نظرية النسبية العامة لاينشتاين

نظرية النسبية العامة


العلاقات الرياضية التي تعبر عن هذه النظرية أكثر تعقيدًا من تلك التي تعبر عن النسبية الخاصة. وتغير نظرية النسبية العامة المفاهيم القديمة عن الجاذبية التي سيطرت على العلوم الفيزيائية منذ عصر إسحق نيوتن. وحسب ماقاله إسحق نيوتن فإن قوة جذب أي جسمين تعتمد على كتلة كل من الجسمين والمسافة بينهما. وتأثير جاذبية نجم يمكن أن نحس به في اللحظة نفسها خلال الفضاء كله رغم أن قيمة هذه الجاذبية تتناقص كلما زاد البعد عن النجم. أما بالنسبة للموجات الكهرومغنطيسية فإنها تنتشر في الفضاء بسرعة عظيمة ولكنها ثابتة القيمة إلى أبعد الحدود وهذه السرعة هي سرعة الضوء. وبسبب معرفتنا للإشعاع الكهرومغنطيسي فنحن نميل إلى رفض فكرة انتقال الأفكار والأحداث خلال الفضاء بسرعة غير محدودة. ونميل إلى الاعتقاد بأن هذه الاضطرابات والتأثيرات تنتقل بسرعة بالغة العظم إلا أن هذه السرعة محدودة القيمة.
وقد بين أيْنشتاين الأفكار الأساسية لنظرية النسبية العامة من خلال تجربة تخيلية. فإذا افترضنا مصعدًا ساكنًا في الفضاء وأطلقت كرة بداخله فإن هذه الكرة لن تسقط بل ستصبح عائمة في الفضاء. فإذا تسارع هذا المصعد إلى أعلى فإن مراقبًا داخل المصعد سيرى الكرة تهبط إلى أسفل كما لو كانت تحت تأثير الجاذبية.
وتبدو الكرة وكأنها تسقط إلى أسفل لأن أرضية المصعد تبدو للناظر من خارج المصعد كأنها تتسارع إلى أعلى نحو الكرة المعلقة في الفضاء. وهكذا تبدو كل التأثيرات المرتبطة بالجاذبية للمراقب الموجود داخل المصعد. وقد أطلق أيْنشتاين على هذه الظاهرة مبدأ التكافؤ. وينص هذا المبدأ على أنه لا يوجد فرق بين تأثُّر جسم بقوة جاذبية أو بوجوده داخل إطار إسنادي متسارع. فالنتيجة في كلتا الحالتين واحدة. وتوصل أيْنشتاين من خلال هذا المبدأ إلى أن المادة الموجودة في الفضاء تشوِّه أو تسبب انحناء الإطار الإسنادي في الفضاء. ونتيجة هذا الانحناء هي ما يسمى بالجاذبية. ولا تستطيع الهندسة الإقليدية (المستوية) وصف فضاء منحن. ولذلك، استخدم أيْنشتاين هندسة غير الهندسة الإقليدية تسمى هندسة ريمان.

النسبية وأفكار أخرى


تُكوّن أفكار النظرية النسبية إطار عمل يمكن أن يحتضن كل قوانين الطبيعة. ولقد غيرت النسبية كل المفاهيم الفلسفية والفيزيائية عن الفضاء والزمن. وقد أثرت في تصوراتنا وأحاسيسنا الحدسية عن العوالم البعيدة والنجوم وكذلك عن عالم الذرة الدقيق. ومازال بعض هذه الشكوك أو التساؤلات موجودًا. ومثال ذلك التساؤل: هل كوننا ككل يمثل سطحًا مستويًا أو سطحًا كرويًا. فما زال من غير الممكن الإجابة عن هذا السؤال لأن هناك الكثير من النظريات المختلفة والكثير من عدم الوضوح حول توزيع المادة في الكون.
وتحاول كل النظريات وصف الكون ككل وتعتمد في ذلك على المبادئ الرياضية للنسبية العامة. فحسب بعض النظريات فإن شعاعًا ضوئيًا منبعثًا من نقطة اختيارية في الفضاء يعود بعد زمن طويل جدًا إلى نقطة مغادرته، مثله في ذلك مثل مسافر في رحلة حول أرضنا. فإذا بدأت رحلة من منزلك خلال الفضاء في خط مستقيم فسوف تعود مستقبلاً إلى النقطة التي بدأت منها. وحسب نظريات أخرى فإن الضوء أو المسافر سوف يستمر في رحلة لا نهاية لها خلال الفضاء لو اتخذ مسارًا مستقيمًا.

---

__________________