Header Ads

من جاذبية نيوتن إلى نسبية اينشتاين

من جاذبية نيوتن إلى نسبية اينشتاين


منذ أن أعلن إسحاق نيوتن وجود الجاذبية بين الشمس والكواكب والنجوم و.... , إلى يومنا هذا والموضوع يطرح بنفس السياق في المناهج لكونه هو الأقدر على الإستيعاب والفهم من قبل الطلاب ومستوياتهم التعلميمية , إلا أن هنالك تصورمختلف عن التصور الذي وضعه نيوتن , وهذا التصور الجديد هو للبيرت إينشتاين ولتوضيح ذلك بشكل موجر دعنى نقرأ هذا المقال .

لقد حدثت حادثة تاريخية في الفيزياء وتاريخ العلم عامة في العام 1665م عندما سقطت تفاحة ولاحظها العالم الشاب، أنذاك نيوتن واضعاً نظرية الجاذبية حول القوة التي جذبت التفاحة إلى الأرض فإن النظرة للكون تغيرت بشكل هائل عما كان يعتقد سابقاً
وقال اسحق نيوتن أن القوة التي جذبت التفاحة إلى الأرض هي نفسها القوة التي تبقي القمر يدور في مداره حول الأرض وبذلك وحد القوة التي تعمل في السماء والقوة التي تعمل في الأرض وسماها الجاذبية ووضع قانونه الشهير قانون الجاذبية الذي يقارب عمره ثلاثمائة سنة ويتميز بمعادلاته الدقيقة التي لم يحتاج العلماء لأكثر من ذلك القانون لإطلاق الصواريخ الفضائية والمركبات إلى القمر ورغم ذلك ظل نيوتن نفسه يجهل طريقة عمل الجاذبية.
وعندما طرح اينشتاين اكتشافة المذهل في عالم الضوء الذي يقول أن سرعة الضوء هي حد السرعة الأقصى التي لايمكن لأي سرعة في هذا الكون تجاوزها وجد نفسه مع مشكلة العالم نيوتن في مواجهة وهي عدم معرفة الكيفية التي تعمل بها الجاذبية وهنا سنورد مثالاً يورده العلماء للتمثيل
إذا تخيلنا أن الشمس انهارت من مكانها واختفت.
فمن وجهة نظر نيوتن فإن الكواكب تتحرر من الجاذبية التي تفرضها الشمس لأن نيوتن أعتقد بالتأثير الفوري للجاذبية.
لكن الكلام عند اينشتاين يقول أن للضوء سرعة ثابتة ولاينتقل بشكل فوري وبالتالي فإنه يحتاج لزمن «8» دقائق يقطع فيه المسافة المقدرة بـ «93» مليون ميل بيننا والشمس وبما أن الضوء لايوجد أسرع منه على الإطلاق فكيف ستتحرر الأرض قبل أن يحل الظلام بسبب إختفاء الشمس؟
أي أن ـ وفقاً اينشتاين ـ فكرة نيوتن عن الجاذبية خاطئة وإذا كان كذلك فكيف تبقى الكواكب في أماكنها؟
النسبية العامة
وتضمنت النسبية العامة لاينشتاين جانباً جديداً من التوحيد والحل مع نظرية الجاذبية لنيوتن وذلك بالقول بأن الأبعاد الثلاثة المكانية للكون والبعد الرابع الزماني مرتبطة ببعضها بنسيج كوني «زمكان» ومثله بـ «السطح المطاطي الذي يقفز عليه البهلوان» إذا وضعنا كرة ثقيلة فإنها تحدث تقعراً فيه وأي جسم يسير بالقرب من الكرة فإنه يسير وفقاً لانحناء السطح.
فالنسيج الكوني المنحني بوجود الشمس فإنه يفرض على الأرض أن تسير وفقاً للإنحناء الحاصل في النسيج الذي تحدثه الشمس وكأنها متأثرة بالجاذبية الشمسية.
فالأرض لاتدور حول الشمس بسبب الجاذبية التي تمسكها من الشمس بل لأن الأرض ببساطة تسير في منحنيات النسيج الذي تحدثه الشمس.
وبذلك فإن إختفاء الشمس سيصل إلينا التأثير بشكل موجة بعد ثمان دقائق على الأقل من اختفاء الشمس وأكد اينشتاين ذلك رياضياً وكانت سرعة موجة النسيج الكوني تساوي سرعة الضوء.
نظرية الكوانتية «الكمومية»
ورغم أن قوة الجاذبية شكلت إهتماماً لدى اينشتاين إلا أنه بدأ بفكر في توحيد فكرة الجاذبية مع القوة الكهرومغناطيسية ـ التي قال بها منذ عدة عقود «ماكويل» عندما لاحظ أن التدفق الكهربائي يؤدي إلى نشوء قوة مغناطيسية تؤثر في المعادن ووصفها ماكويل في إحدى الصيغ الرياضية الأربع لنظريته وأعتقد اينشتاين أنه إذا وجد فكرته عن الجاذبية مع ماكويل في الكهرومغناطيسية فإنه سيصل إلى المعادلة التي تصف كل شيء.

وهنا واجه الفرق الكبير والشاسع بين القوتين وبينما إنهمك في مجالاته ظهرت أثناء ذلك اكتشافات هامة على المستوى الذري الدقيق جعلت اينشتاين فاقداً للقدرة على المجاراة ولم تساعده في توحيد القوانين «الجاذبية ـ الكهرومغناطيسية» في نفس الوقت قلبت رؤية اينشتاين لنظرية التوحيد رأساً على عقب عندما قال العالم «بور» أن الذرات ليست أصغر جزء في المادة بل أنها تتكون من جزئيات صغيرة كالبرتونات والنيترونات وهنا نظريتا «الجاذبية والكهرومغناطيسية» ليس لهما أي جدوى في هذا العالم الدقيق فنسبة اينشتاين توضح أن الكون منظم ويمكن أن يتوقع بأحداثه وهذا ماقلبت ميزانه نظرية بور فعلى مستوى الذرات والجزيئات فإن هذا العالم «عالم الاحتمالات» وبحكمه الا تأكيد لأننا نستطيع توقع فقط احتمالات لنتيجة أو أخرى ولكن التجارب اللاحقة أثبتت أن اينشتاين كان مخطئاً عن الكون الصغير «عالم الجزئيات» عوضاً عن اكتشاف العلماء قوتين إضافيتين هما «القوة النووية الكبيرة التي تحكم إجزاء النواة البروتونات والنيترونات والأخرى هي «القوة النووية الضعيفة» التي تسمح بتحول النيوترونات إلى بروتونات مسببة لانعكاسات الذرية وعلى هذا المستوى فإن الجاذبية لاوجود أي أن الجاذبية التي قدمها اينشتاين تعمل بشكل ممتاز على العالم «الكبير» الأجرام الكواكب وتفشل على المستوى الذري وفشلت كل المحاولات التي تحاول توحيد النسبية العامة وميكانيكا الكم في قانون واحد وظلت النظريتان تعملان منفصلتان حتى بعد موت اينشتاين لكنهما حققتا نتائج مذهلة.




سجل إعجابك وشارك زملاءك لتصلكم مواضيعنا القادمة إن شاء الله تعالى 
يمكنكم الإنضمام إلى هذا الموقع من قائمة المتابعون في اليسار 


هناك تعليق واحد:

يتم التشغيل بواسطة Blogger.