غرابة النظرية النسبية

[المستور 0]

بسم الله الرحمن الرحيم

 

لا يختلف اثنان على أن النسبية الخاصة التي نشرها ألبرت اينشتاين عام 1904 م تعتبر من أهم الأعمال العلمية التي ساهمت في تطور الفيزياء , وذلك من خلال تفسيرها لبعض الظواهر التي لم تتمكن فيزياء جاليلو ونيوتن من تفسيرها [ المزيد من هذا الموضوع تجده في مقال ( هل الأرض ساكنة ) ] , ولكنها حصلت على بعض النتائج التي تبدو غريبة ويصعب إدراكها وتصديقها من خلال ما يسمى بتحويلات لورنس - اينشتاين , وفي الحقيقة فانه لابد من التأكيد على أن مثل هذه النتائج لا تكون ذات أهمية إلا في حالة السرعات الكبيرة جدا والمقاربة لسرعة الضوء في الفراغ , ومثل هذه السرعات مقصورة على بعض الجسيمات الأولية مثل الفوتونات والالكترونات وغيرها , أما السرعات التي نستخدمها في حياتنا اليومية فهي صغيرة جدا مقارنة مع سرعة الضوء , ولذلك فان النتائج الغربية للنظرية النسبية والتي تظهر في حالة السرعات العالية يصعب إدراكها , ويعتبر تمدد الزمن إحدى هذه النتائج الغريبة .

وتبين تحويلات لورنس - اينشتاين , أن الزمن نسبي وليس مطلقا كما افترض جاليلو ونيوتن , ولذلك فان الفترة الزمنية التي تفصل بين حدثين تعتمد على حالة المراقب الذي يقيسها .

 

تمدد الزمن وعمر الإنسان :

 

إذا كانت الحركة تؤدي لتمدد الزمن فإنها أيضا تؤثر على عمر الإنسان , والتجربة الافتراضية التالية تبين ذلك /

إذا سافر رائد فضاء بسرعة ثابتة مقدارها v = 0.99c ( حيث c هي سرعة الضوء ) باتجاه اقرب النجوم إلينا وهو نجم حضار ألفا في كوكبة قنطورس الذي يبعد عنا 4.25 سنة ضوئية وكان عمر رائد الفضاء ذلك الوقت 20 سنة , ثم عاد للأرض بعد أن أمضى 8.5 سنوات , ويعتقد بالتالي عند عودته للأرض أن عمره 28 سنة , ويرى أهل الأرض غير ذلك إذ أنهم انتظروه طويلا . فبسبب سرعته الكبيرة فقد تمدد الزمن في مركبته بالنسبة لأهل الأرض ومضى بطيئا جدا مقارنة مع زمن أهل الأرض وبالتالي فعمره كما يراه أهل الأرض غير ذلك , وباستخدام معادلة تمدد الزمن يمكن لأهل الأرض حساب المدة التي غابها عنهم حيث أن

 

 

حيث إن t هو الزمن الحقيقي و t´ هو الزمن كما يراه أهل الأرض و v هي سرعة المركبة .

 

t = 8.5 / ( 1- 0.99 ) ½ = 85 Y

 

أي أن زمن غيابه وكما قاسه أهل الأرض أكثر من 85 سنة وبالتالي فان عمره في هذه الحالة هو 105 سنوات ,

وقبل السؤال عن عمره الحقيقي يجب أن نأخذ بالاعتبار عدة أمور منها :

 

1/ تخضع الجسيمات الأولية والساعات الذرية لظاهرة تمدد الزمن فهل تخضع الساعات البيولوجية (خلايا جسم الإنسان ) لنفس الظاهرة , لم يتم التحقق من ذلك ولكن بعض العلماء يعتقد أنها تخضع لنفس الظاهرة .

 

2/ إن هذه التجربة خيالية لا يمكن تحقيقها لان مثل هذه السرعات العالية جدا مقصورة على الجسيمات الأولية ذات الكتل الصغيرة جدا .

 

الأدلة التجريبية على حقيقة تمدد الزمن :

 

في الحقيقة يصعب إدراك المعنى الحقيقي لتمدد الزمن , ولكن بعض التجارب والظواهر قد أكدت صحة تمدد الزمن واذكر هنا تجربتان :

 

الأولى / هي تلك الظاهرة التي تتعلق بالكشف عن الميونات , والميونات عبارة عن جسيمات كونية صغيرة جدا تتولد من تصادم بروتونات قادمة من الفضاء بالذرات والنوى في الغلاف الجوي الأرضي , والميونات غير مستقرة , وتتفكك وهي ساكنة بعد جزأين من المليون من الثانية , وبالتالي ينبغي عليها أن تخترق حوالي 600 متر من جو الأرض قبل أن تتفكك , ولكن بعضها يخترق 10 كم حتى يصل إلى سطح البحر وتعزى هذه الأخيرة لظاهرة تمدد الزمن , ولقد كان للعالم كارل اندرسون دور كبير في ذلك .

 

الثانية / هي تجربة أجراها العالمان هافيلي وكيتنج عام 1972 م وبينا من خلالها أن تمدد الزمن لا يحدث فقط في حالة الأجسام المجهرية ولكنها تحدث أيضا في حالة الأجسام الكبيرة وعند مقارنة نتائجهما وقياساتهما بالمعادلة السابقة وجد أنها تحققها بصورة جيدة .

 

 

مستور الاحمري

 

المراجع :

1/ كتاب مقدمة الفيزياء الحديثة - د/ فخري اسماعيل حسن

2/ كتاب البحث عن اللانهاية حل اسرار الكون - ستيف هوكنز