SRT، TOE - تحت هذه الاختصارات يكمن مصطلح "نظرية النسبية" المألوف لدى الجميع تقريبًا. يمكن شرح كل شيء بلغة بسيطة ، حتى عبارة عبقرية ، فلا تيأس إذا لم تتذكر دورة الفيزياء المدرسية ، لأن كل شيء في الواقع أبسط بكثير مما يبدو.
ولادة النظرية
إذن ، لنبدأ الدورة التدريبية "نظرية النسبية للدمى". نشر ألبرت أينشتاين عمله عام 1905 وأثار ضجة بين العلماء. غطت هذه النظرية بشكل شبه كامل العديد من الفجوات والتناقضات في فيزياء القرن الماضي ، لكنها ، بالإضافة إلى ذلك ، قلبت فكرة المكان والزمان رأسًا على عقب. كان من الصعب على المعاصرين الإيمان بالعديد من أقوال أينشتاين ، لكن التجارب والدراسات أكدت فقط كلمات العالم العظيم.
نظرية النسبية لأينشتاين أوضحت بعبارات بسيطة ما واجهه الناس لقرون. يمكن أن يطلق عليه أساس كل الفيزياء الحديثة. ومع ذلك ، قبل أن نواصل الحديث عن نظرية النسبية ، يجب علينا ذلكتوضيح مسألة الشروط. من المؤكد أن العديد من المقالات العلمية الشائعة قد صادفت اختصارين: SRT و GRT. في الواقع ، تعني مفاهيم مختلفة إلى حد ما. الأول هو النظرية النسبية الخاصة ، والثاني يرمز إلى "النسبية العامة".
معقدة ببساطة
SRT هي نظرية قديمة أصبحت فيما بعد جزءًا من GR. يمكنه فقط النظر في العمليات الفيزيائية للأجسام التي تتحرك بسرعة موحدة. يمكن للنظرية العامة أن تصف ما يحدث للأجسام المتسارعة ، وتشرح أيضًا سبب وجود جسيمات الجرافيتون والجاذبية.
إذا كنت بحاجة إلى وصف الحركة وقوانين الميكانيكا ، وكذلك العلاقة بين المكان والزمان عند الاقتراب من سرعة الضوء - يمكن القيام بذلك من خلال نظرية النسبية الخاصة. بعبارات بسيطة ، يمكن تفسير ذلك على النحو التالي: على سبيل المثال ، أعطاك الأصدقاء من المستقبل مركبة فضائية يمكنها الطيران بسرعة عالية. يوجد على مقدمة المركبة الفضائية مدفع قادر على إطلاق كل شيء أمامها بالفوتونات.
عند إطلاق طلقة ، بالنسبة للسفينة ، تطير هذه الجسيمات بسرعة الضوء ، ولكن منطقياً ، يجب على المراقب الثابت رؤية مجموع سرعتين (الفوتونات نفسها والسفينة). لكن لا شيء من هذا القبيل. سيرى المراقب فوتونات تتحرك بسرعة 300000 م / ث ، وكأن سرعة السفينة كانت صفرا.
الشيء هو أنه بغض النظر عن مدى سرعة تحرك الجسم ، فإن سرعة الضوء بالنسبة له هي قيمة ثابتة.
هذاالبيان هو أساس الاستنتاجات المنطقية المذهلة مثل التباطؤ وتشويه الوقت ، اعتمادًا على كتلة الجسم وسرعته. تستند العديد من أفلام ومسلسلات الخيال العلمي إلى هذا
النسبية العامة
يمكن تفسير النسبية العامة الأكثر ضخامة بعبارات بسيطة. بادئ ذي بدء ، يجب أن نأخذ في الحسبان حقيقة أن فضاءنا رباعي الأبعاد. الزمان والمكان متحدان في "موضوع" مثل "استمرارية الزمكان". هناك أربعة محاور إحداثيات في مساحتنا: x و y و z و t.
لكن لا يمكن للناس أن يدركوا أربعة أبعاد بشكل مباشر ، تمامًا مثل الشخص المسطح الافتراضي الذي يعيش في عالم ثنائي الأبعاد غير قادر على البحث. في الحقيقة ، عالمنا هو مجرد إسقاط لفضاء رباعي الأبعاد في فضاء ثلاثي الأبعاد.
حقيقة مثيرة للاهتمام هي أنه وفقًا للنظرية النسبية العامة ، لا تتغير الأجسام عندما تتحرك. إن كائنات العالم رباعي الأبعاد هي في الواقع دائمًا دون تغيير ، ولا تتغير سوى إسقاطاتها عند التحرك ، وهو ما نعتبره تشويهًا للوقت أو تقليلًا أو زيادة في الحجم وما إلى ذلك.
تجربة المصعد
يمكن تفسير نظرية النسبية بعبارات بسيطة بمساعدة تجربة فكرية صغيرة. تخيل أنك في مصعد. بدأت الكابينة تتحرك ، وكنت في حالة انعدام الوزن. ماذا حدث؟ يمكن أن يكون هناك سببان: إما أن يكون المصعد في الداخلالفضاء ، أو يقع تحت تأثير جاذبية الكوكب. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه من المستحيل معرفة سبب انعدام الوزن إذا لم تكن هناك طريقة للنظر خارج حجرة المصعد ، أي أن كلا العمليتين تبدوان متشابهتين.
ربما ، بعد إجراء تجربة فكرية مماثلة ، توصل ألبرت أينشتاين إلى استنتاج مفاده أنه إذا كان لا يمكن التمييز بين هاتين الحالتين ، فإن الجسد الواقع تحت تأثير الجاذبية لا يتسارع ، فهو حركة موحدة هذا منحني تحت تأثير جسم ضخم (في هذه الحالة الكواكب). وبالتالي ، فإن الحركة المتسارعة ليست سوى إسقاط لحركة موحدة في الفضاء ثلاثي الأبعاد.
مثال توضيحي
مثال جيد آخر على "النسبية للدمى". إنه ليس صحيحًا تمامًا ، لكنه بسيط جدًا وواضح. إذا تم وضع أي شيء على قماش مشدود ، فإنه يشكل "انحرافًا" ، "قمعًا" تحته. ستضطر جميع الأجسام الأصغر إلى تشويه مسارها وفقًا للانحناء الجديد للفضاء ، وإذا كان لدى الجسم القليل من الطاقة ، فقد لا يتغلب على هذا القمع على الإطلاق. ومع ذلك ، من وجهة نظر الجسم المتحرك نفسه ، يظل المسار مستقيماً ، ولن يشعروا بانحناء الفضاء.
Gravity "خفضت"
مع ظهور النظرية العامة للنسبية ، لم تعد الجاذبية قوة وأصبحت الآن راضية عن موقع نتيجة بسيطة لانحناء الزمان والمكان. قد تبدو النسبية العامة رائعة ، لكنها تعملالإصدار وأكدته التجارب.
يمكن تفسير العديد من الأشياء التي تبدو مذهلة في عالمنا من خلال نظرية النسبية. بعبارات بسيطة ، تسمى هذه الأشياء نتائج النسبية العامة. على سبيل المثال ، تكون أشعة الضوء التي تطير من مسافة قريبة من الأجسام الضخمة عازمة. علاوة على ذلك ، يتم إخفاء العديد من الأشياء من الفضاء البعيد وراء بعضها البعض ، ولكن نظرًا لحقيقة أن أشعة الضوء تدور حول أجسام أخرى ، فإن الأشياء التي تبدو غير مرئية متاحة لنظرنا (بشكل أكثر دقة ، إلى نظرة التلسكوب). يشبه النظر عبر الجدران
كلما زادت الجاذبية ، كلما كان الوقت أبطأ على سطح الجسم. هذا لا ينطبق فقط على الأجسام الضخمة مثل النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء. يمكن ملاحظة تأثير تمدد الوقت حتى على الأرض. على سبيل المثال ، تم تجهيز أجهزة الملاحة عبر الأقمار الصناعية بأدق الساعات الذرية. إنهم في مدار كوكبنا ، والوقت يمر بشكل أسرع قليلاً هناك. ستجمع المئات من الثانية في اليوم إلى رقم يعطي ما يصل إلى 10 كيلومترات من الخطأ في حسابات المسار على الأرض. إنها نظرية النسبية التي تسمح لنا بحساب هذا الخطأ.
بعبارات بسيطة ، يمكننا أن نقول هذا: النسبية العامة تكمن وراء العديد من التقنيات الحديثة ، وبفضل أينشتاين ، يمكننا بسهولة العثور على مطعم بيتزا ومكتبة في منطقة غير مألوفة.
