الفرق بين النظرية النسبية العامة والخاصة

في عام 1905، بوحى العالم الفيزيائي الشهير الألماني ألبرت إينشتاين بنظريته النسبية الخاصة، وبعد أحد عشر عاما، أعلن عن نظريته النسبية العامة عام 1916. وكانت هاتان النظريتان بداية جديدة لعصر التقدم العلمي، حيث قامت بتغيير مفاهيم الفيزياء الكلاسيكية التي وضعها إسحاق نيوتن، وقدمت مفاهيم وأسسا جديدة لعلوم وفروع جديدة في الفيزياء، مثل الفيزياء الفلكية وعلوم الكون .

مفهوم النظرية النسبية

النظرية النسبية هي نظرية فيزيائية طبيعية تهتم بدراسة الظواهر الفيزيائية الطبيعية مثل الكتلة والحجم والزمن والكثافة وغيرها، ولكنها تختلف عن الفيزياء التقليدية في النظر إلى هذه المسائل من منظور مختلف تماما وأوسع وأعمق .

أوجه الاختلاف بين النظرية النسبية الخاصة والنظرية النسبية العامة

النظرية النسبية الخاصة

تتناول هذه الدراسة الأجسام المتحركة بسرعة ثابتة بالنسبة للباحث، وتعني بذلك دراسة الأجسام المتحركة بسرعة منتظمة دون تسارع أو حتى بتسارع صفر مع إهمال للجاذبية الأرضية وتثبيت سرعة الضوء في الفراغ بالنسبة لحركة الباحثين، وتحديد سرعة الضوء في الفراغ بأنها السرعة العظمى .

النظرية النسبية العامة

تتناول هذه الدراسة الأجسام التي تتحرك بسرعات متغيرة، حيث تتزايد وتتناقص سرعتها مع مرور الزمن .

أبعاد النظرية النسبية

اعتمدت الفيزياء الكلاسيكية على وجود ثلاثة أبعاد لي جسم كوني “الأبعاد المكانية” وهي بعد الطول ، العرض والارتفاع ، وهذه الطريقة انتهجها جميع العلماء إلى أن جاء العالم الألماني “ألبرت أينشتاين” وأثبت وجود بُعد رابع للكون بالإضافة إلى الثلاثة أبعاد ، أثبت وجوده بالنظريات العلمية وأطلق عليه مسمى “الزمكان” لتصبح أبعاد الكون هي الطول ، العرض ، الارتفاع ، والبعد الرابع “بُعد الزمان” .

إمكانية تخيل عالم بأربعة أبعاد

يسهل تخيل وجود الكون في بعدين أو ثلاثة، لكن وجود الكون في أربعة أبعاد، كما يذكرها نظرية النسبية، أمر صعب التخيل أو الفهم. ولأننا لا نرى البعد الرابع، أي الزمن، فإنه من الصعب رسمه وتصويره. تعتبر نظرية النسبية مع مفاهيمها الجديدة التي تتيح وجود البعد الرابع في الكون الذي نعيش فيه، أكثر تعقيدا من الفيزياء الكلاسيكية التي ترى الكون بثلاثة أبعاد فقط .

المكان في النظرية النسبية

وفقا للنظرية النسبية، فمن المستحيل وجود مكان مطلق في الكون الذي نعيش فيه، فإذا كنت ترى نفسك وجوالك ثابتين في مكان ما، فهذا الأمر نسبي؛ حيث أن المشاهد والجوال يعتبران ثابتين بالنسبة لبعضهما البعض والأرض التي تحتوي عليهما، ولكنهما متحركان بالنسبة للكون، حيث تعد الأرض سفينة فضائية ضخمة تسير بسرعة فائقة وتخضع لقوانين المجموعة الشمسية .

الزمن في النظرية النسبية

تظهر النظرية النسبية أن مفهوم الزمن يشبه بعض الشيء مفهوم المكان، حيث إن النظرية النسبية تقدم فكرة بأن الزمن لا يتقدم بنفس السرعة في جميع أنحاء الكون، بل يتأخر ويتقدر في حسبان مكان معين، وهذا يتأثر بأسباب وظروف محددة، وهذا يتفق مع نظرية “نيوت .

توضيح ” أينشتاين ” لنسبية الزمن

أوضح العالم الألماني `أينشتاين` أن طول الزمن وقصره يعتمدان على أمرين، وهما السرعة والتي يدرسها في نظريته النسبية الخاصة، والكتلة والتي يدرسها في نظريته النسبية العامة. يتناقص الزمن بزيادة السرعة، حيث يتباطأ كلما زادت السرعة، وعندما تصل السرعة إلى سرعة الضوء، يكون الزمن مساويا للصفر. ويتدفق الزمن ببطء عندما تكون الكتلة كبيرة، حيث يمكن أن يكون حدث ما في الماضي بالنسبة لبعض المراقبين وحاضرا بالنسبة لآخرين ومستقبليا بالنسبة لآخرين .

تغيير النظرية النسبية لمفهومي الحركة والزمن المطلق عند ” نيوتن “

في حالة اختلاف الزمن باختلاف المكان عند المشاهدين، تمكَّنت النظرية من تغيير المفهوم الكلاسيكي للمكان والزمن المطلق، حيث أصبحت الحركة نسبية، وتم تغيير مفهوم الزمن من المطلق إلى إمكانية سيره نحو الأماموجعله بُعداً رابعاً مدموجاً مع الأبعاد الثلاثة .