النسبية الخاصة (تحويلات لورنتز وتباطؤ الزمن) .

النسبية :لا يمكن القول لحركة جسم ما انها حركة مطلقة,انما نقول عنها حركة نسبية لعدم وجود رصيف ثابت للكون.

-وحتى نفهم النسبية بشكل جيد يجب علينا ان نعلم لماذا تم وضع هذه النظرية العظيمة؟

عدم التوافق بين قوانين نيوتن وماكسويل ادى الى مشاكل كبيره جدا في الفيزياء الكلاسيكية.

افترض اينشتاين فرضين :

1-جميع قوانين الفيزياء متكافئة بالنسبة لجميع محاور الاسناد,معنى ذلك ان قوانين الفيزياء مثل قوانين نيوتن وغيرها تبقى كما هي لاتتغير في كل مكان و أي زمان .

2-سرعة الضوء ثابتة لجميع المشاهدين ولا تعتمد على اي حركة نسبية للمصور او للمشاهد .

اتى العالم لورنتس لكي يحل مشكلة كانت كبيرة,هناك تحويلات تسمى بتحويلات جاليلو كانت هذه التحويلات لاتعمل عند السرعات العالية جدا (التي تقترب من سرعة الضوء ), الذي قام به العالم لورنتس هو اشتقاق لتحويلات العالم جاليلو طبقاً لفرضية اينشتاين.

1

_تحويلات لورنتز:

2

_تباطؤ الزمن:

من النتائج المذهلة للنسبية الخاصة “تباطؤ الزمن” في ساعة متحركة لراصد ثابت,وإن تباطؤ الساعات الناتج عن زيادة السرعة يسمى بتباطؤ الزمن ويمكن التعبير عنه بعلاقة رياضية دقيقة, و تباطؤ الزمن يزداد عند السرعات العالية جداً والتي تقترب من سرعة الضوء وايضاً ينخفض عند السرعات مثل سرعة 10% من سرعة الضوء , من النتائج الغربية المترتبة على ما يدعى بمفارقة التوأم,عندما يرسل احد التوأمين الى الفضاء بسرعة هائلة ونتيجة لهذه السرعة فإن جميع الساعات داخل مركبته ستتباطىء حتى ساعته البيولوجية لذلك عند عودة هذا الرجل الى الارض سيكون اصغر من اخاه الذي بقي على وجه الارض .

3

معادلة تباطؤ الزمن.

*تجربة انحلال الميون*

الميون : هو جسيم اولي غير مستقر له شحنة موجبة اوسالبة يتفكك في خلال 2ميكروثانية.

= 2.2×10^-6s

توجد هذه الجسيمات بعد 6 كيلومتر في الهواء ويحدث ذلك بسبب الاشعة الكونية أيضًا الميون لا يستطيع ان يقطع جبل طوله 4700م لأن زمن تفككه هو 2.2مكيروثانية.

المسافة التي سيقطعها الميون من مرجع الميون نفسه بنفسه: بما ان سرعته تصل إلى 0.99 من سرعة الضوء وزمن

تفككه 2.2 ميكروثانية فإن المسافة التي يقطعها 650م، وبالتعويض في معادلة تباطؤ الزمن نجد ان :

-الزمن الذي يحتاجة الميون لكي يتفكك (بالنسبة لنا) =

2.2×10^-5s

وهذا دليل قاطع لصحة تباطؤ الزمن..

المراجع :

_سلسلة محاضرات الدكتور باسل الطائي..

_موقع وكالة ناسا

_كتاب: النسبية والرجال الذين صعنوها.

الإعلانات