النسبية بين النظرية و التطبيق

ان النظرية النسبية لأينشتاين تعد بحق واحدة من أعظم إنجازات العقل البشري على مر العصور.

وهي تكون مع النظرية الكمية أساس الفيزياء الحديثة.

إن أهمية النظرية النسبية لا تكمن في أساسها المحكم ونتائجها العلمية والتطبيقية فحسب، بل أن لها أبعادا فلسفية عميقة، فقد أحدثت زلزالا ثوريا في نظرتنا إلى مفاهيم كانت تعتبر مطلقة لغاية بداية القرن العشرين مثل الزمان والمكان وهندسة الفضاء.
النظرية النسبية تتكون من جزأين هما النسبية الخاصة و النسبية العامة
النسبية الخاصة: وضعها أينشتاين عام 1905 ، وهي تختص بالمراجع القصورية التي تتحرك بالنسبة لبعضها البعض بسرعة ثابتة، وتستند على فرضيتين أساسيتين:
إن قوانين الفيزياء لها صيغ متكافئة في جميع المحاور المتحركة بسرع ثابتة بالنسبة لبعضها البعض.
إن سرعة الضوء في الفراغ لها قيمة مطلقة بالنسبة لجميع المراجع بغض النظر عن سرعها النسبية.
أهم نتائج النسبية الخاصة:
أولا:- إن الزمن ليس مطلقا بل يعتمد على السرعة النسبية فهو يتباطأ في المراجع التي تتحرك بسرعة (v) حسب العلاقة:


وحسب هذه المعادلة فإن سفينة فضائية افتراضية لو انطلقت بسرعة مقاربة لسرعة الضوء، واستغرقت رحلتها عدة أسابيع بالنسبة لراكبيها، فإنها عندما ترجع للأرض تكون قد انقضت مئات السنين على سطح الأرض!!

ولكن كيف يمكن التحقق من هذه النتيجة عمليا؟
إن أول من قام بهذا هو العالم آيفز عام 1936
حيث استطاع ان يعجل ذرات الهيدروجين إلى سرع هائلة، وحسب مدة ذبذبة الالكترون، فوجدها أطول من مدة ذبذبة الكترون الذرة الساكنة، وبما يتفق تماما مع المعادلة (1)


وعلى الرغم من أن الزمن نسبي، إلا أن تسلسل الأحداث هو نفسه لجميع المراقبين بغض النظر عن حالتهم الحركية.

وهذا يعني إن الزمن لا يمكن أن يعود للخلف.

كذلك فانه ليست هناك إمكانية للتنبؤ بأحداث المستقبل.

ثانيا:- أن طول جسم في حالة حركة بالنسبة لمشاهد، يبدو دائما أقصر من طوله (L0) عندما يكون ساكنا، وحسب العلاقة الآتية:
أن المعادلة (2) يمكن بواسطتها أن نفسر اضمحلال الميزونات . فهذه الجسيمات الأولية تتكون في طبقات الجو العليا، وعلى ارتفاع يزيد على (6) كم، بواسطة الجسيمات السريعة للأشعة الكونية.
وهي تتحرك بسرعة:


أي ما يعادل (0.998) من سرعة الضوء.
ولكن هذه الجسيمات تضمحل بمتوسط عمر قصير قدره