علقت ورقة من الظلام فوق الحصن الفولاذي أسفل قاعدة العمليات. تحت ضوء كشاف عالٍ ، انكسرت أشعة قاتمة بلا شفقة.
أشرق الضوء على بوابة القاعدة. كانت البوابة الكبيرة تلوح في الأفق على مصراعيها ومقفرة ، والجندي الذي تحت العارضة يقف بشكل بارز.
كان وو شينغ يون الجندي في الضوء. أُغلق الستار على طلاق لوه يينغ قبل ثلاثة أيام. في غضون ذلك ، كان يي فان في مهمة وكان الآن عائدًا للتو.
لذلك ، أجلت لوه يينغ احتفالها عن قصد حتى عاد يي فان. كان وو شينغ يون ينتظره بالفعل عند البوابة لمدة أربع ساعات.
على الرغم من أن وو شينغ يون كان يقف في وضع مستقيم ، إلا أنه كان يتفقد باستمرار المسافة المظللة.
بضع دقائق ، خرجت مجموعة من الجنود من السواد.
كانوا جميعًا يرتدون نفس الزي الرسمي ، وبنفس المعدات ، ويسيرون بوتيرة محسوبة.
ومع ذلك ، على الرغم من حقيقة أنهم كانوا يرتدون ملابس متطابقة ، إلا أن وو شينغ يون قد اكتشف يي فان .
في التمويه العادي ، حملت بندقية على كتفه ورأس يي فان التف ويتحدث إلى شخص ما. يد واحدة في جيب بنطاله بشكل عرضي ، وقد تم تتبع وجهه الوسيم بصرامة شديدة ، بحيث لم يجرؤ الناس على التحديق فيه كثيرًا. لقد تلاشت قلة خبرته الشبابية وطفولته منذ فترة طويلة. وبدلاً من ذلك ، وبفضل مهمته الأخيرة ، بدا وكأنه طائر جارح .
كان تنفيذ المهام إلى جانب يي فان مجندات قويات. طوال الوقت ، لم تستطع هؤلاء المجندات منع أنفسهن من سرقة النظرات بشكل متكرر إلى يي فان. ومع ذلك ، لم يكن أحدًا شجاعًا بما يكفي ليصعد عليه ويضربه. لقد غامروا فقط بنظرات خفية ومحادثات خاصة فيما بينهم.
لأنه لم ينس أحد عندما ، بعد شهر ، لم يظهر يي فان أي ربع ، رافض بلا رحمة اعتراف امرأة جميلة.
"حسن المظهر ، ولكن ليس له شعور كبير" ، كان تقييم غالبية النساء في القاعدة.
"لابد أنه مثلي. لم أسمع عنه أبدًا وهو يظهر أقل قدر من الاهتمام بالمرأة "، كان ما يهمس به الآخرون.
ثم ، بعد أن اعترف رجل أكثر جاذبية لـ يي فان ورُفض أيضًا بلا رحمة ، ماتت هذه الشائعات.
نادرا ما كان يمزح ، لم يكن اجتماعيا. لكن عندما كان أحد زملائه في الفريق في خطر ، لم يتراجع أبدًا ، مهما كان العدو هائلاً.
"يي فان ، صديقك في انتظارك مرة أخرى."
أدار الشاب رأسه بحماسة وهو يحدق في اتجاه البوابة.
على الفور أظهر ذلك الوجه الصارم والخطير ابتسامة ناعمة. و يي فان ، الذي نادراً ما لعب مع الآخرين ، هرع إلى ووشينغ يون. أولاً ، عانق يي فان وو شينغ يون ، وبعد ذلك لحسن الحظ ركض دوائر تقريبًا حول وشينغ يون ، مثل كلب قابل سيده. بعد لحظة من الاحتكاك بمالكه ، بحثًا عن المداعبات ، عاد يي فان إلى الأمام لقيادة الطريق. على الرغم من أنه استفاد من نفسه عندما لم يكن أحد ينظر ، إلا أنه انحنى بالقرب من أذن وو شينغ يون ، قائلاً: "يون ، حاول شخص ما أن يعطيني رسالة حب اليوم ، لكنني لم آخذها. ألم يكن ذلك حسن التصرف مني؟ "
ذهب وو شينغ يون إلى "ممم."
"ألا تمدحني؟" سأل يي فان. "على الأقل أعطني قبلة؟"
"ما مشكلتك؟" عبس وو شينغ يون. "الناس من حولنا يراقبون. ابتعد عني!"
اقترب يي فان قليلاً من وو شينغ يون: "لقد ذهبت لمدة عشرة أيام ، ولم تقبلني حتى عندما عدت. لست سعيدا. "
ضرب وو شينغ يون يي فان على ذراعه. "تشعر بتحسن الان؟"
ابتسم يي فان ابتسامة صغيرة ، ضحك وسحب يد وو شينغ يون ، وسحبهما إلى الظل خلف غرفة الآلة. هناك يي فان قبل شفتي وو شينغ يون بخفة. عندما لم يظهر وو شينغ يون معارضة ، تعمقت القبلة. تم فتح أسنان وو شينغ يون ، وتم دفع اللسان الناعم ، والنهب ، والمص ، والمطالبة بالمزيد.
بعد أن تشابكت شفاههم وألسنتهم بشكل مرض ، حمل يي فان وو شينغ يون بشكل فضفاض بين ذراعيه ، وفرك ذقنه على جبين الجندي. قال يي فان صوته غير واضح بعض الشيء: "اشتقت إليك كثيرًا."
وضع وو شينغ يون رأسه بهدوء على صدر يي فان ، وسمع دقات القلب تنبض بالداخل.
احتفظ الاثنان ببعضهما البعض لفترة من الوقت ، حتى تحدثت وو شينغ يون: "انتهى طلاق لوه يينغ ، لقد انتظرت بشكل خاص عودتك لتناول عشاءها الكبير! عندما ننتهي من الأكل ، لدي بعض الأخبار السارة لك ".
كان يي فان فضوليًا: "ما هي الأخبار الجيدة؟"
يتظاهر بأنه غامض ، قال ووشينغ يون للتو: "ستعرف متى تأتي اللحظة." كان ووشينغ يون ، الذي ركز على مسألة تذكرة سفينة يي فان ، قد وجد في ذلك اليوم مشترًا لمعرفته المستقبلية.
على مدار الأشهر الثلاثة الماضية ، كان العلماء يتدفقون من جميع أنحاء العالم. اعتقد وو شينغ يون ، بحساب الأيام حتى مغادرة "سفينة نوح" ، أنها كانت أقل من عشرين يومًا. في غضون ذلك ، تم التعامل مع العلماء بسخاء كبير. يمكن لكل عالم أن يجلب معهم كل علاقات الدم الخاصة بهم ، إلى جانب ثلاثة مساعدين إضافيين.
مراقبة والتأكد من عالم فيزياء محدد ، كان مُنظِّرًا خالصًا ، كانت خطة ووشينغ يون هي بيع صيغة النظرية المنحنية للفيزيائي التي تعلمها ووشينغ يون في المدرسة الإعدادية.
كان سبب اختيار ووشينغ يون لهذا العالم بسيطًا. لأن - هذا الفيزيائي هو الذي اكتشف في الأصل صيغة النظرية المنحنية.
عندما امتلك الفيزيائي الصيغة ، سيصبح بالتأكيد المفضل الجديد للحكومة . في المقابل ، كان سيوفر لـ يي فان تذكرة سفينة.
كان ووشينغ يون يغير الجدول الزمني لاكتشاف الفيزيائي بعد بضعة عقود. ومع ذلك ، لم يشعر وشوينغ يون بالرضا حيال ذلك. كان الأمر أشبه ببيع نظرية النسبية لأينشتاين أو قانون الجاذبية لنيوتن. ليس لطيفًا أو صادقًا بشكل خاص.
لكن ووشينغ يون يعتقد - إذا كان بإمكانه أخذ الشيطان الليلي الأسطوري مع نفسه ، فسيكون الأمر يستحق كل هذا العناء.
لقد تحدث هو والعالم بالفعل هذا المساء فقط. الاتفاق على تسليم ووشينغ يون صيغة التذكرة تم بالفعل.
نظرية النسبية
بقلم أندرو زيمرمان جونز
تم التحديث في 08 يناير 2020
تعتبر نظرية النسبية لأينشتاين نظرية مشهورة ، لكنها غير مفهومة كثيرًا. تشير نظرية النسبية إلى عنصرين مختلفين من نفس النظرية: النسبية العامة والنسبية الخاصة. تم تقديم نظرية النسبية الخاصة أولاً واعتبرت لاحقًا حالة خاصة للنظرية الأكثر شمولاً للنسبية العامة.
النسبية العامة هي نظرية الجاذبية التي طورها ألبرت أينشتاين بين عامي 1907 و 1915 ، مع مساهمات من العديد من الآخرين بعد عام 1915.
نظرية مفاهيم النسبية
تتضمن نظرية النسبية لأينشتاين التفاعل بين العديد من المفاهيم المختلفة ، والتي تشمل:
نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين - السلوك الموضعي للأشياء في الأطر المرجعية بالقصور الذاتي ، بشكل عام ذات صلة فقط بسرعات قريبة جدًا من سرعة الضوء
تحويلات لورنتز - معادلات التحويل المستخدمة لحساب تغييرات الإحداثيات تحت النسبية الخاصة
نظرية النسبية العامة لأينشتاين - النظرية الأكثر شمولاً ، التي تتعامل مع الجاذبية كظاهرة هندسية لنظام إحداثيات الزمكان المنحني ، والتي تتضمن أيضًا إطارات مرجعية غير ذاتية (أي متسارعة)
المبادئ الأساسية للنسبية
النسبية
تتضمن النسبية الكلاسيكية (التي حددها في البداية جاليليو جاليلي وصقلها السير إسحاق نيوتن) تحولًا بسيطًا بين جسم متحرك ومراقب في إطار مرجعي آخر بالقصور الذاتي. إذا كنت تمشي في قطار متحرك ، وكان هناك شخص ما من القرطاسية على الأرض يراقب ، فإن سرعتك بالنسبة للمراقب ستكون مجموع سرعتك بالنسبة للقطار وسرعة القطار بالنسبة للمراقب. أنت في إطار مرجعي واحد بالقصور الذاتي ، والقطار نفسه (وأي شخص جالس فيه) موجود في إطار آخر ، والمراقب لا يزال في مكان آخر.
تكمن المشكلة في ذلك في أنه كان يُعتقد في غالبية القرن التاسع عشر أن الضوء ينتشر كموجة من خلال مادة عالمية تُعرف باسم الأثير ، والتي يمكن اعتبارها إطارًا مرجعيًا منفصلاً (على غرار القطار في المثال أعلاه ). ومع ذلك ، فشلت تجربة ميشيلسون مورلي الشهيرة في اكتشاف حركة الأرض بالنسبة للأثير ولم يستطع أحد تفسير السبب. كان هناك شيء خاطئ في التفسير الكلاسيكي للنسبية لأنه ينطبق على الضوء ... وهكذا كان المجال جاهزًا لتفسير جديد عندما جاء أينشتاين.
مقدمة في النسبية الخاصة
في عام 1905 ، نشر ألبرت أينشتاين (من بين أشياء أخرى) ورقة بعنوان "حول الديناميكا الكهربائية للأجسام المتحركة" في مجلةأنالين دير فيزيك . قدمت الورقة نظرية النسبية الخاصة ، بناءً على افتراضين:
مسلمات أينشتاين
مبدأ النسبية (الافتراض الأول): قوانين الفيزياء هي نفسها لجميع الأطر المرجعية بالقصور الذاتي.
مبدأ ثبات سرعة الضوء (الافتراض الثاني): ينتشر الضوء دائمًا من خلال الفراغ (أي الفضاء الفارغ أو "الفضاء الحر") بسرعة محددة ، والتي تكون مستقلة عن حالة حركة الجسم الباعث.
في الواقع ، تقدم الورقة صياغة رياضية أكثر رسمية للمسلمات. تختلف صياغة الافتراضات اختلافًا طفيفًا عن الكتاب المدرسي إلى الكتاب المدرسي بسبب مشاكل الترجمة ، من اللغة الألمانية الرياضية إلى اللغة الإنجليزية المفهومة.
غالبًا ما يتم كتابة الافتراض الثاني عن طريق الخطأ ليشمل أن سرعة الضوء في الفراغ هي c في جميع الإطارات المرجعية. هذا في الواقع نتيجة مشتقة من الافتراضين ، وليس جزءًا من الفرضية الثانية نفسها.
الفرضية الأولى هي إلى حد كبير الفطرة السليمة. لكن الفرضية الثانية كانت الثورة. كان أينشتاين قد قدم بالفعل نظرية الفوتون للضوء في ورقته عن التأثير الكهروضوئي (مما جعل الأثير غير ضروري). وبالتالي ، كان الافتراض الثاني نتيجة لتحرك فوتونات عديمة الكتلة بسرعة ج في الفراغ. لم يعد للأثير دور خاص كإطار مرجعي "مطلق" بالقصور الذاتي ، لذلك لم يكن غير ضروري فحسب ، بل كان عديم الفائدة نوعياً في ظل النسبية الخاصة.
بالنسبة للورقة نفسها ، كان الهدف هو التوفيق بين معادلات ماكسويل للكهرباء والمغناطيسية مع حركة الإلكترونات القريبة من سرعة الضوء. كانت نتيجة ورقة أينشتاين هي إدخال تحويلات إحداثيات جديدة ، تسمى تحويلات لورنتز ، بين الأطر المرجعية بالقصور الذاتي. عند السرعات البطيئة ، كانت هذه التحولات متطابقة بشكل أساسي مع النموذج الكلاسيكي ، ولكن عند السرعات العالية ، بالقرب من سرعة الضوء ، أدت إلى نتائج مختلفة جذريًا.
تأثيرات النسبية الخاصة
تنتج النسبية الخاصة عدة نتائج من تطبيق تحويلات لورنتز بسرعات عالية (قريبة من سرعة الضوء). من بين هؤلاء:
تمدد الوقت (بما في ذلك "المفارقة المزدوجة")
طول الانكماش
تحول السرعة
إضافة السرعة النسبية
تأثير دوبلر النسبي
تماثل وتزامن الساعة
الزخم النسبي
الطاقة الحركية النسبية
الكتلة النسبية
مجموع الطاقة النسبية
بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي التلاعبات الجبرية البسيطة للمفاهيم المذكورة أعلاه إلى نتيجتين مهمتين تستحقان الذكر الفردي.
علاقة الكتلة والطاقة
كان أينشتاين قادرًا على إظهار أن الكتلة والطاقة مرتبطان ، من خلال الصيغة الشهيرة E = mc2. تم إثبات هذه العلاقة بشكل كبير مع العالم عندما أطلقت القنابل النووية طاقة الكتلة في هيروشيما وناغازاكي في نهاية الحرب العالمية الثانية.
سرعة الضوء
لا يمكن لأي جسم ذي كتلة أن يتسارع لتصل إلى سرعة الضوء تحديدًا. يمكن لجسم عديم الكتلة ، مثل الفوتون ، أن يتحرك بسرعة الضوء. (على الرغم من ذلك ، فإن الفوتون لا يتسارع في الواقع ، لأنه يتحرك دائمًا بسرعة الضوء بالضبط.)
لكن بالنسبة لجسم مادي ، فإن سرعة الضوء هي حد. تذهب الطاقة الحركية بسرعة الضوء إلى ما لا نهاية ، لذلك لا يمكن الوصول إليها بالتسارع.
أشار البعض إلى أن الجسم يمكن نظريًا أن يتحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء ، طالما أنه لم يتسارع للوصول إلى تلك السرعة. ومع ذلك ، لم تعرض أي كيانات مادية هذه الخاصية حتى الآن.
اعتماد النسبية الخاصة
في عام 1908 ، طبق ماكس بلانك مصطلح "نظرية النسبية" لوصف هذه المفاهيم ، بسبب الدور الرئيسي الذي تلعبه النسبية فيها. في ذلك الوقت ، بالطبع ، كان المصطلح ينطبق فقط على النسبية الخاصة ، لأنه لم يكن هناك أي نسبية عامة.
لم يتم تبني نظرية النسبية لأينشتاين على الفور من قبل الفيزيائيين ككل لأنها بدت نظرية وغير بديهية. عندما حصل على جائزة نوبل عام 1921 ، كان ذلك على وجه التحديد من أجل حله للتأثير الكهروضوئي و "مساهماته في الفيزياء النظرية". كانت النسبية لا تزال مثيرة للجدل بحيث لا يمكن الإشارة إليها على وجه التحديد.
مع مرور الوقت ، ثبت أن تنبؤات النسبية الخاصة صحيحة. على سبيل المثال ، تبين أن الساعات التي يتم نقلها حول العالم تتباطأ بالمدة التي تنبأت بها النظرية.
أصول تحولات لورنتز
لم يخلق ألبرت أينشتاين التحولات الإحداثية اللازمة للنسبية الخاصة. لم يكن مضطرًا إلى ذلك لأن تحولات لورنتز التي يحتاجها كانت موجودة بالفعل. كان أينشتاين بارعًا في أخذ العمل السابق وتكييفه مع المواقف الجديدة ، وقد فعل ذلك مع تحولات لورنتز تمامًا كما استخدم حل بلانك 1900 لكارثة الأشعة فوق البنفسجية في إشعاع الجسم الأسود لصياغة حله للتأثير الكهروضوئي ، وبالتالي تطوير نظرية الفوتون للضوء.
تم نشر التحولات لأول مرة من قبل جوزيف لارمور في عام 1897. تم نشر نسخة مختلفة قليلاً قبل عقد من قبل وولدمار فويغت، لكن نسخته كانت تحتوي على مربع في معادلة تمدد الوقت. ومع ذلك ، فقد ثبت أن كلا الإصدارين من المعادلة ثابتان بموجب معادلة ماكسويل.
اقترح عالم الرياضيات والفيزيائي هندريك أنطون لورنتز فكرة "التوقيت المحلي" لشرح التزامن النسبي في عام 1895 ، على الرغم من أنه بدأ العمل بشكل مستقل على تحولات مماثلة لشرح النتيجة الصفرية في تجربة ميشيلسون مورلي. نشر تحولاته التنسيقية في عام 1899 ، ويبدو أنه لا يزال غير مدرك لنشر لارمور ، وأضاف تمددًا زمنيًا في عام 1904.
في عام 1905 ، قام هنري بوانكير بتعديل الصيغ الجبرية ونسبها إلى لورنتز باسم "تحولات لورنتز" ، وبالتالي غيّر فرصة لارمور في الخلود في هذا الصدد. كانت صياغة بوانكير للتحول ، بشكل أساسي ، مطابقة لتلك التي سيستخدمها أينشتاين.
تم تطبيق التحويلات على نظام إحداثيات رباعي الأبعاد ، بثلاثة إحداثيات مكانية (x ، y ، & z) والإحداثيات لمرة واحدة (t). يتم الإشارة إلى الإحداثيات الجديدة بعلامة اقتباس أحادية ، تُنطق "رئيسية" ، بحيث يُنطق x "x-prime". في المثال أدناه ، تكون السرعة في اتجاه xx ، مع السرعة u:
x' = ( x – ut ) / sqrt ( 1 – u2 / c2 )
y' = y
z' = z
t' = { t – ( u / c2 ) x } / sqrt ( 1 – u2 / c2 )
يتم توفير التحولات في المقام الأول لأغراض العرض. سيتم التعامل مع تطبيقات محددة منهم بشكل منفصل. كثيرًا ما يظهر المصطلح 1 / sqrt (1 - u2 / c2) في النسبية بحيث يُشار إليه بالرمز اليوناني جاما في بعض التمثيلات.
وتجدر الإشارة إلى أنه في الحالات التي يكون فيها u << c ، ينهار المقام إلى الجذر التربيعي (1) ، والذي يساوي 1. تصبح جاما 1 فقط في هذه الحالات. وبالمثل ، فإن المصطلح u / c2 يصبح أيضًا صغيرًا جدًا. لذلك ، فإن كلا من تمدد المكان والزمان غير موجود إلى أي مستوى مهم عند سرعات أبطأ بكثير من سرعة الضوء في الفراغ.
عواقب التحولات
تنتج النسبية الخاصة عدة نتائج من تطبيق تحويلات لورنتز بسرعات عالية (قريبة من سرعة الضوء). من بين هؤلاء:
تمدد الوقت (بما في ذلك "المفارقة المزدوجة")
طول الانكماش
تحول السرعة
إضافة السرعة النسبية
تأثير دوبلر النسبي
التماثل وتزامن الساعة
الزخم النسبي
الطاقة الحركية النسبية
الكتلة النسبية
مجموع الطاقة النسبية
جدل لورنتز وأينشتاين
يشير بعض الناس إلى أن معظم العمل الفعلي للنسبية الخاصة قد تم بالفعل بحلول الوقت الذي قدمه أينشتاين. كانت مفاهيم التمدد والتزامن للأجسام المتحركة موجودة بالفعل ، وقد تم تطوير الرياضيات بالفعل بواسطة لورنتز & بوانكاريه. يذهب البعض إلى حد وصف أينشتاين بالسرقة الأدبية.
هناك بعض الصلاحية لهذه الرسوم. بالتأكيد ، بُنيت "ثورة" أينشتاين على أكتاف الكثير من الأعمال الأخرى ، ونال أينشتاين الفضل في دوره أكثر بكثير من أولئك الذين قاموا بالعمل الشاق.
في الوقت نفسه ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن أينشتاين أخذ هذه المفاهيم الأساسية ووضعها في إطار نظري جعلها ليست مجرد حيل رياضية لإنقاذ نظرية محتضرة (أي الأثير) ، بل بالأحرى الجوانب الأساسية للطبيعة في حد ذاتها. . من غير الواضح أن لارمور أو لورنتز أو بوانكاريه قصد هذه الخطوة الجريئة ، وقد كافأ التاريخ أينشتاين على هذه البصيرة والجرأة.
تطور النسبية العامة
في نظرية ألبرت أينشتاين عام 1905 (النسبية الخاصة) ، أظهر أنه من بين الأطر المرجعية بالقصور الذاتي لا يوجد إطار "مفضل". نشأ تطور النسبية العامة ، جزئيًا ، كمحاولة لإظهار أن هذا كان صحيحًا بين الأطر المرجعية غير بالقصور الذاتي (أي المتسارع) أيضًا.
في عام 1907 ، نشر أينشتاين مقالته الأولى عن تأثيرات الجاذبية على الضوء في ظل النسبية الخاصة. في هذه الورقة ، حدد أينشتاين "مبدأ التكافؤ" ، والذي نص على أن مراقبة تجربة على الأرض (مع تسارع الجاذبية g) ستكون مطابقة لملاحظة تجربة في سفينة صاروخية تتحرك بسرعة g. يمكن صياغة مبدأ التكافؤ على النحو التالي:
نحن [...] نفترض التكافؤ الفيزيائي الكامل لحقل الجاذبية والتسارع المقابل للنظام المرجعي.
كما قال أينشتاين ، أو بالتناوب ، كما يقدمه أحد كتب الفيزياء الحديثة:
لا توجد تجربة محلية يمكن إجراؤها للتمييز بين تأثيرات مجال الجاذبية المنتظم في إطار بالقصور الذاتي غير المتسارع وتأثيرات الإطار المرجعي المتسارع (غير الذاتي).
ظهرت مقالة ثانية حول هذا الموضوع في عام 1911 ، وبحلول عام 1912 كان أينشتاين يعمل بنشاط لتصور نظرية النسبية العامة التي من شأنها أن تفسر النسبية الخاصة ، ولكنها ستفسر أيضًا الجاذبية كظاهرة هندسية.
في عام 1915 ، نشر أينشتاين مجموعة من المعادلات التفاضلية المعروفة باسم معادلات مجال أينشتاين. تصور النسبية العامة لأينشتاين الكون كنظام هندسي من ثلاثة أبعاد مكانية وأبعاد زمنية واحدة. أدى وجود الكتلة والطاقة والزخم (الكمي معًا ككثافة طاقة الكتلة أو طاقة الإجهاد) إلى انحناء نظام إحداثيات الزمان والمكان. لذلك ، كانت الجاذبية تتحرك على طول الطريق "الأبسط" أو الأقل نشاطًا على طول هذا الزمكان المنحني.
رياضيات النسبية العامة
بأبسط المصطلحات الممكنة ، وبتخلص من الرياضيات المعقدة ، وجد أينشتاين العلاقة التالية بين انحناء الزمكان وكثافة الكتلة والطاقة:
(انحناء الزمكان) = (كثافة الكتلة والطاقة) * 8 pi G / c4
تظهر المعادلة نسبة مباشرة وثابتة. ثابت الجاذبية ، G ، يأتي من قانون نيوتن للجاذبية ، بينما الاعتماد على سرعة الضوء ، ج ، متوقع من نظرية النسبية الخاصة. في حالة كثافة الكتلة والطاقة صفر (أو بالقرب من الصفر) (أي مساحة فارغة) ، يكون الزمكان مسطحًا. الجاذبية الكلاسيكية هي حالة خاصة من مظاهر الجاذبية في مجال جاذبية ضعيف نسبيًا ، حيث يجعل المصطلح c4 (مقام كبير جدًا) و G (بسط صغير جدًا) تصحيح الانحناء صغيرًا.
مرة أخرى ، لم يسحب آينشتاين هذا من القبعة. لقد عمل بكثافة مع الهندسة الريمانية (هندسة غير إقليدية طورها عالم الرياضيات برنارد ريمان قبل سنوات) ، على الرغم من أن الفضاء الناتج كان عبارة عن مشعب لورينتزي رباعي الأبعاد بدلاً من هندسة ريمانية صارمة. مع ذلك ، كان عمل ريمان ضروريًا حتى تكتمل معادلات المجال الخاصة بأينشتاين.
متوسط النسبية العامة
للتشابه مع النسبية العامة ، ضع في اعتبارك أنك قمت بتمديد ملاءة سرير أو قطعة مسطحة مرنة ، وربط الزوايا بإحكام ببعض المنشورات المؤمنة. تبدأ الآن في وضع أشياء بأوزان مختلفة على الورقة. عندما تضع شيئًا خفيفًا جدًا ، تنحني الورقة لأسفل تحت ثقلها قليلاً. ومع ذلك ، إذا وضعت شيئًا ثقيلًا ، فسيكون الانحناء أكبر.
افترض أن هناك شيئًا ثقيلًا جالسًا على الملاءة وتضع شيئًا ثانيًا أخف وزنًا على الورقة. سيؤدي الانحناء الناتج عن الجسم الأثقل إلى "انزلاق" الجسم الأخف على طول المنحنى باتجاهه ، محاولًا الوصول إلى نقطة التوازن حيث لم يعد يتحرك. (في هذه الحالة ، بالطبع ، هناك اعتبارات أخرى - سوف تتدحرج الكرة أبعد من انزلاق المكعب ، بسبب تأثيرات الاحتكاك وما إلى ذلك).
هذا مشابه لكيفية تفسير النسبية العامة للجاذبية. لا يؤثر انحناء الجسم الخفيف على الجسم الثقيل كثيرًا ، ولكن الانحناء الناتج عن الجسم الثقيل هو ما يمنعنا من الطفو في الفضاء. الانحناء الذي أحدثته الأرض يبقي القمر في مداره ، ولكن في الوقت نفسه ، فإن الانحناء الناتج عن القمر يكفي للتأثير على المد والجزر.
إثبات النسبية العامة
تدعم جميع نتائج النسبية الخاصة أيضًا النسبية العامة ، نظرًا لأن النظريات متسقة. تفسر النسبية العامة أيضًا جميع ظواهر الميكانيكا الكلاسيكية ، لأنها أيضًا متسقة. بالإضافة إلى ذلك ، تدعم العديد من النتائج التنبؤات الفريدة للنسبية العامة:
بداية حضيض عطارد
انحراف الجاذبية لضوء النجوم
التوسع الكوني (على شكل ثابت كوني)
أصداء تأخير الرادار
إشعاع هوكينغ من الثقوب السوداء
المبادئ الأساسية للنسبية
المبدأ العام للنسبية: يجب أن تكون قوانين الفيزياء متطابقة لجميع المراقبين ، بغض النظر عما إذا كانت متسارعة أم لا.
مبدأ التغاير العام: يجب أن تأخذ قوانين الفيزياء نفس الشكل في جميع أنظمة الإحداثيات.
الحركة بالقصور الذاتي هي الحركة الجيوديسية: الخطوط العالمية للجسيمات التي لا تتأثر بالقوى (أي الحركة بالقصور الذاتي) تشبه الزمن أو لاغية للزمكان. (هذا يعني أن متجه المماس إما سالب أو صفر.)
ثبات لورنتز المحلي: تنطبق قواعد النسبية الخاصة محليًا على جميع المراقبين بالقصور الذاتي.
انحناء الزمكان: كما هو موصوف في معادلات المجال لأينشتاين ، يؤدي انحناء الزمكان استجابةً للكتلة والطاقة والزخم إلى تأثيرات الجاذبية التي يُنظر إليها على أنها شكل من أشكال الحركة بالقصور الذاتي.
يثبت مبدأ التكافؤ ، الذي استخدمه ألبرت أينشتاين كنقطة انطلاق للنسبية العامة ، أنه نتيجة لهذه المبادئ.
النسبية العامة والثابت الكوني
في عام 1922 ، اكتشف العلماء أن تطبيق معادلات أينشتاين الميدانية على علم الكونيات أدى إلى توسع الكون. آينشتاين ، معتقدًا في كون ثابتًا (وبالتالي يعتقد أن معادلاته كانت خاطئة) ، أضاف ثابتًا كونيًا إلى معادلات المجال ، مما سمح بحلول ثابتة.
اكتشف إدوين هابل ، في عام 1929 ، أن هناك انزياحًا أحمر من النجوم البعيدة ، مما يعني أنها تتحرك فيما يتعلق بالأرض. يبدو أن الكون كان يتوسع. أزال أينشتاين الثابت الكوني من معادلاته ، واصفًا إياه بأنه أكبر خطأ فادح في حياته المهنية.
في التسعينيات ، عاد الاهتمام بالثابت الكوسمولوجي في شكل طاقة مظلمة. أدت حلول نظريات المجال الكمومي إلى كمية هائلة من الطاقة في الفراغ الكمومي للفضاء ، مما أدى إلى توسع متسارع للكون.
النسبية العامة وميكانيكا الكم
عندما يحاول الفيزيائيون تطبيق نظرية المجال الكمومي على مجال الجاذبية ، تصبح الأمور شديدة الفوضى. من الناحية الرياضية ، تتضمن الكميات الفيزيائية التباعد أو تؤدي إلى اللانهاية. تتطلب مجالات الجاذبية في ظل النسبية العامة عددًا لا حصر له من التصحيح ، أو "إعادة التطبيع" ، ثوابت لتكييفها في معادلات قابلة للحل.
تقع محاولات حل "مشكلة إعادة التطبيع" هذه في صميم نظريات الجاذبية الكمية. تعمل نظريات الجاذبية الكمومية عادةً بشكل عكسي ، وتتنبأ بنظرية ثم تختبرها بدلاً من محاولة تحديد الثوابت اللانهائية المطلوبة. إنها خدعة قديمة في الفيزياء ، ولكن حتى الآن لم يتم إثبات أي من النظريات بشكل كافٍ.
خلافات أخرى متنوعة
المشكلة الرئيسية في النسبية العامة ، والتي كانت ناجحة للغاية بخلاف ذلك ، هي عدم توافقها العام مع ميكانيكا الكم. تم تخصيص جزء كبير من الفيزياء النظرية لمحاولة التوفيق بين المفهومين: أحدهما يتنبأ بالظواهر العيانية عبر الفضاء والآخر الذي يتنبأ بظواهر مجهرية ، غالبًا داخل مساحات أصغر من الذرة.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك بعض القلق بشأن فكرة أينشتاين ذاتها عن الزمكان. ما هو الزمكان؟ هل هي موجودة جسديا؟ تنبأ البعض بوجود "رغوة كمية" تنتشر في جميع أنحاء الكون. المحاولات الأخيرة لنظرية الأوتار (والشركات التابعة لها) تستخدم هذا التصوير الكمي أو غيره من أشكال الزمكان. تنبأت مقالة حديثة في مجلة نيو ساينتست أن الزمكان قد يكون مائعًا كميًا فائقًا وأن الكون بأكمله قد يدور حول محور.
أشار بعض الناس إلى أنه إذا كان الزمكان موجودًا كمادة مادية ، فسيكون بمثابة إطار مرجعي عالمي ، تمامًا كما فعل الأثير. يشعر مناهضو النسبية بسعادة غامرة تجاه هذا الاحتمال ، بينما يرى الآخرون أنه محاولة غير علمية لتشويه سمعة أينشتاين من خلال إحياء مفهوم مضى عليه قرن من الزمان.
بعض المشكلات المتعلقة بتفريدات الثقب الأسود ، حيث يقترب انحناء الزمكان من اللانهاية ، قد ألقت أيضًا بظلال من الشكوك حول ما إذا كانت النسبية العامة تصور الكون بدقة. من الصعب معرفة ذلك على وجه اليقين ، لأن الثقوب السوداء لا يمكن دراستها إلا من بعيد في الوقت الحاضر.
كما هي الآن ، فإن النسبية العامة ناجحة جدًا لدرجة أنه من الصعب تخيل أنها ستتضرر كثيرًا من هذه التناقضات والخلافات حتى تظهر ظاهرة تتعارض في الواقع مع تنبؤات النظرية ذاتها.
قانون الجاذبية لنيوتن ، ينص على أن أي جسيم من مادة في الكون يجذب أي جسيم آخر بقوة تتغير بشكل مباشر كناتج للكتل وعكسًا كمربع المسافة بينهما. في الرموز ، حجم القوة الجذابة F يساوي G (ثابت الجاذبية ، وهو رقم يعتمد حجمه على نظام الوحدات المستخدمة وهو ثابت عالمي) مضروبًا في حاصل ضرب الكتل (m1 و m2 ) ومقسومًا على مربع المسافة R: F = G (m1m2) / R2. طرح إسحاق نيوتن القانون عام 1687 واستخدمه لشرح الحركات المرصودة للكواكب وأقمارها ، والتي اختصرها يوهانس كيبلر إلى شكل رياضي في أوائل القرن السابع عشر.
قوى الجاذبية
توصل نيوتن في النهاية إلى استنتاج مفاده أن التفاحة والقمر تأثرتا بنفس القوة في الواقع. أطلق على هذه القوة الجاذبية (أو الجاذبية) بعد الكلمة اللاتينية الجاذبية والتي تُترجم حرفيًا إلى "ثقل" أو "وزن".
في كتاب المبادئ ، عرّف نيوتن قوة الجاذبية بالطريقة التالية (مترجمة من اللاتينية):
كل جسيم من مادة في الكون يجذب كل جسيم آخر بقوة تتناسب طرديا مع ناتج كتل الجسيمات وتتناسب عكسيا مع مربع المسافة بينهما.
رياضيا ، هذا يترجم إلى معادلة القوة:
FG = Gm1m2 / r2
في هذه المعادلة ، يتم تعريف الكميات على النحو التالي:
Fg = قوة الجاذبية (عادةً بالنيوتن)
G = ثابت الجاذبية ، والذي يضيف المستوى المناسب من التناسب إلى المعادلة. تبلغ قيمة G 6.67259 x 10-11 N * m2 / kg2 ، على الرغم من أن القيمة ستتغير إذا تم استخدام وحدات أخرى.
m1 & m1 = كتل الجسيمين (عادةً بالكيلوجرام)
r = مسافة الخط المستقيم بين الجسيمين (عادةً بالأمتار)
▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃▃
بعد العشاء ، خطط وو شينغ يون لأخذ يي فان لتسجيل بصمات أصابعه.
بحلول الوقت الذي وصل فيه الرجلان إلى مقر إقامة لوه يينغ الجديد ، كان المكان بالفعل مزدحما. منذ أن بدأت لوه يينغ طلاقها ، انتقلت من المنزل المكون من ثلاثة طوابق الذي كانت تعيشه مع أويانغ يي ، وبدلاً من ذلك تعيش في شقة قدمها داي رونج.
كانت الشقة صغيرة جدًا ورخيصة المظهر ، لكن لوه يينغ لم تهتم كثيرًا بالمكان الذي تعيش فيه. خاصة عشية المغادرة ، كان اهتمام الجميع منصبًا على تذاكر السفن وليس السكن.
كان في الغرفة ثلاثة علماء اختطفتهم لوه يينغ من أويانغ يي ، وعدد قليل من الأصدقاء ، بالإضافة إلى داي رونج ، ولو شي وأفراد عسكريين آخرين.
كان الجميع يحتفلون معًا بنجاح طلاق لوه يينغ.
ما فاجأ ووشينغ يون هو أن هذا الحزب الصغير احتسي النبيذ بشكل غير متوقع!
ضحكت لوه يينغ: "هذا آخر النبيذ الذي أحضره الجنرال داي. اليوم أشكر الجميع على مساعدتكم. تحياتي لتأسيس لوشي للأبحاث ".
قام داي رونج بتجفيف كأسه أولاً ، وحذو الآخرون حذوه.
تم سكب وو شينغ يون و يي فان كثيرًا. شعر وو شينغ يون بخير ، لكن يي فان شعر بأن رأسه أكبر من اللازم ، ولم يجرؤ على شرب المزيد.
قرب نهاية اللقاء ، جاءت لوه يينغ مبتسمة إلى الرجلين.
"يي فان ، شكرا لك!" أعربت لوه يينغ بصدق عن امتنانها ، "لولا أنت ويون في ذلك اليوم ، فأنا ... لم أكن لأمتلك الشجاعة لاتخاذ الخطوة الأولى."
أخذت هدية ملفوفة من درج المكتب ، قدمتها لوه يينغ إلى يي فان: "هذا مني إليك ، أتمنى أن تنال إعجابك."
في حالة سكر قليلاً ، لم يقل يي فان "شكرًا لك". وبدلاً من ذلك ، سلم الهدية مباشرةً إلى وو شينغ يون ، قائلاً: "يون ، أنت تمسك بها من أجلي."
سألت لوه يينغ ، المحبطة إلى حد ما ، "لن تفتحه وتلقي نظرة؟"
أدار رأسه ، نظر يي فان إلى ووشينغ يون للحصول على ملاحظاته. أعاد وو شينغ يون الصندوق إلى يي فان.
يي فان فكها.
في صندوق خشبي صغير ، وضعت ميداليتان ذهبيتان بهدوء.
تم نقش اسم يي فان على أحدهما ، واسم وو شينغ يون على الآخر.
لقد أعطتهم لوه يينغ كلا من تذاكر السفن!
بوقاحة قليلا ، عرف يي فان أن لوه يينغ ليس لديها علاقات دم. لقد انتهكت القواعد بالفعل من خلال أخذ ثمانية مساعدين ، والآن ، يمكنها بالفعل الحصول على تذاكر ووشينغ يون ونفسه أيضًا؟!
سأل وو شينغ يون أيضًا مذهولًا: "لوه يينغ ، أنت ... كيف حصلت عليها؟"
أجابة لوه يينغ وهي لا تزال مبتسمة: "طلبت من الجنرال داي أن يحضرهم. لم أكن أعرف أن يون لديه واحدة بالفعل حتى قمت بتسجيلها ، ولكن مستوى تذكرته ... لذلك ساعدته في استبدالها بهذه البطاقة. كان هذا أفضل مستوى تذكرة يمكن أن أحصل عليه من أجلك. في الفضاء ، ستكون الموارد والإمدادات شحيحة ، لكن لديك الآن مخصصات أكبر. لذلك ، يمكنك الحصول على جناح يتسع لشخصين ".
التقط وو شينغ يون ميداليته ، ونظر إليها عن قرب ، ثم إلى يي فان ، متفاجئًا بسرور.
لقد فهم تمامًا ما تعنيه لوه يينغ.
داي رونج ، أو لوه يينغ ، بمستواهم سيحصلون على غرفة لأنفسهم.
لكن العلماء والمسؤولين العاديين ، تم تخصيص غرف لشخصين.
تم دمج الجنود العاديين ، مثل ووشينغ يون و يي فان ، ثمانية في غرفة ، حتى من الذكور والإناث.
كانت تذكرة السفينة التي قدمها يي فان موهوبة إلى وو شينغ يون ، وكذلك التي قايض بها وو شينغ يون ، من أجل هذا النوع من المقصورات.
قلق قليلاً من عدم الثقة وعدم الارتياح في قلبه ، شعر وشوينغ يون بالقلق من أن لوه يينغ ستواجه مشكلة بسبب هذه التذاكر.
طمأنتهم لوه يينغ: "لم أكن أتوقع ذلك أيضًا ، لقد تحدثت للتو إلى داي رونج. لقد زعمت أنه إذا لم تكن حياة الرجال جيدة ، فقد تؤثر على مزاجي. وإذا كان مزاجي سيئًا ، فسيؤثر ذلك سلبًا على بحثي. لذلك في الواقع حصل على هؤلاء من أجلك. سمعت أن التذاكر تم أخذها من حصة أويانغ يي ، وكان هناك قتال تقريبا ".
في لحظة ، اختفت مخاوف وو شينغ يون ويي فان الصغيرة.
وضع وو شينغ يون الصندوق في جيب معطفه.
بما أن الأرض ظلت في الظلام ، اعتمد الجميع على عقارب الساعة ليحكموا على الوقت.
لذلك ، عندما دقت الساعة العاشرة ، تفرق التجمع. بعد أن شرب القليل من النبيذ ، شعر رأس يي فان بالدوار. لأنه بعد أن علم أنه سيشارك غرفة مع ووشينغ يون في المستقبل ، سيشرب أكثر.
عندما ودع الرجلان لوه يينغ ، ابتسمت وقالت ليي فان: "هناك هدية أخرى لك ، في بطانة الصندوق. إنه لكما. انتظر حتى تخرج ".
كان دماغه مرتبكًا ، وذهب يي فان "أوه" ، وأخذ إجازته مع وو شينغ يون.
يي فان ترنح قليلا وهو يمشي. حاول وو شينغ يون مد يد الدعم ، حتى سمح أخيرًا لـ يي فان بالتسلق على كتفيه.
ربما لأنه كان مخمورا ، عانق يي فان رقبة وو شينغ يون وهم يذهبون. مع وسادة رأسه على أكتاف وو شينغ يون ، استمر يي فان في تقبيل وجه ووشينغ يون. التقى الاثنان بمعارفهما على طول الطريق ، وشرح وو شينغ يون: "إنه مخمور".
أثناء السير في ممر مهجور ، رن هاتف وو شينغ يون. كان العالم هو الذي خطط لشراء صيغة النظرية المنحنية. بالطبع ، لم يستطع العالم أن يساعد في الاهتمام بشدة بالصيغة ، وعندما سمع وو شينغ يون يقول إنه غير رأيه بشأن بيعها ، فقد العالم ذلك: "نحن الفيزيائيون أسياد الكون! بشر أغبياء! "
يضحك ، أغلق وو شينغ يون الهاتف. بعد ذلك ، أخرج هو و يي فان ميدالياتهما الجديدة ، ونظر إليهما معًا ، وكلاهما متحمس داخليًا.
كانت تجارة تذاكر السفن في الأساس سرًا مفتوحًا. في الآونة الأخيرة ، انتشرت الشائعات في جميع أنحاء القاعدة ، حتى أنها تسببت في أعمال شغب. ومع ذلك ، يمكن اعتبار تذكرتيهما ضمانًا أكيدًا.
بعد أن تفكروا في ميدالياتهم للحظة تحت مصباح الشارع ، تذكر يي فان كلمات لوه يينغ قبل مغادرتهم. قال: "لا أعرف ما الذي وضعته لوه يينغ في الصندوق أيضًا. ماذا كان؟ أخرجه وإلقاء نظرة؟ "
مد يي فان جيب معطف وو شينغ يون وأخرج الصندوق الأسود الصغير. لا يزال يي فان غير قادر على اكتشاف بطانة الصندوق ، لذلك قام ببساطة بضرب الصندوق براحة يده.
ثم بدأ جسم مربع ملفوف بالبلاستيك يتساقط على الأرض. مد وو شينغ يون يده ، وأمسك بها ، ونظر إليها. تحول وجهه بالكامل إلى اللون الأحمر الفاتح على الفور ، أمسكه وو شينغ يون بإحكام ، وحشوها بشكل استراتيجي في جيب البنطال.
مبتسم ، سأل يي فان: "ما هذا؟ لماذا لا تدعني أراه؟ "
أجاب وو شينغ يون: "لا شيء ، كانت لوه يينغ تمزح."
ذهب يي فان فقط "ممم ،" واستمروا في طريقهم نحو المهجع. عندما ذهبوا بجوار مرحاض القاعدة ، قال يي فان فجأة: "شربت الكثير من النبيذ ، أريد أن أذهب إلى الحمام."
رد وو شينغ يون دون أدنى شك: "حسنًا ، سأنتظرك بالخارج ..."
تعثر يي فان ، وسرعان ما تمسك وو شينغ يون بالرجل الأصغر ، وذهب معه إلى الحمام.
بشكل غير متوقع ، صعد وو شينغ يون على الأرضية المكسوة بالبلاط الخزفي ، التقط يي فان علامة "جارٍ التنظيف" ، وعلقها على الجزء الخارجي من الباب ، ثم أقفل الباب من الداخل.
سرعان ما أصبح قلب وو شينغ يون مذعورًا بعض الشيء ، وكان يخمن بشكل غامض ما أراد يي فان القيام به. "يي فان ، أنت في حالة سكر!"
"هممم ،" أومأ يي فان ، "إذا لم أكن في حالة سكر ، فلن أجرؤ على استجوابك ..."
بقول ذلك ، أمسك يي فان وو شينغ يون ، وسحب الجندي إلى حجرة المرحاض.
كان الموظفون قد قاموا للتو بتنظيف المرحاض. كان كل شيء لامعًا ، حتى غطاء المرحاض المينا الأبيض كان نظيفًا.
"قلها. ماذا بحق الجحيم أعطت لوه يينغ؟ " ظهر يي فان كان مواجهًا لباب المقصورة ، وكان يسدها ، وزوايا فمه تنحني للأعلى.
قال وو شينغ يون: "لا شيء". ومع ذلك ، من الواضح أن هذا لم يكن كافيًا لثني الرجل المخمور أمامه ، لذلك أضاف وو شينغ يون: "سيأتي شخص ما".
رفع حواجبه ، وانحنى يي فان بالقرب من وو شينغ يون ، وتحول صوته إلى أجش: "لا تنسى ، أنا متحول مخفي! تصوري حاد للغاية ، هل هناك أي شخص أحتاج إلى البحث عنه ... "
عندما تحدث يي فان ، تقدم نحو وو شينغ يون ، وأغلقه. أخيرًا ، تم إجبار وو شينغ يون على الحائط.
"لذا ، توقف عن محاولة إخفاء ذلك. لقد رأيته بالفعل بوضوح من قبل. إذا كنت لا تريد إخراجها ، فهل تريد مني أن أقوم بتفتيشك جسديًا؟ "
غمر جسد يي فان بالكامل وو شينغ يون ، وانتشرت مسحة النبيذ الخافتة في الهواء ، وتم تتبع صوت يي فان باستبداد: "لا أعتقد ذلك لأنني لا أعيش في نفس المهجع مثلك ، فهذا يعني أنه لا يمكنني الحصول عليك. إذا لم تقم بإخراج هذا الشيء ، فسأأخذك فقط إلى هنا ...... "