ما هي النظرية النسبية؟


العالم العبقري: ألبرت أينيشتاين

العالم العبقري: ألبرت أينيشتاين

حينما يشير أحدهم إلى “النظرية النسبية” فهو يعنى حقيقة النظرية النسبية العامة والخاصة اللتان وضعهما الفزيائي النظرى ألبرت أينشتين في أوائل القرن العشرين. ولكن بغضّ النظر عما تسميه إنجاز أينشتين العلمي فإنه بلا شك ما زال محيرًا لغالبية الناس غير العلماء.

كان أينشتين يفكّر بطريقة ذكية ليشرح نظريته «عندما يجلس رجل مع امرأة جميلة لمدة ساعة فإنها تمرّ عليه وكأنها دقيقة، بينما حينما يجلس نفس الشخص على فرن موقد لمدة دقيقة فإنها أطول من أى ساعة مرت عليه، هذه هي النسبية». وهذا حقيقةً يلخّص النظرية بطريقة جيدة على الرغم من أن التفاصيل أكثر تعقيدًا.

قبل أينشتين، اعتقد الجميع أن المكان والزمان صفتان ثابتتان لا تتغيران أبدًا، لأن هذا ما تبدوان عليه من مكان مراقبتنا هنا على الأرض، ولكن أينشتين استخدم الرياضيات ليثبت أن النظرة المجرّدة للأشياء من حولنا هي هراء، وبدلًا من ذلك فسّر أينشتين أن المكان والزمان يمكن أن يخضعا للتغيّر. يمكن للمكان أن ينكمش أو يتمدد أو ينحني، وأيضًا المعدّل الذى يمرّ به الوقت يمكنه أن يتغيّر، وذلك حينما يتعرّض شيء ما لحقل جاذبية قوي أو يتحرّك بسرعة عالية جدًا.

علاوة على ذلك، الطريقة التي يبدو بها الزمان والمكان تتوقف على نقطة المراقبة من الشخص المراقب لهما. تخيّل على سبيل المثال أنك تنظر إلى ساعة حائط قديمة الطراز تستخدم العقارب لتعرف الوقت من خلالها. الآن تخيّل أن تلك الساعة تدور في مدار حول الأرض بسرعة عالية مقارنة بموضعك على سطح الأرض، إذا كنت ما زلت ترى عقارب الساعة سيبدوان أصغر بكثير من حجمهما على الأرض، وستكون دقّات الساعة أبطأ.

تسير عقارب الساعة ببطء نتيجة لظاهرة تعرف باسم تمدد الزمن. المكان والزمان حقيقة شيء واحد يسمي “الزمكان” الذي يمكن أن يتشوّه عن طريق الجاذبية والتسارع أيضًا. لذا إذا كان هناك جسم يتحرّك بسرعة كبيرة أو تحت تأثير جاذبية كبيرة فسيكون الوقت لدى هذا الجسم أبطأ مقارنة بجسم آخر لا يتعرّض لنفس القوى. يمكن باستخدام الرياضيات معرفة المعدّل الذي يتأخر به الوقت لجسم يتحرّك بسرعة.

قد يبدو هذا غريبًا بعض الشيء، ولكننا نعرف أنه حقيقي. ولدينا إثبات هنا الـ(GPS) نظام الأقمار الصناعية الذي يعتمد على الحسابات الدقيقة لرسم الخرائط لمختلف الأماكن على سطح الأرض. تدور الأقمار الصناعية حول الأرض بسرعة حوالي 8700 ميل في الساعة أو 14000 كم في الساعة، فإذا لم يضبط المهندسون ساعات الأقمار الصناعية لتعوّض الفارق الناتج عن تأثير النسبية خلال اليوم، ستعطينا خدمة خرائط جوجل معلومات خاطئة عن موضعنا بمقدار 9.86 كم (6 ميل).


ترجمة : محمد خالد عبد الرحمن
تدقيق: دانه أبو فرحة

المصدر