نظرية النسبية العامة General theory of relativity - دليل العلوم الفيزيائية

نظرية النسبية العامة General theory of relativity

نظرية النسبية العامة
General theory of relativity

إعداد : Einstine

 

مقـدمـــــــــــــــــــــــة
كما نعرف ان النسبية الخاصة سميت خاصة لأنها تدرس حالة خاصة تكون فيها الجاذبية مهملة ، لذا فهذه النظرية تعانى من قصور ، وكان يجب وضع نظرية معمة لجميع الحالات وهنا جاءت نظرية النسبية العامة التى تدرس الجاذبية وكيفية نشوئها واثارها على الضوء ، بإختصار تدرس الجاذبية من كل نواحيها . والنظرية الخاصة مع العامة تكونان لنا النظرية النسبية التى تشمل كل الحالات عند السرعات العالية والظواهر الكونية .

——————————————————————————————–

نظرية النسبية العامة 

قال لى الكثير ان اسلوبى فى الشرح ، سينفر الناس منى ، لأنى اجد صعوبة بالغة فى تجريد النظريات من الرياضيات ، وخاصة النسبية العامة لإنها رياضيات صرفة ، ولكن فى السطور القادمة سأحاول قدر الإمكان تبسيط مفاهيم النسبية العامة بدون إستخدام اى معادلة رياضية .

——————————————————————————

1 – إنحناء الزمكان : ادخلت النسبية العامة مفهوم إنحناء الزمكان عند تواجد الكتلة او الطاقة ، بمعنى ان الزمكان مستوى وعلى شكل خطوط مستقيمة وعند تواجد الكتلة او الطاقة يصبح الزمكان مشوها ً بإنحناء.

 

——————————————————————————

2 – الجيوديسيك : يعرف الجيوديسيك بأنه اقصر طريق بين نقطتين ، وفى حالة جسم كروى يكون الجيوديسيك هو المحيط لهذا الجسم

——————————————————————————

3 – الجاذبية : فسرت النسبية العامة الجاذبية على إنها نتاج إنحناء الزمكان بسبب الكتلة او الطاقة ، اى ان كتلة تقوم بصنع إنحناء للزمكان يتولد مجال جاذبية حولها ( اى ان الكتلة تشبه الشحنة المتولد منها مجالا ً كهربيا ً ) ، وإعتمادا ً على هذا التفسير يمكن ان نفسر ان دوران اى جسم حول الأرض بأنه سير للجسم على الخط الجيوديسى للزمكان المحيط بالأرض .

B space 03

——————————————————————————

4 – تأثير الجاذبية على الضوء : لنفرض ان هناك نجما ً يرسل شعاعا ً من الضوء الى الأرض ومر هذا الضوء على الشمس ، وبفرض ان بأى وسيلة من الوسائل تمت رؤية هذا النجم عندما كانت الشمس مضيئة فإن الموقع الذى نرى فيه النجم ليس موقعه الأصلى لأن الضوء ينحنى تجاه حقل جاذبية الشمس والصورة التخيلية القادمة توضح هذه الفكرة :

bend med

( ضع سهم الفأرة على موضع النجم قبل إقتراب الشمس ولاحظ الفرق )

من هذا نستنتج ان الضوء ينحنى تجاه حقول الجاذبية التى يمر عليها .

وهذا ما تم التأكد منه بعد عامين من وضع الفرضية حيث تمت مقارنة موضع نجم قبل كسوف الشمس و بعده وتمت ملاحظة إختلاف موضع النجم كما توقع أينشتاين .

——————————————————————————

5 – الإنزياح التجاذبى نحو الأحمر : من اهم نتائج النسبية العامة هى حقيقة ان الجاذبية تؤثر على تردد الضوء ، فلنفرض ان هناك نجم اه حقل جاذبية قوى يطلق شعاعا ً من الضوء ، بالقرب من النجم سنجد تردد الضوء عالى جدا ً ومع إبتعاد الضوء عن النجم يبدأ التردد فى الإنخفاض حتى يقترب الى الضوء الأحمر ، لهذا سمى الإنزياح التجاذبى نحو الأحمر .

 

——————————————————————————

6 – امواج الجاذبية : سبق ان شبهنا الكتلة فى النسبية العامة بالشحنة الكهربية ، من المعروف ان اى إضطراب يحدث فى الشحنة ( وبالتالى يحدث فى المجال الكهربى ) ينتج عنه موجات كهرومغناطيسية . والأمر نفسه للكتلة ، فعندما يحدث إضطراب للكتلة ( وبالتالى إضراب فى حقل الجاذبية ) ينتج عنه ما نسميه امواج الجاذبية . ولكن على عكس الأمواج الكهرومغناطيسية ، فأمواج الجاذبية إضطراب فى الزمكان نفسه ، فتبدو هذه الأمواج كخلل زمكانى ينتشر بعيدا ً عن موقع إضطراب الكتلة .

gravitational waves 2

——————————————————————————————–

7 – نتائج النسبية العامة : امواج الجاذبية و الإنزياح التجاذبى نحو الأحمر كلها من نتائج النظرية ، ولكن هنا اعنى شيئين مهمين هما :

a – الثقوب السوداء : وطبعا ً معروف ما هى الثقوب السوداء وإن لم يكن فيمكن اللجوء الى المواضيع المتعلقة بها الموجودة فى المنتدى .

b – جسر أينشتاين – روزوين :هذا المصطلح هو صياغة قديمة لمفهوم الثقب الدودى ، والمعتقد عن الثقب الدودى انه ثقب يصل بين نقطتين فى الكون عن طريق نفق يسمى النفق الدودى ، ومازال هذا المفهوم غير مثبت وتجرى محاولات عديدة لتخليق ثقوب دودية .

wormhole graphic

——————————————————————————

ارجو ان تكونوا قد استفدتم من شبه تبسيطى للنسبية العامة ، وارجو ألا تنفروا من الموضوع كما تنبأ بعض اصدقائى .

وإن كان هناك اى نقد فأرحب به ، وإعذرونى ان وجد اخطاء فالكمال لله وحده .

والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته .

ملحوظة : الصورة الخاصة بإنحناء الضوء مأخوذة من منتدى موقع الفيزياء التعليمى .

عن الأستاذ مبخوت

شاهد أيضاً

قوة الجاذبية الأرضية

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *