قانون النسبية لأينشتاين

آلبرت آينشتاين

العالم الألماني آلبرت اينشتاين، ولد في الرابع عشر من شهر مارس من عام 1879م وتوفي في الثامن عشر من شهر أبريل من عام 1955م، ألماني المولد، ويحمل الجنسيتين الأمريكية والسويسرية، يشتهر آينشتاين بكونه أبو النسبية؛ وذلك لأنه وضع النظريتين النسبية الخاصة والنسبية العامة واللتان تعتبران من أشهر النظريات الفيزيائية وأساس الفيزياء النظرية الحديثة.

حاز آلبرت آينشتاين على جائزة نوبل في الفيزياء في عام 1921م عن ورقة بحثية عن التأثير الكهروضوئي، وأدت الاستنتاجات التي حصل عليها آينشتاين إلى تفسير عشرات الظواهر العلمية التي عجزت الفيزياء الكلاسيكية عن إثباتها.

النظرية النسبية

تعتبر النظرية النسبية من أشهر النظريات الفيزيائية الحديثة، والتي فسرت عشرات الظواهر الفيزيائية التي عجزَ العلم عنها سابقاً، وتوجد نظريتان للنسبية، الأولى هي النظرية النسبية الخاصة، والثانية هي النظرية النسبية العامة، وكلتاهما تعتمدان على مبدأ النسبية الذي وضعه العالم جاليليو في عام 1636م.

النظرية النسبية العامة

تنص النظرية النسبية العامة على أنّ: المكان والزمن ينحنيان على بعضهما، فهما غير قابلين للفصل أبداً ولهذا يُمكن تشويه الزمن بسبب وجود الأجسام فائقة الكتلة.

النظرية النسبية الخاصة

تشرح النظرية النسبية الخاصة حركة الأجسام في السرعات العالية التي تقترب من سرعة الضوء، ولها مقولتين في العلاقة بينَ المسافة والزمن حيثُ:

• نسبية المسافة: إنّ الأشياء التي تتحرك بسرعة كبيرة جداً تبدو وكأنّها تتقلص باتجاه سهم السرعة أي باتجاه السرعة ذاتها، بالنسبة الى الشخص المراقب الثابت.
• نسبية الزمن: الزمان يزداد قصراً مع السرعة، أي أنّ إيقاعه يصبح أسرع كلما زادت السرعة، ويتباطأ الزمان ويقل كلما قلت السرعة.

غيرَت النظرية النسبية العديد من المفاهيم الأساسية في الفيزياء؛ مثل: المكان، والزمان، والكتلة، والطاقة، حيثُ إنها عدلَت النظريات الفيزيائية التي كانت قائمة من عهد نيوتن ولمدة 200 عام، حيثُ حولت مفهوم الحركة إلى أنها نسبية، وتغير مفهوم الزمن من كونه مطلق ويسير إلى الأمام دوماً، فأصبح الزمن نسبياً، وتحولَ إلى بعد رابع يضاف إلى الأبعاد الثلاثة، وجعلت من الزمان والمكان شيئاً واحداً، وأدى ظهور النظرية النسبية إلى ظهور علوم جديدة، مثل: الفيزياء الفلكية، وعلوم الكون.

أسهمت النظرية أيضاً بإزالة الغموض عن التجربة التي أجراها العالمان الفيزيائي ألبرت ميكلسون والكيميائي إدوارد مورلي في عام 1887م، حيثُ أثبتت أنَ موجات الضوء يمكن أن تنتشر في الخلاء دون الحاجة لوسط أو مجال للانتقال، على عكس الموجات الأخرى المعروفة، والتي تحتاج إلى وسط لتنتقل فيه كالماء أو الهواء، وأن سرعة الضوء ثابتة وليست نسبية مع الحركة.

أجابت النظرية النسبية على الصعوبات التي واجهها العلماء في خصائص سرعة الضوء، ويعبر قانون السرعة النسبية أنه لو كانت سيارة تسير بسرعة تساوي 99% من سرعة الضوء، فسرعة أضواء السيارة يجب أن تكون ضعف سرعة الضوء.

ملاحظات على النظرية النسبية

جمعت النظرية النسبية بينَ اكثر من نظرية فيزيائية واحدة، وفيما يأتي بعض من الملاحظات المهمة التي تتعلق بها:

• تنقسم النظرية النسبية إلى نظريتين، وهما النظرية النسبية الخاصة التي نشرت في عام 1905م، والنظرية العامة للنسبية التي نشرت في عام 1906م.
• تنطبق النظرية الخاصة على الجسيمات الأولية وتفاعلاتها، وتنطبق نظرية النسبية العامة على العالم الكوني والفيزياء الفلكية.
• قُبلت النظرية النسبية الخاصة في عام 1920م، وأصبحت من الأدوات الضرورية والمهمة للعلماء في مجالات عدة؛ مثل: الفيزياء الذرية، والفيزياء النووية، وميكانيكا الكم.