بدأ ألبرت أينشتاين صياغة نظريته النسبية في عام 1905 لشرح سلوك الأجسام في الفضاء والزمن، ويمكن استخدام هذا العمل الرائد للتنبؤ بأمور مثل وجود الثقوب السوداء وانحناء الضوء بسبب الجاذبية وسلوك الكواكب في مداراتها.
مبادئ النظرية النسبية
غياب الإطار المرجعي المطلق: لا يوجد إطار مرجعي “مطلق”. في كل مرة تقيس فيها سرعة الكائن أو الزخم أو كيف يمر بالزمن، يكون ذلك دائمًا بالنسبة لشيء آخر.
سرعة الضوء ثابتة: سرعة الضوء هي نفسها بغض النظر عن الشخص الذي يقيسها أو مدى سرعته.
لا شيء يمكن أن يتجاوز الضوء: لا يمكن لشيء التحرك بسرعة تتجاوز سرعة الضوء.
والآن كيف يمكننا ملاحظة أثر النظرية النسبية في حياتنا اليومية؟ هناك 8 طرق لهذه الملاحظة، نستعرضها سويًا.
الكهرومغناطيسية
تعتمد الكهرومغناطيسية أيضًا على النسبية. عند تدفق تيار كهربائي عبر سلك، تتحرك الإلكترونات في المادة. عندما يتم وضع سلك آخر مع تيار متجاورًا، تحدث جذب أو دفع بينهما اعتمادًا على اتجاه التيار. يظهر هذا أنه لا يوجد إطار مرجعي مميز.
نظام تحديد المواقع العالمي
يظهر تأثير انحراف الزمن النسبي في أجهزة تحديد المواقع للسيارات، حيث يجب على الأقمار الاصطناعية أن تأخذ في اعتبارها تأثيرات النسبية أثناء إرسال الإشارات لتحديد المواقع بدقة.
لون الذهب
يُفسر لون الذهب بواسطة نظرية النسبية، حيث تؤثر تأثيرات النسبية على حركة الإلكترونات في الذهب، مما يؤدي إلى تغيير في الألوان التي يمتصها وينعكسها.
مقاومة الذهب للتآكل
تفسر تأثيرات النسبية أيضًا سبب مقاومة الذهب للتآكل، حيث يكون الإلكترون الخارجي أقرب إلى النواة، مما يجعله أقل عرضة للتفاعلات الكيميائية.
الزئبق السائل
يعتبر الزئبق سائلًا بسبب التأثيرات النسبية، حيث تكون روابط الزئبق ضعيفة بسبب حركة الإلكترونات بسرعة وزيادة كتلتها النسبية.
التلفاز القديم
كانت شاشات التلفاز القديمة تعتمد على أنابيب الأشعة الكاثودية، حيث كان عليها مراعاة تأثيرات النسبية عند تصميم المغناطيسات.
الضوء
تتطلب نظرية النسبية وجود إطار مرجعي ثابت لحدوث ظاهرة الضوء، حيث ينبغي أن تتحرك تغييرات في الحقل الكهرومغناطيسي بسرعة محددة بدلاً من الفورية.
الشمس
إذا لم يكن هناك معادلة أينشتاين الأكثر شهرة (E = mc^2)، لماعت الشمس والنجوم الأخرى لماذا لا تتساقط على أرضنا. تحول الهيدروجين إلى هليوم في قلب الشمس بفضل تحول الكتلة إلى طاقة، وهي الآلية التي تسبب الضوء.
في النهاية، تُظهر هذه الأمثلة الحية كيف يُمكن لنظرية النسبية أن تكون حاضرة في حياتنا اليومية وتؤثر على عديد من جوانب التكنولوجيا والظواهر الطبيعية التي نعتمد عليها.
اقرأ ايضاً :
كيف يتم تحديد فصيلة الدم؟ وهل هي وراثية؟
