تنطبق النظرية النسبية العامة على جميع الأنظمة المرجعية (وليس فقط على تلك التي تتحرك بسرعة ثابتة بالنسبة لبعضها البعض) وتبدو رياضيًا أكثر تعقيدًا بكثير من النظرية الخاصة (وهو ما يفسر الفجوة البالغة أحد عشر عامًا بين نشرها). ويتضمن كحالة خاصة النظرية النسبية الخاصة (وبالتالي قوانين نيوتن). وفي الوقت نفسه، تذهب النظرية النسبية العامة إلى أبعد من كل سابقاتها. وعلى وجه الخصوص، فهو يعطي تفسيرًا جديدًا للجاذبية.

النظرية النسبية العامة تجعل العالم رباعي الأبعاد: يضاف الزمن إلى الأبعاد المكانية الثلاثة. جميع الأبعاد الأربعة لا يمكن فصلها، لذلك لم نعد نتحدث عن المسافة المكانية بين جسمين، كما هو الحال في العالم ثلاثي الأبعاد، ولكن عن الفواصل الزمنية المكانية بين الأحداث، والتي تجمع المسافة بينهما - كلاهما في الزمان والمكان . أي أن المكان والزمان يعتبران استمرارية زمانية رباعية الأبعاد، أو ببساطة الزمكان. وفي هذه السلسلة المتصلة، قد يختلف المراقبون الذين يتحركون بالنسبة لبعضهم البعض حول ما إذا كان حدثان قد وقعا في وقت واحد، أو ما إذا كان أحدهما يسبق الآخر. ولحسن حظ عقولنا المسكينة، فإن الأمر لا يصل إلى حد انتهاك علاقات السبب والنتيجة - أي أنه حتى النظرية النسبية العامة لا تسمح بوجود أنظمة إحداثية لا يقع فيها حدثان في وقت واحد وفي ظروف مختلفة تسلسلات.

اعتبرت الفيزياء الكلاسيكية الجاذبية قوة عادية بين العديد من القوى الطبيعية (الكهربائية والمغناطيسية وغيرها). تم وصف الجاذبية بـ "العمل بعيد المدى" (الاختراق "من خلال الفراغ") والقدرة المذهلة على نقل تسارع متساوٍ إلى الأجسام ذات الكتل المختلفة.

قانون الجاذبية العالميةيخبرنا نيوتن أن بين أي جسمين في الكون توجد قوة جذب متبادلة. من وجهة النظر هذه، تدور الأرض حول الشمس، حيث تعمل قوى الجذب المتبادلة بينهما.

لكن النسبية العامة تجبرنا على النظر إلى هذه الظاهرة بشكل مختلف. وفقًا لهذه النظرية، فإن الجاذبية هي نتيجة لتشوه (“انحناء”) النسيج المرن للزمكان تحت تأثير الكتلة (كلما كان الجسم أثقل، على سبيل المثال الشمس، كلما زاد انحناء الزمكان تحت تأثير الكتلة). عليه، وبالتالي كلما كان مجال قوة الجاذبية أقوى). تخيل قطعة قماش مشدودة بإحكام (نوع من الترامبولين) توضع عليها كرة ضخمة. تتشوه اللوحة القماشية تحت وطأة وزن الكرة، ويتشكل حولها اكتئاب على شكل قمع. وفقًا للنظرية النسبية العامة، تدور الأرض حول الشمس مثل كرة صغيرة تتدحرج حول مخروط قمع يتكون نتيجة "دفع" الزمكان بواسطة كرة ثقيلة - الشمس. وما يبدو لنا أنه قوة الجاذبية هو في الواقع مظهر خارجي بحت لانحناء الزمكان، وليس قوة على الإطلاق في الفهم النيوتوني. حتى الآن، لا يوجد تفسير أفضل لطبيعة الجاذبية من النظرية النسبية العامة.

أولاً، تمت مناقشة المساواة في تسارع الجاذبية للأجسام ذات الكتل المختلفة (حقيقة أن مفتاحًا ضخمًا وعود ثقاب خفيف يسقطان بسرعة متساوية من الطاولة إلى الأرض). وكما لاحظ أينشتاين، فإن هذه الخاصية الفريدة تجعل الجاذبية مشابهة جدًا للقصور الذاتي.

في الواقع، يتصرف المفتاح وعود الثقاب كما لو كانا يتحركان في حالة انعدام الوزن بفعل القصور الذاتي، وكانت أرضية الغرفة تتحرك نحوهما بتسارع. بعد الوصول إلى المفتاح والمطابقة، ستتعرض الأرضية لتأثيرها، ثم الضغط عليها، لأن سيكون للقصور الذاتي للمفتاح والمطابقة تأثير على زيادة تسارع الأرضية.

هذا الضغط (يقول رواد الفضاء "الحمل الزائد") يسمى قوة القصور الذاتي. يتم تطبيق هذه القوة دائمًا على الأجسام الموجودة في الأطر المرجعية المتسارعة.

إذا طار صاروخ بتسارع يساوي تسارع الجاذبية على سطح الأرض (9.81 م/ث)، فإن قوة القصور الذاتي ستلعب دور وزن المفتاح والتطابق. وستكون جاذبيتها "الاصطناعية" مماثلة تمامًا للجاذبية الطبيعية الموجودة على سطح الأرض. وهذا يعني أن تسارع الإطار المرجعي هو ظاهرة مشابهة تمامًا للجاذبية.

على العكس من ذلك، في المصعد الذي يسقط بحرية، يتم التخلص من الجاذبية الطبيعية من خلال الحركة المتسارعة للنظام المرجعي للمقصورة "في السعي" للمفتاح والمطابقة. وبالطبع فإن الفيزياء الكلاسيكية لا ترى الظهور الحقيقي للجاذبية واختفاءها في هذه الأمثلة. يتم تقليد الجاذبية أو تعويضها فقط عن طريق التسارع. ولكن في النسبية العامة، يتم التعرف على التشابه بين القصور الذاتي والجاذبية على أنه أعمق بكثير.

طرح أينشتاين المبدأ المحلي لتكافؤ القصور الذاتي والجاذبية، مشيرًا إلى أنه على نطاقات صغيرة بما فيه الكفاية من المسافات والمدد لا يمكن تمييز ظاهرة واحدة عن أخرى من خلال أي تجربة. وهكذا، غيرت النسبية العامة الفهم العلمي للعالم بشكل أعمق. لقد فقد القانون الأول لديناميات نيوتن عالميته - فقد اتضح أن الحركة بالقصور الذاتي يمكن أن تكون منحنية ومتسارعة. ولم تعد هناك حاجة لمفهوم الكتلة الثقيلة. لقد تغيرت هندسة الكون: فبدلاً من الفضاء الإقليدي المستقيم والزمن الموحد، ظهر الزمكان المنحني، العالم المنحني. لم يشهد تاريخ العلم قط مثل هذه إعادة الهيكلة الدراماتيكية لوجهات النظر حول الأساسيات الفيزيائية للكون.

يعد اختبار النسبية العامة أمرًا صعبًا، لأنه في ظل الظروف المعملية العادية، تكون نتائجها تقريبًا نفس ما يتنبأ به قانون نيوتن للجاذبية. ومع ذلك، تم إجراء العديد من التجارب المهمة، ونتائجها تسمح لنا باعتبار النظرية مؤكدة. بالإضافة إلى ذلك، تساعد النظرية النسبية العامة في تفسير الظواهر التي نلاحظها في الفضاء، ومن الأمثلة على ذلك شعاع الضوء الذي يمر بالقرب من الشمس. تدرك كل من ميكانيكا نيوتن والنسبية العامة أنها يجب أن تنحرف نحو الشمس (السقوط). ومع ذلك، تتنبأ النسبية العامة بضعف إزاحة الشعاع. الملاحظات أثناء كسوف الشمسأثبت صحة تنبؤات أينشتاين. مثال آخر. كوكب عطارد، الأقرب إلى الشمس، لديه انحرافات طفيفة عن مداره الثابت، وهو أمر لا يمكن تفسيره من وجهة نظر الميكانيكا النيوتونية الكلاسيكية. ولكن هذا هو بالضبط المدار الذي تم الحصول عليه من خلال الحساب باستخدام صيغ النسبية العامة. يفسر تمدد الزمن في مجال جاذبية قوي الانخفاض في تواتر تذبذبات الضوء في إشعاع الأقزام البيضاء - النجوم نفسها كثافة عالية. وفي السنوات الأخيرة تم تسجيل هذا التأثير في ظروف المختبر. وأخيرا، فإن دور النسبية العامة عظيم جدا في علم الكونيات الحديث - علم بنية وتاريخ الكون بأكمله. كما تم العثور في هذا المجال من المعرفة على العديد من الأدلة على نظرية الجاذبية لأينشتاين. في الواقع، تختلف النتائج التي تنبأت بها النسبية العامة بشكل ملحوظ عن تلك التي تنبأت بها قوانين نيوتن فقط في وجود مجالات جاذبية فائقة القوة. وهذا يعني أنه لاختبار النظرية النسبية العامة بشكل كامل، نحتاج إما إلى قياسات دقيقة للغاية لأجسام ضخمة جدًا، أو إلى ثقوب سوداء، والتي لا تنطبق عليها أي من أفكارنا البديهية المعتادة. لذا فإن تطوير طرق تجريبية جديدة لاختبار النظرية النسبية يظل أحد أهم مهام الفيزياء التجريبية.

إن النظرية النسبية الخاصة، التي أحدثت ثورة في الفهم المقبول عمومًا للعالم في بداية القرن الماضي، لا تزال تثير عقول وقلوب الناس. اليوم سنحاول معرفة ما هو عليه معًا.

في عام 1905، نشر ألبرت أينشتاين نظريته النسبية الخاصة (STR)، والتي شرحت كيفية تفسير الحركات بين مختلف الإطارات المرجعية بالقصور الذاتي - وببساطة، الأجسام التي تتحرك بسرعة ثابتة بالنسبة لبعضها البعض.

وأوضح أينشتاين أنه عندما يتحرك جسمان بسرعة ثابتة، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار حركتهما بالنسبة لبعضهما البعض، بدلا من اعتبار أحدهما إطارا مرجعيا مطلقا.

لذا، إذا كان رائدا فضاء، أنت وهيرمان على سبيل المثال، تحلقان على متن مركبتين فضائيتين وتريدان مقارنة ملاحظاتكما، فإن الشيء الوحيد الذي تحتاج إلى معرفته هو سرعتك بالنسبة لبعضكما البعض.

تنظر النظرية النسبية الخاصة إلى حالة خاصة واحدة فقط (ومن هنا الاسم)، عندما تكون الحركة مستقيمة وموحدة. إذا تسارع جسم مادي أو انعطف إلى الجانب، فإن قوانين STR لم تعد تنطبق. ومن ثم تدخل النظرية النسبية العامة (GTR) حيز التنفيذ، والتي تشرح تحركات الأجسام المادية في الحالة العامة.

تقوم نظرية أينشتاين على مبدأين أساسيين:

1. مبدأ النسبية: يتم الحفاظ على القوانين الفيزيائية حتى بالنسبة للأجسام التي تعتبر أطر مرجعية بالقصور الذاتي، أي أنها تتحرك بسرعة ثابتة بالنسبة لبعضها البعض.

2. مبدأ سرعة الضوء: تظل سرعة الضوء كما هي عند جميع الراصدين، بغض النظر عن سرعتهم بالنسبة لمصدر الضوء. (يحدد الفيزيائيون سرعة الضوء بـ c).

أحد أسباب نجاح ألبرت أينشتاين هو أنه كان يفضل البيانات التجريبية على البيانات النظرية. عندما كشف عدد من التجارب عن نتائج تتعارض مع النظرية المقبولة عمومًا، قرر العديد من الفيزيائيين أن هذه التجارب كانت خاطئة.

كان ألبرت أينشتاين من أوائل الذين قرروا بناء نظرية جديدة بناءً على بيانات تجريبية جديدة.

في نهاية القرن التاسع عشر، كان الفيزيائيون يبحثون عن الأثير الغامض - وهو وسيط، وفقًا للافتراضات المقبولة عمومًا، يجب أن تنتشر موجات الضوء، مثل الموجات الصوتية، التي يتطلب انتشارها الهواء، أو وسيلة أخرى صلبة، سائلة أو غازية. أدى الإيمان بوجود الأثير إلى الاعتقاد بأن سرعة الضوء يجب أن تختلف باختلاف سرعة الراصد بالنسبة للأثير.

تخلى ألبرت أينشتاين عن مفهوم الأثير وافترض أن جميع القوانين الفيزيائية، بما في ذلك سرعة الضوء، تظل دون تغيير بغض النظر عن سرعة الراصد - كما أظهرت التجارب.

تجانس المكان والزمان

تفترض تقنية SRT لأينشتاين وجود علاقة أساسية بين المكان والزمان. الكون المادي، كما نعلم، له ثلاثة أبعاد مكانية: من أعلى إلى أسفل، ومن اليمين إلى اليسار، ومن الأمام إلى الخلف. يضاف إليها بعد آخر - الوقت. تشكل هذه الأبعاد الأربعة مجتمعة استمرارية الزمكان.

إذا كنت تتحرك بسرعة عالية، فإن ملاحظاتك للمكان والزمان ستكون مختلفة عن تلك التي يلاحظها الأشخاص الآخرون الذين يتحركون بسرعة أبطأ.

الصورة أدناه تظهر تجربة فكريةمما سيساعدك على فهم هذه الفكرة. تخيل أنك على سفينة فضائية، لديك ليزر بين يديك، ترسل به أشعة الضوء إلى السقف الذي تم تركيب المرآة عليه. يسقط الضوء المنعكس على الكاشف الذي يسجلهم.

من الأعلى - أرسلت شعاعًا من الضوء إلى السقف، فانعكس وسقط عموديًا على الكاشف. الأسفل - بالنسبة لهيرمان، يتحرك شعاع الضوء قطريًا نحو السقف، ثم قطريًا نحو الكاشف

لنفترض أن سفينتك تتحرك بسرعة ثابتة تساوي نصف سرعة الضوء (0.5c). وفقا لـ SRT لأينشتاين، هذا لا يهمك، فأنت حتى لا تلاحظ حركتك.

ومع ذلك، فإن هيرمان، الذي يراقبك من المركبة الفضائية أثناء الراحة، سيرى صورة مختلفة تمامًا. من وجهة نظره، سيمر شعاع من الضوء قطريًا إلى المرآة الموجودة في السقف، وينعكس منها ويسقط قطريًا على الكاشف.

بمعنى آخر، سيبدو مسار شعاع الضوء مختلفًا بالنسبة لك وبالنسبة لهيرمان، وسيكون طوله مختلفًا. وبالتالي، فإن طول الوقت الذي يستغرقه شعاع الليزر ليقطع المسافة إلى المرآة وإلى الكاشف سيبدو مختلفًا بالنسبة لك.

تسمى هذه الظاهرة تمدد الزمن: الوقت على مركبة فضائية تتحرك بسرعة عالية يتدفق بشكل أبطأ بكثير من وجهة نظر مراقب على الأرض.

يوضح هذا المثال، بالإضافة إلى العديد من الأمثلة الأخرى، بوضوح العلاقة التي لا تنفصم بين المكان والزمان. ويظهر هذا الارتباط بوضوح للمراقب فقط عندما نتحدث عن سرعات عالية قريبة من سرعة الضوء.

أكدت التجارب التي أجريت منذ أن نشر أينشتاين نظريته العظيمة أن المكان والزمان يُنظر إليهما بشكل مختلف اعتمادًا على سرعة الأجسام.

الجمع بين الكتلة والطاقة

وبحسب نظرية الفيزيائي الكبير، فإنه عندما تزداد سرعة جسم مادي مقترباً من سرعة الضوء، فإن كتلته تزداد أيضاً. أولئك. كلما تحرك الجسم بشكل أسرع، أصبح أثقل. فإذا تم الوصول إلى سرعة الضوء، تصبح كتلة الجسم وطاقته لا نهائية. كلما كان الجسم أثقل، كلما زادت صعوبة زيادة سرعته؛ إن تسريع جسم ذي كتلة لا نهائية يتطلب كمية لا نهائية من الطاقة، لذلك من المستحيل أن تصل الأجسام المادية إلى سرعة الضوء.

قبل أينشتاين، كان مفهوما الكتلة والطاقة يُنظر إليهما بشكل منفصل في الفيزياء. لقد أثبت العالم العبقري أن قانون حفظ الكتلة، وكذلك قانون حفظ الطاقة، هما جزء من القانون الأكثر عمومية لقانون الكتلة والطاقة.

بفضل العلاقة الأساسية بين هذين المفهومين، يمكن تحويل المادة إلى طاقة، والعكس صحيح - الطاقة إلى مادة.

لفترة طويلة، لم يتمكن أي عالم في العالم من مقارنة إسحاق نيوتن في تأثيره على أفكار البشرية حول الطبيعة. ولد مثل هذا الشخص عام 1879 في مدينة أولم الألمانية، وكان اسمه ألبرت أينشتاين.

ولد أينشتاين في عائلة تاجر سلع كهربائية، ودرس في صالة للألعاب الرياضية العادية في ميونيخ، ولم يكن مجتهدًا بشكل خاص، ثم فشل في اجتياز امتحانات القبول في كلية زيورخ للفنون التطبيقية وتخرج من مدرسة كانتونية في مدينة أراو. فقط في محاولته الثانية دخل كلية الفنون التطبيقية. كان الشاب يعاني من مشاكل في اللغات والتاريخ، لكنه أظهر في وقت مبكر قدرة كبيرة في الرياضيات والفيزياء والموسيقى، وأصبح عازف كمان جيد.

في صيف عام 1900، حصل أينشتاين على دبلوم كمدرس للفيزياء. بعد عامين فقط، بناء على توصية الأصدقاء، حصل على وظيفة وظيفة دائمةخبير في المكتب الفيدرالي لبراءات الاختراع في برن. عمل أينشتاين هناك من عام 1902 إلى عام 1909. وقد تركت له واجباته الرسمية متسعًا من الوقت للتفكير في الأمر. مشاكل علمية. كان عام 1905 هو الأكثر نجاحا بالنسبة لأينشتاين - حيث نشر الفيزيائي البالغ من العمر 26 عاما خمس مقالات، والتي تم الاعتراف بها لاحقا على أنها روائع الفكر العلمي. يحتوي العمل "في وجهة نظر إرشادية حول ظهور الضوء وتحوله" على فرضية حول الكم الخفيف - الجسيمات الأولية الاشعاع الكهرومغناطيسي. أتاحت فرضية أينشتاين تفسير التأثير الكهروضوئي: ظهور تيار عند إضاءة مادة ما بإشعاع قصير الموجة. تم اكتشاف التأثير في عام 1886 بواسطة هيرتز ولم يتناسب مع إطار النظرية الموجية للضوء. لهذا العمل، تم منح أينشتاين في وقت لاحق جائزة نوبل. لقد خلق اكتشاف أينشتاين الأساس الأيديولوجي لنموذج رذرفورد-بور للذرة، والذي بموجبه ينبعث الضوء ويمتص في أجزاء (الكمات)، ومفهوم لويس دي برولي عن "موجات المادة". وقبل وقت ليس ببعيد، اكتشف ماكس بلانك أن الحرارة تنبعث أيضًا من الكمات. تم تنفيذ التوليف من وجهتي نظر غير متوافقتين ظاهريًا حول طبيعة الضوء، والتي عبر عنها هيغنز ونيوتن في وقت واحد.

ويمكن اعتبار مقال أينشتاين "حول الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة"، الذي نُشر في نفس عام 1905، بمثابة مقدمة للنظرية النسبية الخاصة، التي أحدثت ثورة في الأفكار حول المكان والزمان.

لقد قطعت الأفكار العلمية الطبيعية حول المكان والزمان شوطا طويلا في التطور. لفترة طويلة، كانت الأفكار الرئيسية هي الأفكار العادية حول المكان والزمان، مثل بعض الظروف الخارجية للوجود التي توضع فيها المادة والتي سيتم الحفاظ عليها حتى لو اختفت المادة. وقد مكّن هذا الرأي من صياغة مفهوم المكان والزمان المطلقين، والذي حصل على أوضح صيغته في كتاب نيوتن “المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية”.

كانت النظرية النسبية الخاصة، التي أنشأها أينشتاين عام 1905، نتيجة لتعميم وتوليف الميكانيكا الكلاسيكية لجاليليو - نيوتن والديناميكا الكهربائية لماكسويل - لورنتز. فهو يصف قوانين جميع العمليات الفيزيائية عند سرعات الحركة القريبة من سرعة الضوء، ولكن دون الأخذ في الاعتبار مجال الجاذبية. ومع انخفاض سرعة الحركة، فإنها تتحول إلى الميكانيكا الكلاسيكية، التي يتبين أنها حالتها الخاصة. نقطة البدايةوأصبحت هذه النظرية هي مبدأ النسبية، ويترتب على ذلك أنه بين السكون والحركة -إذا كانت منتظمة ومستقيمة- لا يوجد فرق جوهري. يكتسب مفهوما الراحة والحركة معنى فقط عند الإشارة إلى نقطة مرجعية. وفقًا للنظرية النسبية الخاصة، التي توحد المكان والزمان في سلسلة زمكانية واحدة رباعية الأبعاد، تعتمد خصائص الزمكان للأجسام على سرعة حركتها. وتقل الأبعاد المكانية في اتجاه الحركة مع اقتراب سرعة الأجسام من سرعة الضوء في الفراغ (300 ألف كم/ثانية)، وتتباطأ عمليات الزمن في الأنظمة سريعة الحركة، وتزداد كتلة الجسم.

كونك في إطار مرجعي متحرك، أي يتحرك بالتوازي وعلى نفس المسافة من النظام المقاس، فمن المستحيل ملاحظة هذه التأثيرات، والتي تسمى النسبية، نظرًا لأن جميع المقاييس المكانية والأجزاء المستخدمة في القياسات ستتغير بنفس الطريقة تمامًا . وفقا لمبدأ النسبية، فإن جميع العمليات في الأنظمة المرجعية بالقصور الذاتي تسير بنفس الطريقة. لكن إذا كان النظام غير قصوري، فيمكن ملاحظة التأثيرات النسبية وتغييرها. لذلك، إذا ذهبت سفينة نسبية خيالية إلى نجوم بعيدة، فبعد عودتها إلى الأرض، سيمر وقت أقل في نظام السفينة مقارنة بالأرض، وسيكون هذا الاختلاف أكبر كلما زادت الرحلة، وسرعة السفينة سيكون أقرب إلى سرعة الضوء. استخدمت نظرية أينشتاين الموقف الأساسي القائل بأنه لا يوجد شيء في الكون يمكنه التحرك بشكل أسرع من الضوء في الفراغ، وأن سرعة الضوء تظل ثابتة بالنسبة لجميع المراقبين، بغض النظر عن سرعة حركتهم في الفضاء.

مقال "هل يعتمد القصور الذاتي للجسم على محتوى الطاقة الموجود فيه؟" أكمل إنشاء النظرية النسبية (من اللاتينية relativus - "نسبي"). هنا، ولأول مرة، تم إثبات العلاقة بين الكتلة والطاقة، بالترميز الحديث – E = mc2. كتب أينشتاين: "...إذا أطلق جسم ما الطاقة E على شكل إشعاع، فإن كتلته تنخفض بمقدار E/c2... كتلة الجسم هي مقياس للطاقة الموجودة فيه." لقد تجاوز هذا الاكتشاف حدود الفيزياء والتكنولوجيا والفلسفة، ويحدد حتى يومنا هذا بشكل غير مباشر مصير البشرية. إذن، الطاقة الذرية هي، بالمعنى الدقيق للكلمة، كتلة تتحول إلى طاقة.

إن ظهور مثل هذه الأعمال التاريخية لم يجلب الاعتراف الفوري لأينشتاين، وكان لا يزال مجبرًا على مواصلة العمل في مكتب براءات الاختراع. فقط في ربيع عام 1909، تم انتخاب أينشتاين أستاذًا للفيزياء النظرية في كلية الفنون التطبيقية في زيورخ، وتمكن من مغادرة المكتب. في عام 1913، تم انتخاب العالم عضوا في الأكاديمية البروسية للعلوم. وفي برلين، حصل أينشتاين على ظروف مواتية لمواصلة عمله العلمي. في عام 1916 نشر "أساسيات النظرية النسبية العامة". لم يكن لأفكار أينشتاين، في نظر العلماء النظريين، بل وأكثر من ذلك في نظره، معنى عملي ضيق، بل معنى فلسفي. لقد خلق صورة متناغمة للكون.

في عام 1921، حصل أينشتاين على جائزة نوبل عن "الخدمات التي قدمها للفيزياء النظرية وخاصة لاكتشافه قانون التأثير الكهروضوئي". أدى منح هذه الجائزة ليهودي إلى زيادة حادة في المشاعر المعادية للسامية في ألمانيا. اشتدت الهجمات على أينشتاين، لكنه استمر في نشاطه عمل علمي، ألقى العديد من المحاضرات العامة.

في عام 1932، ذهب الفيزيائي في رحلة أخرى إلى الولايات المتحدة ولم يعد إلى المنزل أبدًا - وصل هتلر إلى السلطة هناك، ولم يتوقع العبقري المعترف به دوليًا أي شيء جيد منه. ومنذ ذلك الحين، عمل أينشتاين في أمريكا. وفي عام 1939، أرسل رسالة إلى الرئيس روزفلت يدعو فيها إلى إنشاء قنبلة ذريةلاستبعاد الاحتكار من جانب ألمانيا. هذا الأخير لم يتلق هذا السلاح الرهيب قط، لكن المشروع الذي تدعمه الحكومة الأمريكية، كما نعلم، انتهى “بنجاح”، ولأينشتاين علاقة كبيرة بهذا الأمر. ومع ذلك، فقد أدان بشدة قصف هيروشيما وناغازاكي. توفي العالم في برينستون في عام 1955. لقد تذكره معاصروه ليس فقط بالنظرية النسبية، والتي، في الحقيقة، مفهومة تقريبًا على الأقل من قبل نسبة ضئيلة من سكان العالم، ولكن أيضًا بسبب غرابة الأطوار وروح الدعابة التي لا تضاهى.

الكسالى فقط هم الذين لا يعرفون عن تعاليم ألبرت أينشتاين التي تشهد بنسبية كل ما يحدث في هذا العالم الفاني. منذ ما يقرب من مائة عام، كانت النزاعات مستمرة ليس فقط في عالم العلوم، ولكن أيضا في عالم ممارسة الفيزيائيين. شرح النظرية النسبية لأينشتاين بكلمات بسيطة إنه سهل الوصول إليه تمامًا وليس سراً للمبتدئين.

في تواصل مع

بعض الأسئلة العامة

بالنظر إلى خصوصيات التعاليم النظرية لألبرت العظيم، يمكن تقييم افتراضاته بشكل غامض من خلال حركات مختلفة لعلماء الفيزياء النظرية، والمدارس العلمية العالية إلى حد ما، وكذلك أتباع التيار غير العقلاني للمدرسة الفيزيائية الرياضية.

بالعودة إلى بداية القرن الماضي، عندما حدثت طفرة في الفكر العلمي وعلى خلفية التغيرات الاجتماعية، بدأت بعض الحركات العلمية في الظهور، وظهرت النظرية النسبية لكل ما يعيش فيه الإنسان. وبغض النظر عن كيفية تقييم معاصرينا لهذا الوضع، فإن كل شيء في العالم الحقيقي ليس ثابتًا حقًا، النظرية النسبية الخاصة لأينشتاين:

• يتغير الزمن، وتتغير وجهات نظر المجتمع ورأيه العقلي حول مشاكل معينة من الناحية الاجتماعية؛
• الأسس الاجتماعية والنظرة العالمية فيما يتعلق بعقيدة الاحتمالية في مختلف أنظمة الدولةوفي شروط خاصةلقد تغير تطور المجتمع بمرور الوقت وتحت تأثير الآليات الموضوعية الأخرى.
• كيف تم تشكيل وجهات نظر المجتمع حول المشاكل؟ التنمية الاجتماعيةوكان نفس الموقف والرأي عنه نظريات أينشتاين حول الزمن.

مهم! نظرية الجاذبية لأينشتاينكان أساسًا للخلافات المنهجية بين العلماء الأكثر شهرة، سواء في بداية تطويره أو أثناء اكتماله. لقد تحدثوا عن ذلك، وكانت هناك العديد من المناقشات، وأصبح موضوع المحادثة في صالونات رفيعة المستوى في مختلف البلدان.

وناقشه العلماء، وكان موضع الحديث. حتى أن هناك فرضية مفادها أن التدريس كان مفهوماً لثلاثة أشخاص فقط من العالم العلمي. وعندما حان الوقت، بدأ كهنة أكثر العلوم غموضًا - الرياضيات الإقليدية - في شرح الافتراضات. ثم جرت محاولة لبناء نموذجها الرقمي ونفس العواقب التي تم التحقق منها رياضيا لعملها على الفضاء العالمي، واعترف مؤلف الفرضية أنه أصبح من الصعب للغاية فهم حتى ما قام بإنشائه. إذن ماذا يفعل النظرية النسبية العامة,ماذا يستكشفوما التطبيق العملي الذي وجدته في العالم الحديث؟

تاريخ وجذور النظرية

اليوم، في الغالبية العظمى من الحالات، يتم وصف إنجازات أينشتاين العظيم بإيجاز على أنها إنكار كامل لما كان في الأصل ثابتًا لا يتزعزع. كان هذا الاكتشاف هو الذي جعل من الممكن دحض ما يعرفه جميع تلاميذ المدارس بأنه ذات الحدين الجسديين.

غالبية سكان الكوكب، بطريقة أو بأخرى، بعناية ومدروس أو بشكل سطحي، ولو مرة واحدة فقط، لجأوا إلى صفحات الكتاب العظيم - الكتاب المقدس.

يمكنك أن تقرأ فيه عما أصبح تأكيدًا حقيقيًا جوهر التدريس- ما عمل عليه عالم أمريكي شاب في بداية القرن الماضي. إن حقائق الإرتفاع وغيرها من الأشياء الشائعة إلى حد ما في تاريخ العهد القديم أصبحت ذات يوم معجزات في العصر الحديث. الأثير هو الفضاء الذي يعيش فيه الإنسان حياة مختلفة تمامًا. تمت دراسة خصوصيات الحياة على الهواء من قبل العديد من مشاهير العالم في هذا المجال علوم طبيعية. و نظرية الجاذبية لأينشتاينوأكد أن ما ورد في الكتاب القديم صحيح.

أتاح عمل هندريك لورنتز وهنري بوانكاريه اكتشاف ميزات معينة للأثير بشكل تجريبي. بادئ ذي بدء، هذا هو العمل على إنشاء نماذج رياضية للعالم. كان الأساس هو التأكيد العملي على أنه عندما تتحرك جزيئات المادة في الفضاء الأثيري، فإنها تنكمش بالنسبة لاتجاه الحركة.

مكنت أعمال هؤلاء العلماء العظماء من وضع الأساس للافتراضات الرئيسية للعقيدة. هذه هي الحقيقة التي تعطي مادة دائمةللادعاء بأن أعمال الحائز على جائزة نوبل و نظرية ألبرت النسبيةكانت ولا تزال سرقة أدبية. يدعي العديد من العلماء اليوم أن العديد من الافتراضات تم قبولها في وقت أبكر بكثير، على سبيل المثال:

• مفهوم التزامن المشروط للأحداث؛
• مبادئ فرضية ذات الحدين الثابتة ومعايير سرعة الضوء.

ما يجب القيام به ل فهم النظرية النسبية؟ النقطة تكمن في الماضي. في أعمال بوانكاريه تم طرح الفرضية القائلة بأن السرعات العالية في قوانين الميكانيكا تحتاج إلى إعادة التفكير. وبفضل تصريحات الفيزيائي الفرنسي، عرف العالم العلمي مدى نسب الحركة في الإسقاط إلى نظرية الفضاء الأثيري.

في العلوم الساكنة، تم أخذ حجم كبير من العمليات الفيزيائية في الاعتبار بالنسبة للأشياء المادية المختلفة التي تتحرك بها. تصف افتراضات المفهوم العام العمليات التي تحدث مع الأجسام المتسارعة، وتشرح وجود جزيئات الغرافيتون والجاذبية نفسها. جوهر النظرية النسبيةفي شرح تلك الحقائق التي كانت في السابق هراءً عند العلماء. إذا كان من الضروري وصف ميزات الحركة وقوانين الميكانيكا، والعلاقات بين الفضاء واستمرارية الزمن في ظروف الاقتراب من سرعة الضوء، فيجب تطبيق مسلمات النظرية النسبية حصريًا.

حول النظرية لفترة وجيزة وبشكل واضح

لماذا يختلف تعليم ألبرت العظيم عما فعله الفيزيائيون قبله؟ في السابق، كانت الفيزياء علمًا ثابتًا إلى حد ما، حيث نظر في مبادئ تطور جميع العمليات في الطبيعة في مجال نظام "هنا واليوم والآن". جعل أينشتاين من الممكن رؤية كل ما يحدث ليس فقط في الفضاء ثلاثي الأبعاد، ولكن أيضًا فيما يتعلق بالأشياء والنقاط المختلفة في الوقت المناسب.

انتباه!في عام 1905، عندما نشر أينشتاين نظريته النسبية، سمحت لي أن أشرح الخيار المتاحتفسير الحركة بين أنظمة حساب القصور الذاتي المختلفة.

أحكامه الرئيسية هي نسبة السرعات الثابتة لجسمين يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض بدلا من أخذ أحد الأجسام، والتي يمكن اعتبارها أحد العوامل المرجعية المطلقة.

سمة التدريسهو أنه يمكن اعتباره فيما يتعلق بحالة استثنائية واحدة. العناصر الرئيسية:

1. استقامة اتجاه الحركة.
2. توحيد حركة الجسم المادي.

عند تغيير الاتجاه أو أي معلمات بسيطة أخرى، عندما يتمكن جسم مادي من التسارع أو الدوران إلى الجانبين، فإن قوانين النظرية النسبية الثابتة لا تكون صالحة. في هذه الحالة، القوانين العامةالنسبية، والتي يمكن أن تفسر حركة الأجسام المادية في الوضع العام. وهكذا وجد أينشتاين تفسيرا لجميع مبادئ تفاعل الأجسام المادية مع بعضها البعض في الفضاء.

مبادئ النسبية

مبادئ التدريس

لقد كان البيان حول النسبية موضوعًا لأكثر المناقشات حيوية منذ مائة عام. ويعتبر معظم العلماء خيارات مختلفةتطبيق المسلمات كتطبيق لمبدأين من مبادئ الفيزياء. وهذا المسار هو الأكثر شعبية بين الفيزياء التطبيقية. المسلمات الأساسية نظرية النسبية، حقائق مثيرة للاهتمام ، والتي وجدت اليوم تأكيدًا لا يقبل الجدل:

• مبدأ النسبية. الحفاظ على العلاقة بين الأجسام في ظل جميع قوانين الفيزياء. قبولها كأطر مرجعية بالقصور الذاتي تتحرك للأمام سرعات ثابتةنسبة لبعضها البعض.
• فرضية حول سرعة الضوء. ويظل ثابتًا لا يتغير في جميع المواقف، بغض النظر عن السرعة وعلاقتها بمصادر الضوء.

على الرغم من التناقضات بين التعاليم الجديدة والمسلمات الأساسية لواحدة من أكثر العلوم الدقيقةعلى أساس مؤشرات ثابتة ثابتة، فرضية جديدةلقد جذبتني بنظرة جديدة إلى العالم من حولي. وتم ضمان نجاح العالم، وهو ما أكده منحه جائزة نوبل في مجال العلوم الدقيقة.

ما سبب هذه الشعبية المذهلة و كيف اكتشف أينشتاين نظريته النسبية؟ تكتيكات عالم شاب.

1. حتى الآن، طرح العلماء المشهورون عالميًا أطروحة، وعندها فقط أجروا سلسلة من الدراسات العملية. إذا تم الحصول في لحظة معينة على بيانات لا تتناسب مع المفهوم العام، فسيتم الاعتراف بها على أنها خاطئة وتم تقديم الأسباب.
2. استخدم العبقري الشاب تكتيكات مختلفة جذريًا، وأجرى تجارب عملية، وكانت متسلسلة. النتائج التي تم الحصول عليها، على الرغم من حقيقة أنها قد لا تتناسب بطريقة أو بأخرى مع السلسلة المفاهيمية، تم بناؤها في نظرية متماسكة. ولا توجد "أخطاء" أو "عدم دقة" في كل اللحظات فرضيات النسبية، أمثلةومن الواضح أن نتائج الملاحظات تتناسب مع التعاليم النظرية الثورية.
3. مستقبل حائز على جائزة نوبلدحضت الحاجة إلى دراسة الأثير الغامض، حيث تنتشر موجات الضوء. أدى الاعتقاد بوجود الأثير إلى عدد من المفاهيم الخاطئة الهامة. الافتراض الرئيسي هو التغيير في سرعة شعاع الضوء بالنسبة للمراقب الذي يراقب العملية في الوسط الأثيري.

النسبية للدمى

النسبية هي أبسط تفسير

خاتمة

الإنجاز الرئيسي للعالم هو إثبات انسجام ووحدة الكميات مثل المكان والزمان. إن الطبيعة الأساسية للارتباط بين هاتين المتصلتين في الأبعاد الثلاثة، مقترنة بالبعد الزمني، مكنت من فهم الكثير من أسرار طبيعة العالم المادي. شكرا ل نظرية الجاذبية لأينشتاينأصبح استكشاف الأعماق والإنجازات الأخرى متاحة العلم الحديثلأن الإمكانات الكاملة للتدريس لم يتم استخدامها حتى يومنا هذا.

يصف المقال نظرية النسبية لأينشتاين دون أي صيغ أو كلمات غامضة

الكثير منا سمع عن النظرية النسبية لألبرت أينشتاين، لكن البعض لا يستطيع فهم معنى هذه النظرية. بالمناسبة، هذه هي النظرية الأولى في التاريخ التي تأخذنا بعيدا عن النظرة العالمية المعتادة. دعونا نتحدث عن ذلك بكلمات بسيطة. لقد اعتدنا جميعًا على الإدراك ثلاثي الأبعاد: المستوى الرأسي والأفقي والعمق. إذا أضفنا الزمن هنا واعتبرناه الكمية الرابعة، فسنحصل على فضاء رباعي الأبعاد. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الوقت هو أيضا قيمة ذات صلة. لذا، كل شيء في عالمنا نسبي. ماذا يعني ذلك؟ على سبيل المثال، لنأخذ شقيقين توأمين، ونرسل أحدهما إلى الفضاء بسرعة الضوء لمدة 20 عامًا، ونترك الآخر على الأرض. عندما يعود التوأم الأول من الفضاء، سيكون أصغر بـ 20 عامًا من الذي بقي على الأرض. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه حتى الوقت نسبي في عالمنا، مثل كل شيء آخر. عندما يقترب جسم ما من سرعة الضوء، فإن الزمن يتباطأ. عند الوصول إلى السرعة، سرعة متساويةضوء، يتوقف الزمن تماما. ومن هذا يمكننا أن نستنتج أنه إذا تجاوزت سرعة الضوء، فإن الزمن سيعود، أي إلى الماضي.

كل هذا من الناحية النظرية، ولكن ماذا عن التطبيق العملي؟ لا يمكنك الاقتراب من سرعة الضوء، ناهيك عن تجاوزها. أما بالنسبة لسرعة الضوء، فهي تظل ثابتة دائمًا. على سبيل المثال، يقف شخص واحد على رصيف المحطة، والثاني يركب قطارًا في اتجاهه. إذا أضاء الشخص الواقف على المنصة مصباحًا يدويًا، فإن الضوء المنبعث منه سيسافر بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية. وإذا أضاء راكب القطار أيضاً مصباحاً يدوياً فإن سرعة ضوءه لن تزيد بسبب سرعة القطار، فهي تساوي دائماً 300 ألف كيلومتر في الثانية.

لماذا لا يزال من المستحيل تجاوز سرعة الضوء؟ والحقيقة هي أنه عند الاقتراب من سرعة تساوي سرعة الضوء، تزداد كتلة الجسم، وبالتالي تزداد الطاقة اللازمة لحركة الجسم وفقًا لذلك. إذا وصلنا إلى سرعة الضوء، فإن كتلة الجسم ستكون لا نهائية، وكذلك الطاقة من حيث المبدأ، لكن هذا مستحيل. فقط الأجسام التي ليس لها كتلة خاصة بها يمكنها أن تتحرك بسرعة الضوء، وهذا الكائن هو الضوء على وجه التحديد.

بالإضافة إلى ذلك، تشارك الجاذبية في هذا الأمر، ويمكنها تغيير الوقت. ووفقا للنظرية، كلما زادت الجاذبية، كلما كان تدفق الوقت أبطأ. ولكن هذا كله من الناحية النظرية، ولكن ماذا عن التطبيق العملي؟ الأنظمة الحديثةولهذا السبب على وجه التحديد، تكون الملاحة المتصلة بالأقمار الصناعية دقيقة للغاية. إذا لم يأخذوا في الاعتبار النظرية النسبية، فإن الفرق في القياسات يمكن أن يصل إلى عدة كيلومترات.

"ما هي النظرية النسبية؟" هو فيلم علمي قصير من إخراج سيميون رايتبورت في الجمعية الإبداعية الثانية لاستوديو الأفلام Mosnauchfilm في عام 1964.