من هذه المحاليل (Showers Shild Matrix) (Matrix) لتشكيل الجسر بين بقعتين.

الأحداث الماضية واللاحقة

إذا كان لدينا قطار في المحطة وكان هناك راكب (مراقب) في المحطة ، راكب ينتظر قطار خارجي (مراقب) ، وأبواب القطار معيبة ، ويرى الراكب في القطار أن الباب الأمامي يفتح لمدة (15) ثانية بينما الراكب المنتظر سيرى الباب مفتوحا لمدة (25) والثاني حسب نسبية التزامن أي أنه من الممكن في أحد المختبرات مشاهدة حدث سابق ل آخرون ومراقب آخر في مختبر آخر يراه لاحقًا للآخرين ، وبالتالي فإن نسبية الأسبقية والخلافة هي أحد الحدود التي لا يمكن أن يولدها الابن قبل والدته.

إذا لاحظ الإنسان الشمس مع بقعة ضوء على الشمس ، فإنه يراها بعد ثماني دقائق ، أي أن الرؤية تحدث بعد الانتهاء من العمل ، أي بعد ظهورها على الشمس ، يوضح مبدأ النسبية. ملاحظة ثلاث علاقات زمنية للحدث تسبق وتلي وليست سابقة ولا تالية وتعتمد على الموقع المختبر الذي نراقب الحدث منه.

الفعل الكهروضوئي

الفعل الكهروضوئي أو الظاهرة الكهروضوئية هو انبعاث الإلكترونات من الأجسام السائلة أو الصلبة أو الغازية عن طريق امتصاص الطاقة الضوئية. استطاع أينشتاين إثبات هذه الظاهرة بوضوح من خلال تأثير النظرية العامة للنسبية التي أهلته للفوز بجائزة (نوبل) عن تفسير هذه الظاهرة الكهروضوئية عام 1921.

الخصائص الفيزيائية للفوتون

الفوتون هو جزء من بنية الذرة وليس له كتلة ، وخالي من الشحنة الكهربائية ، ولا يتلاشى في الفضاء (حر) ، والعلاقة بين زخم الفوتون والطاقة تعطى بالمعادلة:

E = الكمبيوتر الشخصي

حيث E هي الطاقة ، P هي شعاع من زخم الحركة ، C هي سرعة الضوء ، بالنظر إلى أن نظرية النسبية كانت سبب تطور هذه العلوم الفيزيائية الحديثة.

من هو أينشتاين (ألبرت أينشتاين)

أينشتاين هي نظرية النسبية

إنه ألبرت أينشتاين ، عالم فيزياء يهودي من أصل ألماني ، لكنه تخلى لاحقًا عن الجنسية الألمانية. ولد في الرابع عشر من مارس عام 1879 ، وتوفي في الثامن عشر من أبريل عام 1955 ، ودفن في (المتحف الوطني للعلوم ، المتحف الوطني للصحة وعلوم الطب.

حصل على الدكتوراه من جامعة زيورخ. غادر ألمانيا بسبب خلفيته اليهودية إلى الولايات المتحدة الأمريكية بعد أن وصل أدولف هتلر إلى السلطة في ألمانيا وحصل على الجنسية الأمريكية بعد ذلك.

وأوصى بأن تبدأ الولايات المتحدة العمل في مشروع AtomicBombs ، على غرار ما تفعله ألمانيا النازية. نجح ألبرت أينشتاين في إقناع الرئيس الأمريكي (فرانكلين ديلانو روزفلت) بتبني فكرة العمل على بناء القنابل النووية ، حيث فشل عالم المجرة. ليو زيلارد فيه.

ومع ذلك ، لم يشارك ألبرت أينشتاين في هذا المشروع ولا يعتبر نفسه والد (القنبلة النووية) ، بل كان دوره ثانويًا لها.

حقائق غير معروفة عن أينشتاين

هناك الكثير من الأشياء غير المعروفة عن أينشتاين أو أنها معلومات مضللة ، منها:

  • هل تعلن أن أينشتاين عانى من تأخر في الكلام عندما كان صغيرا واستمر في التلعثم حتى سن السابعة ، وكان هذا سبب إصابته (متلازمة أسبرجر؟
  • كان أينشتاين جيدًا في الرياضيات والفيزياء:

من المعلومات الخاطئة عن أينشتاين أنه رسب في اختبار الرياضيات عند دخوله الجامعة ، لكن هذا غير صحيح. فشل في الالتحاق بالجامعة لأنه كان ضعيفًا في اللغة الفرنسية وعلم الأحياء والكيمياء ، وأظهر تألقًا في دراسة الرياضيات حيث أتقن (التكامل والتمايز) وهو في الثانية عشرة من عمره فقط.

  • نتيجة للاضطرابات الداخلية التي عانت منها ألمانيا بعد نهاية الحرب العالمية الثانية ، قام عدد من الطلاب الألمان باحتجاز رئيس الجامعة مع عدد من الأساتذة ، مما دفع كلاً من أينشتاين والعالم الألماني (ماكس بورن) إلى التفاوض مع الطلاب المختطفين للإفراج عن الرهائن وهذا ما حدث بالفعل.
  • ربما تعلم أن أينشتاين لم يحصل على جائزة نوبل في الفيزياء لنظرية النسبية الخاصة أو العامة ، وإنما لتفسيره للفعل الكهروضوئي ، وهو انبعاث الإلكترونات من الأجسام نتيجة تعرضها للضوء.
  • سرق دماغ أينشتاين بعد وفاته واحتفظ به العالم الطبيب (توماس هارفي) دون إذن من عائلته للدراسة لاحقًا لاكتشاف سر ذكائه حيث دفن أينشتاين بدون رأس.

استنتاج

كان هذا مقالاً عن ألبرت أينشتاين ونظرية السببية الخاصة والعامة وكيف تم اكتشافها وكيف تم استخدامها في العلوم الفيزيائية الحديثة والفيزياء النووية على وجه الخصوص. نعم هو مقال علمي وثقافي بامتياز لما يحتويه من معلومات قيّمة قد يعرفها البعض وغير معروفة للآخرين.

إن مشاهدة هذا المقال أمر ممتع حقًا ومفيد جدًا للجميع ، فمن المهم أن يعرف الشخص شيئًا عن كل شيء المعرفة الموسوعية ، في المقابل يحب أن يكون لديه معرفة بكل شيء عن شيء ما ، معرفة متخصصة.

المراجع:

قد تكون مهتمًا أيضًا:

  • نظرية الانشطار النووي لديها وماذا لديها!
  • نظرية الأوتار الفائقة والأبعاد الكونية الأحد عشر
  • قوانين نيوتن للحركة ، شرح كامل للقوانين

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى