هناك بنيتان راسختان تشكلان أساس النسبية الخاصة. وكما ذكرنا سابقاً، فإن إحداهما هي خواص الضوء، وسنناقشها بشكل أكثر تفصيلاً لاحقاً، أما البنية الأخرى فهي أكثر تجريداً. وهي لا تتعلق بقانون فيزيائي محدد، وإنما تتعلق بكل قوانين الفيزياء وتعرف باسم مبدأ النسبية Principle of Relativity " . ويقوم مبدأ النسبية على حقيقة بسيطة في أي وقت نناقش فيه السرعة (سرعة الجسم واتجاه ): حركته لا بد أن نحدد بالضبط من أو ما الذي يقوم بالقياس ومن السهل التوصل إلى إدراك معنى وأهمية هذه المقولة إذا فكرنا ملياً في الوضع الآتي: لنتخيل جورج، وهو شخص يرتدي بدلة فضاء مزودة بضوء أحمر يضيء دورياً، وهو ح في فضاء مظلم خال تماماً وبعيد جداً عن أي كوكب أو نجوم أو مجرات.

ومن منطلق جورج، فإنه ساكن تماماً في أعماق الظلام المنتظم من حوله في الفضاء. وعلى مسافة بعيدة تلتقط عين جورج ضوءًا أخضر يتوهج وينطفئ دورياً ويبدو وكأنه يقترب أكثر وأكثر منه. وفي النهاية يقترب الضوء من جورج لدرجة أنه يميز فيه حلة فضاء أخرى لجوالة في الفضاء تسبح ببطء واسمها غريس. تحيي غريس جورج ويرد عليها التحية وهى تتباعد في الفضاء ويمكن إعادة سرد هذه من وجهة نظر فريسي بنفس الكلام ونفس درجة اليقين. وتبدأ القصة بغريس ساكنة في الفضاء الخارجي اللانهائي، وعن بعد تلمح غريس ضوءا أحمر يتوهج وينطفئ ويبدو وكأنه يقترب أكثر وأكثر منها. وفي النهاية يصبح قريباً منها للدرجة التي تميز فيها غريس أن هذا الضوء لبدلة فضاء شخص آخر – جورج الذي يسبح ببطء، ويحييها جورج وترد عليه غريس التحية ثم يتباعد في الفضاء. وتصف القصتان نفس الموقف من وجهتي نظر متباينتين لكنهما صادقتان. فكل واحد منهما يشعر أنه ساكن ويرى أن الآخر هو الذي يتحرك. ويمكن تفهم وجهة نظر كل منهما ومبرراتها وحيث أن هناك تماثلاً بين رائدي الفضاء، فإننا لا يمكن أن نقول - وعلى أسس سليمة - أن أحدهما على صواب" والآخر على "خطأ". وكل وجهة نظر صحيحة بنفس الدرجة.

ويصور هذا المثال معنی مبدأ النسبية: مفهوم الحركة نسبي. ولا يمكن أن نتكلم على حركة جسم إلا بالنسبة لجسم آخر أو مقارنة به. وبذا لا معنى لعبارة ينتقل جورج بسرعة 10 أميال في الساعة"، حيث أننا لم نحدد أي جسم آخر للمقارنة. لكن هناك معنى للعبارة ينتقل جورج بسرعة 10 أميال في الساعة مارا بغريس" لأننا قد حددنا بذلك غريس كنقطة مرجعية للقياس، وكما يتضح من المثال، فإن العبارة الأخيرة مكافئة تماما لعبارة تنتقل غريس بسرعة 10 أميال في. الساعة مارة بجورج (في الاتجاه العكسي). وبمعنى آخر، لا يوجد مفهوم "مطلق" للحركة، فالحركة نسبية.

وجوهر هذه القصة هو أنه لا جورج ولا غريس قد دفعتهما أو شدتهما أو أثرت فيهما أية قوى أو وقعا تحت تأثير أي عامل آخر قد يؤثر في حالة الحركة الرتيبة الحرة ذات السرعة الثابتة لهما. ولذا وبعبارة أكثر دقة، فإن السرعة الحرة التي لا تؤثر فيهما قوى خارجية (Force-Froe) ليس لها معنى إلا إذا قورنت بأجسام أخرى. وهذا توضيح هام لأنه إذا تدخلت القوى فستتسبب في تغيير سرعة الراصدين - أي تغير من سرعتهم . و/ أو اتجاه حركتهم - ويمكن الإحساس بهذا التغيير. فمثلاً إذا كان جورج يضع على ظهره صاروخاً يدفعه فإنه قطعاً سيشعر أنه يتحرك. وهو شعور داخلي، فإذا كان الصاروخ يعمل فإن جورج سيدرك أنه  يتحرك حتى لو كانت عيناه مقفلتين ولذلك لا يستطيع إجراء مقارنة بأجسام أخرى. وبدون مثل هذه المقارنات فإنه لا يمكن أن يدعي أنه ساكن بينما " يتحرك العالم من حوله". والحركة ذات السرعة الثابتة شيء نسبي والأمر ليس كذلك بالنسبة للحركة غير ثابتة السرعة، أو بنفس المعنى الحركة المتسارعة. (وسيفيد اختبار هذه المقولة في الفصل القادم عندما نتناول الحركة المتسارعة ونناقش نظرية النسبية العامة لأينشتاين).

عندما نضع هذه القصص في ظلمة الفراغ الخاوي فإن ذلك يساعد في الفهم، وذلك بإزالة الأشياء المألوفة مثل الشوارع والمباني والتي تنسب لها بحكم العادة - من دون وجه حق - صفة خاصة هي أنها "ثابتة. ومع . أنها "ثابتة". ومع ذلك ينطبق نفس المبدأ على الأوضاع الأرضية، الأمر الذي في الحقيقة نمارسه بشكل شائع فمثلا، تخيل أنك بعد أن استغرقت في النوم في قطار، استيقظت بالضبط لحظة مرور قطارك بجوار قطار آخر على طريق مواز. وحيث أن القطار الآخر سيحجب عنك تماماً المنظر من النافذة، وبذلك سيمنع رؤيتك لأي جسم آخر، فإنك مؤقتاً لن تدرك ما إذا كان قطارك هو الذي يتحرك أم القطار الآخر أو كلاهما. وطبعا لو كان قطارك يهتز أو يترجرج أو كان يغير من اتجاهه بالدوران حول أحد المنحنيات فستشعر أنك تتحرك. لكن إذا كان القطار يتحرك بنعومة تامة - وتظل سرعته ثابتة - فإنك ستشعر بالحركة النسبية بين القطارين من دون أن تتمكن من معرفة أيهما هو الذي يتحرك.

 ولنذهب خطوة أبعد من ذلك. تخيل نفسك في مثل هذا القطار، وأنك أغلقت ستائر النوافذ تماماً. فإذا افترضنا أن سرعة القطار ثابتة تماماً، وأنك لا تملك المقدرة على رؤية أي شيء خارج عربة القطار، فإنه لا توجد وسيلة تتعرف بها على حالة الحركة، وسيبدو منظر العربة حولك هو نفسه من دون أي تغير سواء كان القطار ساكناً في محله أو يتحرك بسرعة عالية. وقد صاغ آينشتاين هذه الفكرة، التي ترجع أصولها في الواقع إلى أفكار غاليليو، وهو يزعم المستحيل لك أو لأي شخص آخر مسافر بالقطار أن يقوم بتجربة داخل عربة قطار مغلقة بحيث يحدد ما إذا كان القطار يتحرك أم لا. ويصور ذلك مرة أخرى مبدأ النسبية : حيث أن كل التحركات الحرة التي لا تخضع لتأثير قوى خارجية ليس لها معنى إلا إذا قورنت بأشياء أو أفراد آخرين يتحركون كذلك حركة حرة من دون الخضوع لتأثير قوى خارجية. ولا توجد وسيلة تمكنك من تحديد أي شيء عن حالة الحركة التي أنت عليها من دون القيام بمقارنة مباشرة أو بصورة غير مباشرة مع جسم آخر "خارجي"، وببساطة، لا يوجد مفهوم عن الحركة ذات السرعة الثابتة المطلقة ؛ والمقارنات فقط هي التي لها معنى فيزيائي.

وقد أيقن آينشتاين في الواقع أن مبدأ النسبية يقول ما هو أكثر من ذلك: كل قوانين الفيزياء - مهما كانت - لابد أن تكون واحدة مطلقاً بالنسبة لكل الراصدين إذا كانوا في حركة ثابتة السرعة. فإذا كان جورج وغريس لا يسبحان منفردين في الفضاء، لكنهما كانا يقومان بنفس مجموعة التجارب في محطتيهما الفضائيتين اللتين تسبحان في الفضاء، فإن النتائج التي سيحصلان عليها ستكون متطابقة. ومرة أخرى، فإن كلا منهما سيعتقد عن قناعة أن محطته ساكنة، على الرغم من المحطتين في حركة نسبية. فإذا كانت كل أجهزتهما واحدة، فلا يوجد ما يميز وضع الأجهزة بعضها من بعض، فإنهما متماثلان تماماً. وبناء على ذلك فإن قوانين الفيزياء التي سيستنتجها كل منهما من هذه التجارب ستكون واحدة. ولن يشعرا هما أو تجاربهما - التي تعتمد عليهما عموماً - بأنهما يتحركان بسرعة ثابتة. إنه هذا المفهوم البسيط الذي يجعل مثل هذين الراصدين متماثلين تماماً، إنه هذا المفهوم الذي يقع في صلب مبدأ النسبية. وسنستخدم هذا المبدأ حالاً بشكل مكتف.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

العتبة العباسية المقدسة تكرّم الفائزين بمسابقتها الثقافية الخاصّة بذكرى ولادة الصادقين (صلوات الله عليهما)

العتبة العباسية المقدسة تستذكر السيرة العطرة للصادقَين (صلوات الله عليهما) بذكرى ولادتهما

ضمن فعاليات مهرجان رحمة للعالمين الدولي الأوَّل العتبة العباسية المقدسة تحتفي بذكرى ولادة الصادقَين (صلوات الله عليهما)

قسم الشؤون الفكرية: مجلة نبيّنا ستنشر بحوث مهرجان رحمةً للعالمين بثلاث لغات

المزيد

الآخبار الصحية

تحذير من الإفراط في شربها.. متى تصبح الماتشا خطيرة؟

من بناء العضلات إلى "تسميم الجسم".. الوجه الآخر للبروتين ؟

دراسة جديدة: مخ الانسان يغتسل أثناء النوم

هل من الآمن شرب القهوة على معدة فارغة؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

مزايا مرآة الرؤية الخلفية ذاتية التعتيم في السيارات

دراسة.. كوكب غريب أمد الأرض بمقومات الحياة !

يهدد عرش هوليود.. أول فيلم رسوم متحركة بالذكاء الاصطناعي

أكبر تغيير منذ سنوات.. هل تكشف أبل النقاب عن "iPhone Air"؟

المزيد

مواضيع ذات صلة

الحدس وعيوبه

سرعة الضوء

اللا تناظر بين الماضي والمستقبل ( معنى اللا تناظر في الزمن)

المكان - الزمان الجديد الرباعي الأبعاد

أسرع من الضوء ؟(سرعة الضوء كحد نهائي: ماذا لو تجاوزناها؟)

مفارقة التوأمين( مفارقة التوأمين وثورة النسبية في فهم الزمكان)

هزيمة الزمن النيوتني

ماذا عن E=mc2؟

عدم التوافق بين جاذبية نيوتن والنسبية الخاصة

الفزياء والكون .. النسبية الخاصة

Relativistic energy

Relativistic mass