ما هي معادلة أينشتاين التي لم تحل

كتابة: samah osman آخر تحديث: 15 يونيو 2021 , 13:59

معادلة أينشتاين التي لم تحل

أينشتاين هو العقل اللامع وراء النسبية العامة ومفهوم “الزمكان” والتي تعبر كما تعلمون جميعًا عن أن الجاذبية ليست قوة خفية غامضة تنتقل عبر الفضاء بل تأتي لأن الطاقة نفسها الأكثر شيوعًا في شكل كتلة وتشوه نسيج الفضاء ذاته.

هل كان أينشتاين أول من اخترع E = mc2؟

لم يكن الفيزيائي العظيم أول من ساوى بين أشكال الكتلة والطاقة كما أنه لم يثبت العلاقة بشكل قاطع، لا توجد معادلة أكثر شهرة من E = mc2 ، في الواقع تعتمد شهرة المعادلة الخالدة إلى حد كبير على تلك البساطة المطلقة، حيث أن الطاقة E للنظام تساوي كتلته m مضروبة في c2 أي سرعة الضوء في التربيع، رسالة المعادلة هي أن كتلة النظام تقيس محتواها من الطاقة ومع ذلك تخبرنا E = mc2 بشيء أساسي أكثر إذا فكرنا في c، سرعة الضوء كسنة ضوئية واحدة في السنة فإن عامل التحويل c2 يساوي 1 وهذا يترك لنا E = m. الطاقة والكتلة متماثلان.

وفقًا للفولكلور العلمي صاغ ألبرت أينشتاين هذه المعادلة في عام 1905 وشرح في ضربة واحدة كيف يمكن إطلاق الطاقة في النجوم والانفجارات النووية، هذا هو تبسيط واسع النطاق، لم يكن أينشتاين أول شخص يفكر في تكافؤ الكتلة والطاقة ولكنه لم يثبت ذلك بالفعل.[1]

من هو أينشتاين

ألبرت أينشتاين من مواليد 14 مارس 1879 في مدينة فورتمبيرغ، ألمانيا وتوفي في 18 أبريل 1955 في مدينة نيو جيرسي داخل الولايات المتحدة الأمريكية، وهو عالم فيزياء ألماني المولد طور النظر يات الخاصة والعامة للنسبية وفاز بجائزة نوبل للفيزياء في عام 1921 لتفسيره للتأثير الكهروضوئي، ويعتبر أينشتاين عمومًا الفيزيائي الأكثر تأثيرًا في القرن العشرين.

كان والدا أينشتاين من اليهود العلمانيين من الطبقة الوسطى، كان والده هو هيرمان أينشتاين وكان في الأصل بائعًا ثم أدار لاحقًا مصنعًا كهروكيميائيًا بنجاح، وكانت والدته بولين كوخ تدير منزل العائلة، وكان لديه أخت واحدة تدعى ماريا التي ولدت بعد عامين من ألبرت، كتب أينشتاين أن “عجائب” أثرت بعمق في سنواته الأولى، وكان أول ابدعاته في سنة الخامسة وكانت خاصة بالبوصلة حيث. كان محتارًا من أن القوى غير المرئية يمكن أن تحرف الإبرة، جاءت الأعجوبة الثانية في سن الثانية عشرة عندما اكتشف كتابًا للهندسة ووصفه بأنه “كتاب الهندسة الصغير المقدس”.

لحسن الحظ كان يمكن لأينشتاين التقدم مباشرة إلى Eidgenössische Polytechnische Schule (المدرسة الفيدرالية السويسرية للفنون التطبيقية) في عام 1911 بعد التوسع في عام 1909 إلى حالة الجامعة الكاملة تم تغيير اسمها إلى Eidgenössische Technische Hochschule  أو (المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا) في زيورخ دون ما يعادل شهادة الثانوية العامة إذا اجتاز امتحانات القبول الصارمة أظهرت علاماته أنه برع في الرياضيات والفيزياء، لكنه فشل في اللغة الفرنسية والكيمياء والأحياء

بسبب درجاته الاستثنائية في الرياضيات سمح له بدخول كلية الفنون التطبيقية بشرط أن ينهي تعليمه الرسمي لأول مرة التحق بمدرسة ثانوية خاصة يديرها Jost Winteler في أراو سويسرا، وتخرج عام 1896 كما تخلى عن جنسيته الألمانية في ذلك الوقت (كان عديم الجنسية حتى عام 1901 ، عندما منح الجنسية السويسرية) أصبح صديقًا مدى الحياة لعائلة وينتلر التي كان يقيم معها (كانت ماري ابنة وينتلر هي الحب الأول لأينشتاين وفي النهاية تزوجت أخت أينشتاين مايا من نجل وينتلر.

النظريات العلمية لألبرت أينشتاين

بعد تخرجه في عام 1900 واجه أينشتاين واحدة من أكبر الأزمات في حياته لأنه درس المواد المتقدمة بمفرده غالبًا ما كان يقطع الفصول الدراسية هذا أكسبه عداء بعض الأساتذة  وخاصة هاينريش ويبر، لسوء الحظ طلب أينشتاين من ويبر خطاب توصية تم رفض أينشتاين بعد ذلك عن كل منصب أكاديمي تقدم إليه.

جاءت نقطة التحول في وقت لاحق من عام 1902 عندما تمكن والد صديقه مارسيل غروسمان من ترشيحه لمنصب كاتب في مكتب براءات الاختراع السويسري في برن، في برن عامي 1904 و 1910 على التوالي بعد فوات الأوان كانت وظيفة أينشتاين في مكتب براءات الاختراع نعمة كان سينتهي سريعًا من تحليل طلبات براءات الاختراع، تاركًا له وقتًا ليحلم به حول الرؤية التي استحوذت عليه منذ أن كان عمره 16 عامًا، وكانت أول أفكاره ماذا سيحدث إذا تسابقت جنبًا إلى جنب مع شعاع ضوئي؟

أثناء وجوده في مدرسة الفنون التطبيقية، درس معادلات ماكسويل التي تصف طبيعة الضوء، واكتشف حقيقة غير معروفة لجيمس كليرك ماكسويل نفسه، وهي أن سرعة الضوء تظل كما هي بغض النظر عن السرعة التي يتحرك بها المرء وهذا ينتهك قوانين نيوتن للحركة لأنه لا توجد سرعة مطلقة في نظرية إسحاق نيوتن قادت هذه الرؤية أينشتاين إلى صياغة مبدأ النسبية “سرعة الضوء ثابتة في أي إطار بالقصور الذاتي (إطار متحرك باستمرار).

قدم أينشتاين أيضًا ورقة بحثية في عام 1905 للحصول على درجة الدكتوراه، وكان لدى علماء آخرين خاصة هنري بوانكاريه وهندريك لورنتز أجزاء من نظرية النسبية الخاصة، لكن أينشتاين كان أول من جمع النظرية بأكملها معًا وأدرك أنها كانت قانونًا عالميًا للطبيعة، وليس نسجًا غريبًا للحركة في العالم .

النسبية العامة ومهنة التدريس لألبرت أينشتاين

في البداية تجاهل المجتمع الفيزيائي أوراق أينشتاين في عام 1905 بدأ هذا يتغير بعد أن حظي باهتمام فيزيائي كبير ومن قبل أكثر الفيزيائيين تأثيرًا في جيله مثل ماكس بلانك، مؤسس نظرية الكم.

بعد فترة وجيزة وبسبب تعليقات بلانك بالثناء والتجارب التي أكدت نظرياته تدريجيًا تمت دعوة أينشتاين لإلقاء محاضرات في اجتماعات دولية مثل مؤتمرات سولفاي وارتقى بسرعة في العالم الأكاديمي، عرض عليه سلسلة من المناصب في مؤسسات مرموقة بشكل متزايد بما في ذلك جامعة زيورخ وجامعة براغ والمعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا وأخيراً جامعة برلين، حيث شغل منصب مدير معهد القيصر فيلهلم للفيزياء من من عام 1913 إلى عام 1933على الرغم من تأجيل افتتاح المعهد حتى عام 1917

وفي نوفمبر 1915 أكمل أينشتاين أخيرًا النظرية العامة للنسبية والتي اعتبرها تحفته الفنية، في صيف عام 1915 ألقى أينشتاين ست محاضرات مدة كل منها ساعتان في جامعة غوتنغن شرحت بدقة نسخة غير مكتملة من النسبية العامة تفتقر إلى بعض التفاصيل الرياضية الضرورية، لقد أكمل عالم الرياضيات ديفيد هيلبرت ، الذي كان قد نظم المحاضرات في جامعته وكان على اتصال مع أينشتاين بهذه التفاصيل وقدم ورقة في تشرين الثاني (نوفمبر) حول النسبية العامة قبل خمسة أيام فقط من أينشتاين مما أثار ذعر أينشتاين كثيرًا كما لو كانت النظرية تخصه، خاصة في وقت لاحق قاموا بتصحيح خلافاتهم وظلوا أصدقاء وكان أينشتاين يكتب لهيلبرت.[2]

معادلات اينشتاين

ألبرت أينشتاين هو العالم الذي يرمز له بالجواب على أروع النظريات العلمية في كل العصور ولا أحد يشك في العبقرية العظيمة لألبرت أينشتاين والعديد من الناس يعتبرونه ألمع عالم في القرن العشرين، وباعتباره حاصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1921 ومؤلف نظرية النسبية ونظرية التأثير الكهروضوئي التي حصل على جائزة نوبل المرموقة من أجلها، فهو يقع في نفس مستوى تشارلز داروين أو إسحاق نيوتن علماء العلوم

معادلات أينشتاين الميدانية هي عشر معادلات ومنهم معادلة التنسور والتي تصف الجاذبية كنتيجة لانحناء الزمان والمكان بالكتلة والطاقة، حيث يتم تحديد هم من خلال انحناء المكان والزمان في نقطة معينة في المكان والزمان، ويتساوى مع الطاقة والزخم عند هذه النقطة، حلول هذه المعادلات هي مكونات الموتر المتري الذي يحدد هندسة الزمان والمكان، حيث يمكن بعد ذلك إيجاد مسارات القصور الذاتي للجسيمات باستخدام المعادلة الجيوديسية.

من الممكن أن تكون المعادلات خاطئة على الرغم من أن النظرية والمعادلات قد اجتازت كل اختبار إلا أنها في جوهرها غير متوافقة مع نظرية الكم التي اجتازت أيضًا كل اختبار تجريبي، تكمن المشكلة في أن المعادلات تتطلب تحديد الطاقة والزخم بدقة في كل نقطة زمنية في المكان وهو ما يتعارض مع مبدأ عدم اليقين للحالات الكمية. هذه ليست مجرد مشكلة في الطاقات العالية أو المسافات القصيرة إنها عدم توافق مفاهيمي ينطبق في كل مختبر.[3]

الوسوم
نبّهني عن
guest
0 تعليقات
رد خطي
الإطلاع على كل التعليقات
زر الذهاب إلى الأعلى
0
نحب تفكيرك .. رجاءا شاركنا تعليقكx
()
x
إغلاق