شرح النظرية النسبية
النظرية النسبية
تعتبر النظرية النسبية The theory of relativity من أهم وأشهر النظريات الفيزيائية في العصر الحديث، ففي عام 1905م قفز العالم قفزة نوعية حيث وضع العالم ألبرت أينشتاين نظرياته الثلاث، نظرية الكم، والنظرية البراونية، والنظرية النسبية التي طورها إلى نظريتين، الأولى نظرية النسبية الخاصة والثانية نظرية النسبية العامة، وكلاهما تعتمدان على مبدأ النسبية لعام 1636م الذي وضعه جاليليو جاليلي.
أهمية النظرية النسبية ومدى تأثيرها
أحدثت النظرية النسبية في القرن العشرين نقلة نوعية في علم الفلك والفيزياء النظرية، وغيرت الكثير من المفاهيم المتعلقة بالمصطلحات الأساسية للفيزياء، خاصة فيما يتعلق بالمكان والزمان والكتلة والطاقة، كما عدلت القواعد النظرية لميكانيكا نيوتن التي تعود إلى 200 عام، بالإضافة إلى أنّها غيرت مفهوم الحركة لنيوتن، حيث أصبح مفهوم الحركة نسبياً، ومفهوم الزمن من مطلق إلى نسبي، وأنّ المكان والزمان شيئان مرتبطان مع بعضهما بعد أن كان التعامل معهما كشيئين مختلفين.
إنّ مفاهيم النظرية النسبية أدت إلى ظهور علوم جديدة لم تكن موجودة كعلم الكون والفيزياء الفلكية، كما تم استخدامها في نظام الملاحة العالمي GPS.
الفرق بين النظرية النسبية الخاصة والعامة
النظرية النسبية الخاصة
- تم نشر نظرية النسبية الخاصة عام 1905م.
- يتم تطبيق نظرية النسبية الخاصة على المكوّنات الجسيمات الأولية للمادة وكيفية تفاعلها.
- أصبحت نظرية النسبية الخاصة التي تبناها المجتمع الفيزيائي سنة 1920م أداة هامة وأساسية للمجتهدين والمنظرين في مجالات الفيزياء النووية والذرية والميكانيكا.
- تبحث نظرية النسبية الخاصة في الأجسام أو الأنظمة التي تتحرك حركة منتظمة بدون تسارع.
النظرية النسبية العامة
- تم نشر نظرية النسبية العامة عام 1916م.
- تُطّبق نظرية النسبية العامة على العالم الكوني والفيزياء الفلكية وعلم الفلك.
- لم تكن النظرية النسبية العامة مهمة بالنسبة لهم سوى على فئة قليلة من المهتمين بنظرية الجاذبية لنيوتن، كما أنّ آثارها لم تكن واضحة حتى عام 1930م.
- تبحث النظرية النسبية العامة في المجموعات أو الأجسام التي تتحرك بسرعة متناقصة أو متزايدة.
علاقة النظرية النسبية مع الرياضيات
تعتبر الرياضيات في نظرية النسبية العامة صعبة ومعقدة الفهم وكان يعتقد أنّ القليل من الناس يستطيعون فهم هذه النظرية بتفاصيلها، وفي عام 1960م انقلبت الأمور راساً على عقب فعاد الاهتمام بنظرية النسبية العامة واعتبرت هذه النظرية هي مركز الفيزياء والنسبية، حيث برزت تقنيات جديدة في الرياضيات تطبيقاً لدراسة النسبية العامة، حيث بسطت هذه الدراسة العمليات الحسابية الرياضية بشكل يسهل التعامل معه، وبناءً على ذلك أصبحت المفاهيم الفيزيائية خالية من التعقيد الرياضي، بالإضافة إلى اكتشاف الظواهر الفلكية الغريبة كالنجوم النابضة وأشباه النجوم، واكتشاف مرشحين أول ثقب أسود.