مقدمة
نظرية النسبية هي نظرية فيزيائية تصف العلاقة بين الفضاء والزمان والجاذبية. وضعها ألبرت أينشتاين في أوائل القرن العشرين، وهي واحدة من أهم النظريات في الفيزياء الحديثة. لقد غيرت الطريقة التي نفكر بها في الكون والجاذبية، وأدت إلى العديد من التطورات التكنولوجية الجديدة.
نظرية النسبية الخاصة
نظرية النسبية الخاصة هي جزء من نظرية النسبية الكاملة التي وضعها ألبرت أينشتاين في عام 1905.
تنص نظرية النسبية الخاصة أن قوانين الفيزياء هي نفسها لجميع المراقبين الذين يتحركون بسرعة ثابتة بالنسبة لبعضهم البعض.
وهذا يعني أن لا توجد طريقة لقياس السرعة المطلقة لجسم ما، وأن السرعة هي نسبية بالنسبة للإطار المرجعي للمراقب.
نظرية النسبية العامة
نظرية النسبية العامة هي جزء من نظرية النسبية الكاملة التي وضعها ألبرت أينشتاين في عام 1915.
تنص نظرية النسبية العامة أن الجاذبية ليست قوة، وإنما هي انحناء في الفضاء والزمان بسبب وجود كتلة وطاقة.
وهذا يعني أن الأجسام ذات الكتلة الكبيرة، مثل النجوم والكواكب، تنحني الفضاء والزمان من حولها، مما يؤدي إلى انحناء مسارات الأجسام الأخرى التي تمر بالقرب منها.
الجاذبية
الجاذبية هي إحدى القوى الأساسية الأربع في الطبيعة، وهي القوة التي تجذب الأجسام ذات الكتلة نحو بعضها البعض.
صاغ إسحاق نيوتن قانون الجاذبية العام في القرن السابع عشر، والذي ينص على أن قوة الجاذبية بين جسمين تتناسب طرديًا مع كتلتيهما، وعكسيًا مع مربع المسافة بينهما.
نظرية النسبية العامة لأينشتاين هي نظرية أكثر عمومية للجاذبية، والتي تصف الجاذبية على أنها انحناء في الفضاء والزمان.
الأثناء العقلية
أجريت العديد من التجارب على مدار السنوات التي تلت نشر نظرية النسبية الخاصة لاختبار صحتها.
وتشمل هذه التجارب تجربة ميكلسون ومورلي عام 1887، والتي فشلت في الكشف عن أي حركة للأرض بالنسبة للإثير الضوئي.
وتشمل التجارب الأخرى تجربة آينشتاين دي هاس عام 1915، والتي أظهرت أن الدوران يؤدي إلى المجال المغناطيسي، وتجربة باوند وريبكا عام 1959، والتي أظهرت أن الضوء يفقد الطاقة عندما يتحرك من خلال مجال جاذبي.
التطبيقات
لنظرية النسبية مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:
نظام تحديد المواقع العالمي (GPS): يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي نظرية النسبية العامة لتصحيح إشارات الأقمار الصناعية، مما يضمن دقة النظام.
تسريع الجسيمات: تستخدم مسرعات الجسيمات نظرية النسبية الخاصة لتسريع الجسيمات إلى سرعات عالية جدًا.
علم الكونيات: تستخدم نظرية النسبية العامة لدراسة بنية وتطور الكون.
الانتقادات
تلقت نظرية النسبية بعض الانتقادات على مر السنين.
وتشمل هذه الانتقادات:
حجة “التوأم المتطابق”: تدعي هذه الحجة أن نظرية النسبية الخاصة تنتهك مبدأ السببية، لأنها تسمح بإمكانية أن يسافر الشخص إلى المستقبل عن طريق السفر بسرعة عالية جدًا.
حجة “المجال الأساسي”: تدعي هذه الحجة أن نظرية النسبية العامة غير مكتملة، لأنها لا تأخذ في الاعتبار المجال الأساسي الذي يُفترض أنه يولد الجاذبية.
الخاتمة
نظرية النسبية هي واحدة من أهم النظريات في الفيزياء الحديثة. لقد غيرت الطريقة التي نفكر بها في الكون والجاذبية، وأدت إلى العديد من التطورات التكنولوجية الجديدة. على الرغم من الانتقادات التي تلقتها، لا تزال نظرية النسبية من أكثر النظريات نجاحًا وأهمية في العلم.