التصنيف: النظرية النسبية وعلم الكونيات

تبقى بنية الفراغ* والزمان بالتحديد الأساس لكل من العلوم الفيزيائية وخبرتنا الظاهرية عن العالم. إن المكان والزمن مفاهيم وأفكار عامة وأسس لدرجة أننا لا نتساءل في حياتنا اليومية عن خصائصهما. ومع ذلك فإن العلم الحديث اكتشف الحالات التي يستطيع فيها كل من المكان والزمن تغيير صفاتهما بشكل شديد، وهذا بدوره يؤدي إلى حدوث ظواهر غير متوقعة وغير مألوفة. إن كثيراً من هذه الحالات تدين بظهورها إلى التطورات التي حدثت مؤخراً في علم الفلك. إن إمكانية وجود الثقوب السوداء Black Holes والانفجار الكوني الأول Big Bang – أصل العالم -. حفز تحريات مفصلة حول سلوك المكان والزمان والمادة، فعندما تصبح قوة الثقالة (التجاذب المادي) قوة عظيمة جداً فإن النتائج تدل على أنه حتى المكان والزمان قد ينهاران ويسقطان خارج الوجود.

المكان (الفراغ) Space
إن كلمة الفراغ قد تدل على الخلاء، بكلام أدق الفضاء الخارجي ليس فراغاً تاماً، فالفجوات الواسعة بين النجوم والكواكب، تحتوي دائماً على دقائق من المادة وعلى كمية كبيرة من الإشعاع، ورغم ذلك فإن كلمة الفراغ تستحضر صورة الخلاء. هذه النظرة إلى الفراغ على أنه غياب الأشياء، تجعل من الصعب على كثير من الناس، أن يفهموا لماذا العلماء يحاولون وضع النظريات حول الفراغ، فإذا كان الفراغ لاشيء، إذاً .. لا يوجد هناك شيء نقوله عنه. إن نظرة العلماء للفراغ مختلفة تماماً. إن خواص الفراغ في كل موضع منه تقريباً مشابه لخواصه عند سطح الأرض، حيث كان نيوتن وليبنتز يخمنون طبيعته. لقد اعتبر العلم الحديث أن بنية الفراغ تتألف من مستويات عدة. إن فروع الفيزياء الحديثة تقترح : أن الأجسام المادية، هي اضطرابات في بنية الفراغ الأساسية. إذاً ..الأفضل من تصور العالم أنه محتوى في الفراغ، فإن علم الفلك الحديث

* كلمة الفراغ (Space) ترادف كلمة المكان، الفضاء، المسافة.

اعتبر الأجسام المادية والفراغ معاً يؤلفان العالم The Universe. ولهذا يقف الفراغ إلى جانب المادة لامتلاكه مكانة فيزيائية كالخواص والبنى. كثير من هذه الخواص والبنى، كان مألوفاً عند اليونانيين القدامى. لقد سجلوا هذه الخواص والصفات للفراغ (المكان) بشكل منتظم في نظرياتهم وفرضياتهم في علم الهندسة.

الزمن Time (مجلة المختار)
-يقول ريتشارد ب فينمان الحائز على جائزة نوبل : نتعامل نحن علماء الفيزياء مع الزمن يومياً، ولكن لا تسألني عن ماهيته، إنه أصعب مما نستطيع إدراكه.

-يقول غرنوت وينكلر مدير دائرة خدمات التوقيت في المرصد البحري الأمريكي في العاصمة واشنطن : لقد أولينا قياس الزمن اهتماماً أكثر من اهتمامنا بأي من المتغيرات الطبيعية، لكنه يبقى لغزاً موجوداً في عقولنا فقط.

-يقول ستيفن هوكنغ عالم الفيزياء النظرية في جامعة كمبردج ببريطانية، مؤلف كتاب “موجز تاريخ الزمن” الشهير : لقد أثبتنا أن المادة في الكون، لابد أنها كانت مضغوطة على نحو لا متناه قبل زهاء 15 مليار سنة. وقبل ذلك، لم يكن هناك وجود للزمن كما نقيسه الآن. والسبب أن الجانب الآخر من بداية الزمن هو لغز باق، ظلام لا يسبر غوره.

إن خبرتنا الإنسانية عن الزمن، تختلف بشكل أساسي عن خبرتنا للمكان (الفراغ). فبالإحساس والشعور، الزمن أكثر المفاهيم بدائية. إن الزمن يدخل في إدراكنا مباشرة. فالزمن أدرك ولوحظ لامتلاكه بنية أكثر جوهرية. فاكتساب المعلومات حول المكان يتم خلال المختبر، والحواس الظاهرية. أما الزمن فله سر إضافي في عقولنا. إن بنية الزمن، التي تدرك وتلاحظ من خلال هذا السر، ربما وصفت كجريان، تدفق من الماضي إلى المستقبل، الانتقال من اللحظة الحاضرة إلى التالية. قد لا يبدو واضحاً، إن الزمن والمكان مقترنان مع بعضهم البعض بأية طريقة جوهرية. ولكن وصف الرياضيين للزمن، يصبح مشابهاً كثيراً للمكان. إضافة لذلك، يرتبط المكان والزمن مع بعضهما البعض في الحركة، ويبرز هذا الترابط من دراسة حركة الأجسام المادية والإشارات الضوئية. فالمكان والزمان مظهران لبنية واحدة تدعى الزمكان (Space-Time).

النموذج الرياضي للمكان Mathematical model of space
إن نظرية الفراغ، مثل النظريات في العلم تتطلب نموذجاً. إذاً.. يجب أن نشيد نموذجاً رياضياً يحمل تشابهاً جيداً للفراغ (المكان) مع العالم الحقيقي. لقد استخدم علماء الرياضيات كلمة فضاء (فراغ) للإشارة إلى أية مجموعة من النقاط؛ فالنقطة هي العنصر الأساسي لوصف الفضاء، نستطيع تصور هذه النقطة (النقطة الهندسية) على أنها نهاية دائرة صغيرة عندما قطر هذه الدائرة يسعى إلى الصفر، فليس لهذه النقطة أبعاد أو امتداد أو باطن. يجب أن نشير إلى أن نقاط هذا التجمع، ليست نقطاً انفرادية مستقلة بعضها عن بعض، وإنما نقطٌ متراصة جداً مع بعضها البعض. فلا يوجد أي انقطاع في الفراغ (المكان)، أي أن الفراغ مستمر ومتصل مع بعضه البعض. إن أي تركيب أو بنية في الفضاء مثل : المستقيم، المستوي، الخط المنحني، الكرة، المربع، متوازي السطوح…، هي مجموعة من النقاط، وبالتالي فهي فضاء. سنكتفي بهذا القدر عن الفراغ، وبما قدمه اليونانيون القدامى في فرضياتهم ونظرياتهم في الهندسة عن خواص هذا الفراغ.

إن الهندسة الإقليدية تعطي وصفاً جيداً في قياس الأطوال والزوايا إلى مسافات بعيدة تصل إلى 10 مرفوعة إلى القوة 25 متر. كما أنها تحتمل اختبارات على أبعاد صغيرة تصل إلى 10 مرفوعة إلى القوة – 16 متر. إذاً .. الفراغ الإقليدي الخالي من المادة، متجانس وموحد الخواص. ويمكن التعبير عن هذا بمبدأ يدعى الثبات.

مبدأ الثبات Invariance principle
إذا حركنا الجسم من موضع لآخر فلن يحدث أي تغير في خواصه الهندسية كحجمه أو شكله، أو في خواصه الفيزيائية ككتلته مثلاً. وكذلك الخواص الهندسية والفيزيائية للجسم لا تتغير حين يتغير اتجاه الجسم في الفراغ، فسرعة الضوء واحدة في جميع اتجاهات الفراغ.
إن قوانين بقاء كمية الحركة، وكمية الحركة الزاوية، والطاقة، لها علاقة وثيقة بمبدأ الثبات.
يجدر بنا الإشارة إلى وجود بعض الظواهر التي تشير إلى وجود بعض الاضطرابات في خواص هندسة الفراغ الإقليدي، خاصة في المناطق التي تقع بجوار النجوم الكبيرة حيث قوى الجاذبية كبيرة. فالنجوم الكبيرة تقوم بتشويه الفراغ القريب من حولها، وهذا ما تقر به النسبية العامة لأينشتاين. سنورد فيما يلي بعض هذه الظواهر، التي قد تشير إلى اضطرابات في هندسة الفراغ (المكان) في جوار الشمس.

1- انحراف الأشعة الضوئية
إن الأشعة الضوئية المارة بالقرب من حافة الشمس، تعاني انحناءً صغيراً قَدْره ”1.75 ثانية، وذلك عندما يكون الشعاع مماساً لحافة الشمس، فالنجوم القريبة من هذه الحافة، ستبدو مزاحة عن وضعها الأصلي، كما تتنبأ به النسبية العامة. كما إن إشارات الرادار تستغرق زمناً أكبر بالذهاب والعودة إلى ومن كوكب الزهرة، إذا مرت هذه الإشارات بمحاذاة الشمس، وهذا ما تتنبأ به النسبية العامة.

الشكل : انحراف الأشعة الضوئية المارة بجوار الشمس، نتيجة تشوه المكان بالقرب منها.

2- دوران إهليلج عطارد
يعد عطارد أقرب الكواكب إلى الشمس، فلا بد من تأثره باضطرابات هندسة الفراغ، أكثر من بقية كواكب المجموعة الشمسية. فقد لوحظ أن القطر الكبير لمداره الإهليلجي يتقدم قليلاً في كل دورة. وتبلغ زاوية هذا التقدم ثانية كل مئة عام. لم يستطع ميكانيك نيوتن أن يفسر هذه الظاهرة، ولكن النسبية العامة تنبأت بها، و ردّت هذه الظاهرة إلى تشوه المكان “الفراغ” حول الشمس. انظر الشكل.

الشكل : ملاحظة ، هناك مبالغة في شكل إهليلج عطارد.

المصدر كاتب الموضوع “خلدون محمد خالد”

http://www.hazemsakeek.com/vb/

http://www.herosh.com/download/20796…_____.pdf.html

بصورة عامة حل معادلة انشتاين يعطى الممتدد المترى و هو تلك الدالة التى تعرف طول الفترة فى الزمنكان

وانا احببت في هذا الموضوع ان اطرح عليكم بعض المعلومات البسيطة التي يمكن ان البعض يجهلها والتي نعرفها بفضل التقدم الكبير الذي يعرفه هذا العلم المدهش
فمثلا معروف انا برج البيزا هو برج مائل وبل وان ما يجعله اعجوبة من العجائب وهو بقاؤه واقفا رغم ميلانه الواضح..
والواقع ان جميع البنايات والعمارات والمنازل في جميع بقاع الارض هي مائلة قليلا بالنسبة للخط الرأسي الذي يربطها بمركز الارض ..
نعم هذا ما يجهله البعض والاغرب انها لو لم تكن مائلة كان يمكنها ان تسقط وتنهار كلها .. طبعا تقولون كيف ذلك؟

انا اشرح لكم كيف.. قوة الوزن التي تطبق على كل جسم له كتلة لا تمر من مركز الارض الا في حالتين وهي عند القطبين وعند مستوى خط الاستواء اذ انها مائلة قليلا وهذا الامر راجع لدوران الارض حول نفسها اذ يضاف لوزن الجسم قيمة يعبر عنها ب w²hm حيث w هي سرعة دوران الارض بالراديان والhm هي المسافة بين الشيء ومسقطه على محور الارض وان اردت ان اعلمهم كيف يمكننا تحديد هذه القيمة ببرهان عملي ودقيق فقط اعلموني
فهذه القيمة التي لها اتجاء مستوى خط الاستواء هي التي تميل بهذه القوة قليلا ومعلوم ان عامل البناء يبني المنازل اعتمادا على خيط او اي شي يخضع لوزن الثقالة وبالتالي فقياسهم الذي يعتمدون عليه مائل وبتالي جميع الابنية مائلة

بناء على النظرية النسبية الخاصة مفارقة التوأم صحيحة من ناحية الحسابات واذا ما حاولت ان اوضح لماذا سميت paradox او مفارقة سافترض ما يلي

لو كان هناك شخصين خالد وحسن ولدا في نفس اليوم قرر حسن القيام برحلة م****ة بسرعة تصل إلى 90% من سرعة الضوء وقرر خالد البقاء في البيت على الارض.

بناء على النظرية النسبية فإن المتحرك بسرعة كبيرة ساعته تؤخر بالنسبة للثابت لذلك فإن الزمن بالنسبة لخالد على الارض يتحرك كما نعرفه ولكن الزمن عند حسن يتأخر كما يقيسه خالد على الارض.

فمثلا يحتفل خالد بعيد ميلاده مرة كل عام على الارض ولكن خالد يرصد ان حسن يحتفل مرة كل خمس اعوام بالنسبة له ولهذا فإن عمر خالد يزيد خمس سنوات في حين عمر حسن يزيد سنة واحدة

[line]

لماذا هي مفارقة او Paradox؟

لانه كما يقدر خالد انه يكبر بمعدل خمس سنوات وان حسن بمعدل سنة واحدة فإنه ايضا حسن يرى العكس تماما، لن حسن يعتبر ان خالد في بيته على الكرة الارضية تبتعد عنه بسرعة 90% من سرعة الضوء في حين انه ثابت في مركبته الفضائية وهنا يجد حسن ان خالد ساعته تؤخر وانه يحتفل بعيد ميلاده مرة واحدة في حين ان حسن يحتفل 5 مرات على مركبته الفضائية

لماذا هذا لان محاور اسناد كل من خالد وحسن متكافئين ولا فرق بين الاثينين الا في نقطة واحدة وهي انه حسن يستطيع ان يشعر انه متحرك في لحظة ان يقوم بتغير اتجاه حركة المركبة الفضائية اثناء العوة للارض وايضا لحظة التوقف على سطح الارض اما خالد على الارض خلال رحلة حسن لا يلحظ اي تغير ابدا لان تسارع الارض ثابت

هذا يجعل حسن مميزاً عن خالد!

[line]

لمزيد من التفسير في الموضوع
عندما ينطلق حسن في المركبة الم****ة فإن خالد يعتمد على مرصد فلكي لمراقبة ساعة مثبتة داخل المركبة الم****ة واذا كانت سرعة المركبة قريبة من سرعة الضوء فإن المرصد يلتقط حركة عقرب الثواني في الساعة بواسطة موجة راديو (سرعتها هي سرعة الضوء) حيث ان سرعة الضوء ثابتة في الفراغ ولا علاقة لها بسرعة المركبة فإن المرصد سيرصد الثانية الواحدة على المركبة اطول من الثانية على الارض ربما كل ثانية ارضية تعادل ساعة اي 3600 ثانية على المركبة اي كلما ينتقل عقرب الثواني 3600 مرة يرصد خالد انتقال واحد لساعة حسن.

وبالمقابل فإن مرصد حسن على المركبة يرصد ساعة خالد على الارض بنفس الطريقة فيجد ان كلما انتقل عقرب الثواني لساعته على المركب الم**** 3600 مرة وجد ان عقرب الثواني لساعد خالد على الارض انتقل مرة واحدة

وعلى هذا يعتقد خالد ان حسن عندما يعود للارض سيكون اصغر منه في العمر بينما يعتقد حسن انه عندما يصل إلى الارض سيكون خالد اصغر منه في العمر

[line]
كلا من خالد وحسن محق وصحيح في محاور اسناده ولكن اين الحقيقة؟

الحقيقة في ان الاثنين على حق لان الحقيقة ايضا نسبية![line]

وتشمل الباب الاول : ما قبل النسبيه
الباب الثانى :النظريه النسبيه الخاصه
الباب الثالث: التمثيل الهندسى لنظريه النسبيه الخاصه
الباب الرابع :الميكانيكا النسبيه
الباب الخامس :تطبيقات النظريه النسبيه الخاصه

—————————————————————————————–
الباب الاول : ما قبل النسبيه

1- الاطار الانتسابى
2-قوانين نيوتن للحركه ( الاول والثانى والثالث )
3-الزمن المطلق
4- مبدأتماثل الملاحظين – تحويل جاليليو
5- قانون الجذب العام لنيوتن
6- النظريه الكهرومغناطيسيه للضوء (المعادلات)
7-ضبط الساعات المتباعده
8-المتناقضات العلميه فى الطبيعه الكلاسيكيه (تجربه فيزوو فرنل_تجربه ميكلسون ومورلى)
9- محاولات العلماء لتفسير النتائج السابقه (فرض جريان الاثير_فرض فيتزجيرالدولورنتز)
10-الافكار العلميه التى مهدت لنظريه النسبيه الخاصه (نظريه لورنتز_أفكار بوانكاريه)

المقدمة: 4 صفحات

http://www.olom.info/members/any/introduction.pdf

———————————————————————————-

المحاضرة الاولى: 8صفحات

http://www.olom.info/members/any/lecture1.pdf

————————————————————————————
والمحاضرة الثانية : 9 صفحات

http://www.olom.info/members/any/lecture2.pdf
————————————————————————————
والمحاضرة الثالثة: 10 صفحات

http://www.olom.info/members/any/lecture3.pdf

————————————————————————————–
والمحاضرة الرابعة: 4 صفحات

http://www.olom.info/members/any/lecture4.pdf

—————————————————————————————

الباب الثانى :النظريه النسبيه الخاصه

المحاضرة الاولى من الباب الثانى :
http://www.olom.info/members/any/lecture5.pdf

متجدد باستمرار

اخوكم محمد ابوزيد

المصدر منتديات شباب مصر

الرابط:

http://www.herosh.com/download/20808…_____.pdf.html