شارك
الرئيسية
2 دقائق ما هي نظرية النسبية العامة؟
هي جزء من النظرية الفيزيائية واسعة النطاق للنسبية التي وضعها الفيزيائي الألماني ألبرت أينشتاين في عام 1916، تهتم النسبية العامة بالجاذبية التي تعد من أهم القوى الأساسية في الكون، وتدعى عامة لأنها تصف الظواهر فيزيائية واسعة النطاق.
على ماذا تنص نظرية النسبية العامة لأينشتاين؟
تنص نظرية النسبية العامة بأن ما نعتبره قوة الجاذبية ينشأ من أنحناء المكان والزمان، واقترح أينشتاين أن الأشياء مثل الشمس والأرض تغير هذه الهندسة.
ما هما المبدآن الرئيسيان للنسبية العامة؟
ترتكز النسبية العامة على ما يلي:
- مبدأ النسبية: الفيزياء المحلية (في جملة معينة) تحكمها نظرية النسبية الخاصة.
- مبدأ التكافؤ: لا توجد طريقة للمراقب للتمييز محلياً بين الجاذبية والتسارع.
ما هي الاستنتاجات الرئيسية للنسبية العامة؟
هناك عدة استنتاجات للنسبية العامة أهمها ما يلي:
- لا يوجد إطار مرجعي مطلق (ثابت تماماً) .
- تنطبق قوانين الفيزياء بالتساوي على جميع الأطر المرجعية.
- سرعة الضوء ثابتة في جميع الأطر المرجعية.
- لا يوجد تزامن للأحداث بين أطر مرجعية منفصلة.
ما هي معادلة النسبية العامة؟
يمكن تلخيص نظرية النسبية العامة بالمعادلة التالية:
حيث تعتبر معادلة عددية لأن الطاقة (E) والكتلة (m) وسرعة الضوء (c) يمكن التعبير عنها بقيم عددية ومن الممكن أن تتحول الطاقة لمادة والعكس صحيح.
ما الذي أثبت صحة نظرية النسبية العامة لأينشتاين؟
قدم فريق من علماء الفلك نتائجهم حول ضوء النجوم المشوه إلى الجمعية الفلكية الملكية في لندن في عام 1919، حيث تم قياس كيفية تغير صور النجوم عندما تكون الشمس قريبة في الكسوف وصبت النتائج في صالح إثبات صحة نظرية النسبية العامة، وتم التحقق أيضاً من فعالية النسبية العامة تجريبياً من خلال ملاحظات عدسات الجاذبية، ودراسة مدار كوكب عطارد، واتساع الوقت في مجال الجاذبية الأرضية، وموجات الجاذبية الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء.
هل ما زالت النسبية العامة مستخدمة؟
بالرغم من الدور الكبير للنظرية النسبية العامة في تكوين الفيزياء الحديثة اليوم، لكن فاقتها في الأهمية نظرية ميكانيك الكم التي طُرحت في منتصف القرن العشرين، لأن النسبية العامة لم تستطع تفسير ما يحدث في أعماق الذرة.
كيف يتم تطبيق النظرية النسبية العامة اليوم؟
تُستخدم النسبية العامة لأينشتاين في تصميم شبكة الأقمار الصناعية التي تدور في مدارات حول الأرض لتشكل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، حيث تنتقل الاهتزازات الذرية عبر الزمكان كموجات ثقالية.
كيف تنبأت نظرية النسبية العامة بوجود الثقوب السوداء؟
تنبأ أينشتاين من خلال النظرية العامة بوجود الثقوب السوداء، وهي أجسام شديدة الكثافة لا يمكن للضوء الهروب منها، إذ تمثل أكثر التشوهات تطرفاً في نسيج الزمكان، وتشتهر بتأثير جاذبيتها الهائلة على الضوء بطرق غريبة لا يمكن تفسيرها إلا من خلال نظرية أينشتاين.
وتم إثبات صحة وجود الثقوب السوداء في عام 2019، عندما كشف تلسكوب التعاون الدولي أفق الحدث الصورة الأولى لأفق حدث الثقب الأسود.