إكتشاف نظرية آينشتاين: فهم عميق وشامل

نظریة آينشتاین النسبية

تعرف نظرية آينشتاين بالنظرية النسبية، وهي من أحدث وأشهر النظريات الفيزيائية، التي طوّرها العالم ألبرت آينشتاين في أوائل القرن العشرين للميلاد، وهي مؤلفة من قسمين الأولى هي النسبية الخاصّة والثانية هي العامّة، والاثنتان تعتمدان على مبدأ يُعرف بالنسبية وضعه العالم جاليليو جاليلي في العام 1936م، وقد أكد العالم ماكس بلانك في العام 1906م على هذا المبدأ.

النظرية النسبية الخاصة

نشرها آينشتاين في العام 1905م؛ حتى يجيب من خلالها على مجموعة من التساؤلات ويفسّر مجموعة من الصعوبات فيما يخص خصائص سرعة الضوء تحديداً، وتمّ على إثرها فحص انتشار الضوء في مجموعة من الاتجاهات المختلفة، مناقضةً بذلك قانون السرعة النسبية، الذي يعتبر بأنّ السيارة مثلاً تسير بسرعة تقدّر بحوالي 99% من سرعة الضوء، وبناءً على ذلك يجب أن تكون سرعتها تساوي ضعف سرعة الضوء، وتبلغ سرعة الضوء في الفراغ حوالي 299.792.458م في الثانية الواحدة.

الافتراض بأنّ سرعة الضوء ثابتة نتج عنه مفهوم تباطؤ الزمن، والذي يفيد بأنّ التغير النسبي في الزمن يساوي التغير في الزمن عند السكون مقسوماً على تقلّص الأطوال، والأخير يتضمّن طول الجسم عند السكون، وطوله الظاهر للراصد، إضافةً إلى سرعة الضوء والسرعة النسبية، بأخذ عامل لورنتز بعين الاعتبار.

النظرية بين الثنائية

أصبحت النظرية النسبية ممثلة لمجموعة من النظريات الفيزيائيّة الجديدة، وفسر هذا الأمر على النحو التالي:

• نشرت النظرية النسبية الخاصة في العام 1905م، أمّا العامة فكانت في العام الذي يليه.
• تطبق النسبية الخاصة على الجسيمات الأولية فقط وتفاعلاتها، أمّا العامة فتطبق على كلّ ما يتعلق بالكون كعالم الفلك.
• قبلت الخاصّة في المجتمع الفيزائي للعام 1920م، وحوّلت من بعد ذلك لأداة سريعة في كلٍ من الفيزياء النووية والذرية إضافةً لميكانيكا الكم.
• كانت النسبية العامة في البداية معقدة وصعبة، وعدد قليل جداً من الناس تمكّن من فهم النظرية بشكل دقيق، وفي العام 1960م عاد الاهتمام بالنظرية النسبية العامة واعتبرت المركز الأساسي للفيزياء والنسبية، وطبّقت عليها مجموعة من القوانين الرياضية والعمليات الحسابية، واكتشفت مجموعة من الظواهر الفلكية التي تتضمّن النجوم والنابضة وأشباه النجوم.

أهمية النظرية النسبية

أحدثت نظرية آينشتاين مجموعة من التغيّرات المختلفة، ومنها ما يلي:

• غيّرت من الفيزياء النظرية إضافةً لعلم الفلك في بدايات القرن العشرين، تحديداً عندما نُشرت للمرّة الأولى.
• عدلت على أسس الميكانيكا التي وضعها نيوتن قبل أكثر من مئتي عام.
• حوّلت مفهوم الحركة التي وضعها نيوتن إلى مفهوم الحركة النسبية.
• تغيّر على إثرها مفهوم الزمان والمكان، وجعلهما شيئاً واحداً، بعد أن كان يتمّ التعامل مع كلّ واحد على حدة، أيّ كشيءٍ مختلف.
• ظهور علوم جديدة مثل علم الكون والفيزياء الفلكية، إضافةً لمجموعة من التطبيقات المختلفة كنظام الملاحة العالمي.