الميكانيكا الكلاسيكية (ميكانيكا نيوتن) تخبرنا انه بالتجربة العملية وبالاشتقاق الرياضي ان إذا كان
المراقب "0 يتحرك بالنسبة للمراقب © بسرعة ثابتة » فان قياس المسفة بين شجرتين أو قياس زمن
سقوط الحجر أو تسارع سيارة بالنسبة لهما لن تتغير بالنسبة للمراقبين؛ وبالنسبة لسرعة الطائرة فإن
هي عبارة عن السرعة ن مطروحا منها سرعة المراقب '0
‏الحدث هو انطلاق المكوك الفضائي في رحلته 0 كلا منهما في محور إسناده يصفان حركة
‏مثل هذه الأمور تحدث في حياتنا العادية حيث إننا لا نلاحظ فرق في المسافة بين شجرتين عندما نقوم
بقياسها سواء كنا متحركين بالنسبة لهما أو ثابتين فهذه الأمور عادية في حياتنا اليومية كذلك لو قلنا ان
اللحظة حتى لو كان الراصد لسقوط العصا متحرك بالنسبة لها بسرعة ‎٠7‏
‏هذه الحقائق في النظرية النسبية الخاصة تصبح غير صحيحة وقياسات كلا من المراقبين تختلف فلا
يعد يتفق المراقب الثابت مع المراقب المتحرك في قياسات المسافة بين جسمين وكذلك يصبح قياس
الزمن مختلف وكل شيء يختلف عما هو مألوف وهذا ما جعل النظرية النسبية تجذب اهتمام العلماء
والباحثين والمفكرين وتشد انتباه المتخصصين والغير متخصصين لأنها قلبت المفاهيم وغيرت القوانين
الكلاسيكية وأظهرت قصورها وفشلها في تفسير الكثير من الظواهر
‏د/ حازم فلاح سكيك ستؤالحد 013-207 ؟ ألنطثقثا ل

قبل الخوض في هذه الأمور والإجابة كنبا جيم ضيح الرشاة الايية النسبية حيث إنها مبينة
على فرضيتين سوف نقوم الآن بذكر نص الفرضية الأولى والثانية وشرحهما
الفرضية الأولى للنظرية النسسبية
الفرضية الأولى للنظرية النسبية كما وضعها العالم اينشتين نتص على:
‎٠]:‏ زه م116١‏ اله ‎10٠‏ 1116 1010 عند رام [ه فبحمها 11:6
والتي تعني ان كل قوانين الفيزياء صحيحة لكافة محاور الإسناد فلقوائين الفيزيائية تساعدنا على فهم
معينة في اتجاه الشرق فإننا نستطيع ان نتوقع أين سيكون بعد مرور زمن قدره 20 دقيقة؛ كذلك لو
أردنا بناء سكة حديدية فنعلم من قوانين الفيزياء ان الحديد يتمدد بالحرارة وينكمش بالبرودة ونستطيع
حساب مقدار هذا التمدد بالضبط فتقوم الشركة المنفذة للسكة الحديدية بترك مسافات محددة حتى إذا
جاء فصل الصيف وارتفعت درجة الحرارة لأقصى قيمة لها فان هذه المسافة كافية لعدم تصادم قضبان
السكة الحديدية مع بعضها البعضء وتم حساب المسافات التي يجب ان تترك بين القضبان الحديدية بناء
كلا المراقبين يصفا حركة الكرة بالضبط كما يتوقع من قوانين نيوتن وقوى الجاذبية

المركزالعلمي للترجمة
ولتوضيح ما المقصود بان كل قوانين الفيزياء صحيحة في كل محاور الإسناد دعنا نفترض ان لدينا
نفس القيمة سواء كنت في البيت أو في قطار متحرك أو في طائرة ستجد ان طول الحجر لا يتغير
بتغير محاور الإسنادء ومثال أخر على ذلك هو ان نقوم بقياس الزمن اللازم لبندول طوله 12 سم
ليعمل 10 اهتزازات كاملة حول موضع استقراره؛ مرة أخرى سوف نجد ان زمن العشر اهتزازات
هو نفسه سواء كان البندول في المنزل أو في بلص متحرك بسرعة ثابتة (على افتراض ان الباص لا
نقوم بالقياس في هذه الحالة سنجد ان قياساتنا تختلف عنها في الحالة الأولى وهذا هو المقصود
بالفرضية الأولى للنظرية النسبية ان كل قوائين الفيزياء صحيحة في كل محاور الإسناد
قد تجد عزيزي القارئ نفسك مشوشا بعض الشيء عند هذه النقطة وان ما ذكرته في الفقرة الأخيرة
مخالفة للعادة ولكن الفرضية الثانية سوف توضح هذا الأمر وتفسره أكثر وهنا يجب ان نوضح انه
نظرا لان قوانين الفيزياء ثابتة لا يعني انه سوف نحصل على نفس النتائج لأي تجربة في محاور إسناد
مختلفة فهذا يعتمد على طبيعة التجربة فمتلا في حادث تصادم سيارتين فإننا سوف نجد ان الطاقة
كانت محفوظة في التصادم سواء كنا في داخل السيارة أو خارجهاء فقانون الحفاظ على الطاقة من
قوائين الفيزياء وبالتالي فان حفاظ الطاقة متحقق في كل محاور الإسناد
الفرضية الثانية للنظرية النسبية
بمعنى ان قياس سرعة الضوء لا يتغير بتغير محاور الإسناد!
في الحلقة الرابعة سوف نقوم بشرح الفرضية الثانية بالتفصيل لتتضح الصورة أكثر ان شاء الله
د/ حازم فلاح سكيك و1 28-70 ‎١!‏ ألفطفئقا 2

المركرز العلمي للترجمٌ
النظرية النسبية الخاصة لاينشتين
الحلقة الرابعة: الفرضية الثانية للنظرية النسبية
النظرية النسبية متمتلة في فرضيتها الأولى والثانية جاعت غريبة ومخالفة لكل المفاهيم الفيزيائية في
ذلك الوقت 1904 وفد رفض العلماء الاعتراف بها في بادئ الأمر ولكن هذا الأمر لم يستمر طويلا فقد
كانت النظرية النسبية تفسر تجارب علمية لم يتمكن العلماء من تفسيرها على مدار سنوات طويلة
بالاعتماد على الميكانيكا الكلاسيكية مثل تجربة ميكلسون مورلي لقياس سرعة الضوء بالنسبة للأثير
فجاءت النظرية النسبية لتقول ان سرعة الضوء لا تتغير وانه لا يوجد أثير من الأساس علما بان الأثير
هو وسط خيالي بنا عليه العلماء كل نظرياتهم وتفسيراتهم وتحليلاتهم حول الأشعة الكهرومغناطيسية
فاتت النظرية النسبية لتنفي هذه المزاعم وتفتح آفاقا جديدة لنتابع سويا شرح الفرضية الثانية
الفرضية الثئية للنظرية النسبية
لقد تحدتنا حول الفرضية الاولئ 07 :0 النسبية والآن 188 ورج وتوضيح الفرككية الثانية والتي
تنص على ان سرعة الضوء لا تتغير بتغير محاور الإسناده وقد يبدو هذا الأمر غريبا عند التفكر فيه
فمعنى الفرضية الثانية انه بغض النظر عن ما إذا كان المراق الذي يقيس سرعة الضوء ثابتا بالنسبة
للضوء أو متحركا بسرعة بالنسبة للضوء فإنه في كلا الحلتين ستكون سرعة الضوء هي نفسها
الغريب في هذا الأمر اننا دائما عندما نقي سرعة الأجسام المتحركة بسرعة معينة ان نقوم بحساب
سرعة الضوء بالنسبة للسرعة المراقبء + على سبيل المثال افترض ان عزبة متحركة في اتجاه المراقب
بسرعة 50 كيلومتر في الساعة؛ فإذا قام احد الأشخاص في العربة بإطلاق رصاصة بسرعة 20
#اومكن في الساعة في تجاه هدف ما فان المراقب سيقس سرعة الرصاصة 70 كيلومتر في الساعة
كام احد ركاب العربة بقباس ريق الرصاصة فستكون 20 كبلويتر في المناعة لأنه يعتير ثابت بالنسبة
للرصاصة في هذه الحالة
د/ حازم فلاح سكيك ضع رد 8-07 ‎١!‏ ألنطثثاقا 0

د/ حازم فلاح سكيك دو 038-207 ‎١‏ أللفئاقا

في الشكل أعلاه نلاحظ ان احد ركاب السيارة ىر أطلق سهم بسرعة ©+20010/11 في حين ان شخص
+3001 وهي سرعة السهم وسرعة السيارة بالنسبة لنا
هذه هي حقيقة ما يحدث عندما نقوم بقياس سرعة أي جسم متحرك؛ ولكن الأمر مختلف مع الضوء كما
ان سرعة الضوء لا تتغير في كل محاور الإسناد؛ لنعود لمثلنا السابق ونفترض ان سائق العربة قام
بإشعال مصابيح العربة فتضاءت الطريق وهنا ستكون سرعة الضوء الخارج من المصباح بالنسبة
لسائق العربة (المراقب الثابت بالنسبة لسرعة الضوء) سوف يقيس سرعة الضوء ب 300,000 كيلو
متر في الساعة وهي السرعة المعروفة للضوء في الفراغ الآن ماذا سيكون قياس سرعة الضوء
بالنسبة للمراقب الذي على الطريق هل ستكون سرعة الضوء هي 300,050 كيلو متر في الساعة أي
سرعة الضوع بالإضافة إلى سرعة العربة نفسها الإجابة هي لاء بل ستبقى سرعة الضوء هي نفسها
0 كيلومتر في الساعة ولفهم لماذا يحدث هذا الأمر يجب ان نتطرق إلى مفهوم السرعة
كلا من المراقبين /, و 13 يقيسان سرعة نبضة الضوء «:300,0001:/1 مهما كانت سرعة العربة
السرعة هي المسافة المقطوعة في فترة من الزمن فعلى سبيل المثال إذا كنت تقطع مسافة قدرها 60
كيلومتر في الساعة فان سرعتك تكون 60 كيلومتر في الساعة ويمكن بسهولة ان نغير من السرعة
عن طريق العجلة أما بالزيادة أو النقصان وبالتالي لكي تكون سرعة الضوء ثابتة حتى لو كان
الضوء منطلق من سيارة مسرعة فان شيئين سوف يحدثان إما ان يكون في المسافة أو ان يكون في
الزمن ولذلك فانه نتيجة للفرضية الثائية للنظرية النسبية فان انحراف سوف يحدث للمسافة وللزمن
د/ حازم فلاح سكيك ل 08-207 ؟ لفقا ل

على الهامش
قام بها مرا في محاور إسناد معينة إلى مراقب أخر في محاور إسناد أخرى
والسؤال الآن لماذا نريد مثل هذه المعادلات؟ هذا لان النظرية النسبية تتعامل مع
محاور الإسناد؛ فعندما تتوفر لدينا الأبعاد المكانية والزمنية لمراقب ما نستطيع ان
نستخدمها لحساب كم تكون هذه الأبعاد في محاور إسناد لمراقب أخر يتحرك
بسرعة » بالنسبة للمراق الثاني بمعنى انه يمكن ان نستخدم معادلات لورنتز
لتحويل قياس المسافات والزمن الذي قام به مرا إلى مرا أخر فعلى سبيل
المثال إذا كنت تحلق في طائرة وأنا موجود على الأرض؛ فانك تستطيع استخدام
تحويلات لورنتز لتحويل محاور إسنادي إلى محاور إسنادك وأنا استطيع ان أقوم
بنفس الشيء في محور إسنادي فإذا كنت قد قمت بقياس المسافة بين شجرتين
على الطريق في محاور إسنادك فيمكنني باستخدام تحويلات لورنتز ان استخدم
والزمن تعتمد على محاور الإسناد وقد استخدم اينشتين تحويلات لورنتز لأنه
وجد في هذه التحويلات ترجمة حقيقية لنظريته في النسبية؛ حيث استخدم هذه
التحويلات في إيجاد الأبعاد المكانية والزمنية في محور إسناد بالنسبة لمحور إسناد
أخر عندما يكون الضوء مقدار ثابت في جميع محاور الإسناد
لنوضح أكثر ما المقصود بالانحراف في المسافة أو الزمن!
الانكماش الطولي سسمناع 011118 16080
في المثال السابق عندما تحدثنا عن إشعال مصابيح العربةٌ فان المسافة المستخدمة لقياس سرعة ضوء
ليست هي المسقة التي قطعها الضوء بالفعل هذا الأمر صعب التخيل لأنه يعارض المنطق الذي
قطعها الضوء؟ ولمن هذا ما يحدث بالفعل مع الضوء؛ فالأجسام المادية المتحركة بسرعة تنكمش
د/ حازم فلاح سكيك رم 08-07 أ/فاطفثاا 2

المركرز العلمي للترجمٌ
المسافة في اتجاه الحركة؛ وإذا اقترب الجسم من سرعة الضوء فان المسافة تنكمش أكثر وأكثر حتى
تتلاشى إذا افترضنا ان الجسم تحرك بسرعة الضوء
هذا الأمر يحدث في إذا كان المراٍ في محور إسناد مختلف عن محور إسناد الجسم المتحرك: بمعنى
انه إذا كان المراقب في محور إسناد الجسم المتحرك (أي انه متحرك معه) فان أبعاد الجسم لن يحدث
لها تغير هذه الظاهرة تعرف باسم الانكماش الطولي «00081100© 16080 في الشكل التالي
توضيح لظاهرة الانكماش الطولي حيث في الشكل 2 عندما تكون السيارة ثابتة فان طولها يكون هو
الطول الحقيقي وهو الطول الذي يقيسه المراق الثابت بالنسبة للسيارة أما إذا كانت السيارة متحركة
بسرعة قريبة من سرعة الضوء فان طولها سوف ينكمش وسو يقيسه المراقب المتواجد على
الطريق (محور إسناده مختلف عن محور إسناد السيارة)
قار الما
لاحظ أيضا ان الانكمش يحدث في طول السيارة فقط أما بلنسبة لارتفاعها لن يتغير لان الانكمدش
يحدث فقط في اتجاه الحركة
0 كيلومتر في الساعة ولتخيل مقدار هذه السرعة فان الضوء يستطيع ان يدور حول الكرة
في الحلقة الخامسة من هذا المقال سوف نتحدث عن مفهوم الزمن في النظرية النسبية
د/ حازم فلاح سكيك تا 8-207 ‎١!‏ أ لفقا 2

كيف تعمل النظرية النسبية الخاصة لاينشتين
الحلقة الخامسة: مفهوم الزمن في النظرية النسبية
نتابع شرح الانكماش الطولي باستخدام معادلات تحويلات
لورنتزء وذلك لنتمكن من حساب مقدار الانكمش الطولي
يعتمد مقدار الانكماش الطولي على سرعة الجسم بالنسبة
للمراقب؛ وكما ذكرنا من قبل إن هذا الانكماش يكون صغير
اقترب الجسم من سرعة الضوء أصبح الانكماش اكبر
تستخدم تحويلات لورنتز_للحصول على مقدار هذا
الانكماش عند سرعات مختلفة لجسم ما بالنسبة للمراقب
وللتعرف على تحويلات لورنتز لنفرض ان لدينا المراقب "0 والذي قام بقياسات مكانية 67( وقياسات
زمنية ”© لحدث معين مثل تحديد انفجار في مكان ما في السماء فكيف تكون قياسات مراقب 0 الذي
ينطلق بمكوك فضائي بسرعة مقدارها » هذا ما تقوم به تحويلات لورنتز والتي هي على الشكل
التالي
ملاحظة: سوف نتطرق للمزيد من التفاصيل حول تحويلات لورنتز في حلقات متخصصة
لنفترض إننا نريد أن نقوم بحساب مقدار الانكماش الطولي لكرة تتحرك بسرعة تصل إلى 19690 من
سرعة الضوء في هذه الحالة فان المراقب الثابت © بلنسبة للكرة سوف يقيس الطول الأصلي
السرعة؛ وقام بقياس قطر الكرة فكانت الكرة بالنسبة له ثابتة أو إذا افترضنا إن المراق كان يسير مع
, فلاح سكيك - 23- 003-207 أ لقثا أ :