قام العالم الفيزيائي الشهير الألماني الجنسية ألبرت أينشتاين بالبوح عن نظريته والتي سُميت بالنظرية النسبية الخاصة عام 1905ميلاديا ، والتي يليها بأحد عشر عاما نظريته النسبية العامة (1916 ميلاديا) ، حيث كانتا النظريتين بداية جديدة لعصر التقدم العلمي إذ غيرتا مفهوم الفيزياء الكلاسيكية الخاصة بإسحق نيوتن لتعطيا مفاهيماً جديدة وعلوم جديدة لم يكن لها مثيلا من قبل كالفيزياء الفلكية وعلوم الكون .

مفهوم النظرية النسبية

 النظرية النسبية هي نظرية فيزيائية طبيعية تقوم على دراسة الظواهر الفيزيائية الطبيعية كالكتلة ، الحجم ، الزمن ،الكثافة ، وغيرها الكثير ، ولكنها تختلف عن الفيزياء العادية في أنها تنظر للمواضيع من منظور مختلف كليا وأوسع وبشكل متعمق .

أوجه الاختلاف بين النظرية النسبية الخاصة والنظرية النسبية العامة

تتناول وتختص بدراسة الأجسام المتحركة بسرعة ثابتة بالنسبة للباحث ، بمعنى أنها تختص بدراسة الأجسام المتحركة بسرعة منتظمة دون تسارع أو حتى بتسارع صفر مع إهمال للجاذبية الأرضية وتثبيت سرعة الضوء في الفراغ بالنسبة لحركة الباحثين ، وتحديد سرعة الضوء في الفراغ بأنها السرعة العظمى .

تتناول وتختص بدراسة الأجسام التي تتحرك بسرعات متغيرة ، بمعنى أن سرعة الأجسام تتزايد وتتناقص مع مرور الزمن .

أبعاد النظرية النسبية

اعتمدت الفيزياء الكلاسيكية على وجود ثلاثة أبعاد لي جسم كوني “الأبعاد المكانية” وهي بعد الطول ، العرض والارتفاع ، وهذه الطريقة انتهجها جميع العلماء إلى أن جاء العالم الألماني “ألبرت أينشتاين” وأثبت وجود بُعد رابع للكون بالإضافة إلى الثلاثة أبعاد ، أثبت وجوده بالنظريات العلمية وأطلق عليه مسمى “الزمكان” لتصبح أبعاد الكون هي الطول ، العرض ، الارتفاع ، والبعد الرابع “بُعد الزمان”.

إمكانية تخيل عالم بأربعة أبعاد

إن إمكانية تواجد الكون ببعد واحد أو بعدين أو حتى ثلاثة أبعاد أمر سهل ومن اليسير تخيله ، لكن عالم بأربعة أبعاد كما جاء بالنظرية النسبية ، أمر ليس من اليسير تخيله أو حتى التفكير به ، إذ يمكننا رسم كل من الطول والعرض والارتفاع ولكن كيف يُمكن رسم البعد الجديد الرابع “الزمن”إذا كنا لا نستطيع رؤيته من الأساس؛ إن النظرية النسبية بمفهوماتها الجديدة كليا التي تتيح وجود بُعد رابع للكون الذي نعيش به لهي أكثر تعقيدا من الفيزياء الكلاسيكية والتي ترى أن الهندسة الكونية من ثلاثة أبعاد فقط.

المكان في النظرية النسبية

جاء بالنظرية النسبية استحالة وجود مكان مطلق بالكون الذي نعيش به ، إذا شاهدت نفسك وجوالك ثابتين بمكان ما ، فإن هذا أمر نسبي حيث أن المشاهد والجوال ثابتان بالنسبة لبعضهما البعض والأرض التي يقعان عليها ، ولكن متحركان بالنسبة للكون؛ حيث أن الأرض ما هي إلا عبارة عن سفينة فضاء ضخمة تسير بسرعة فائقة تخضع لقوانين المجموعة الشمسية.

الزمن في النظرية النسبية

إن النظرية النسبية تبين أن مفهوم الزمن يشبه بعض الشئ مفهوم المكان ، إذ جاءت النظرية النسبية بأن الزمن لا يسير في جميع أنحاء الكون بنفس التساوي بل يطول ويقصر من مكان لآخر ، وهذا تبعا لأسباب وظروف معينة ، ويتفق ذلك مع نظرية ” نيوتن".

أوضح العالم الألماني “أينشتاين” بأن طول الزمن وقصره يتوقف على أمرين وهما ، الأمر الأول وهو السرعة والتي تقوم بدراسته النظرية النسبية الخاصة ، والأمر الثاني وهو الكتلة والتي تقوم بدراسته النظرية النسبية العامة ، إذ يقل الزمن على حسب السرعة ، حيث كلما زادت السرعة كلما تباطأ الزمن ، وعند الوصول إلى سرعة الضوء فإن الزمن يكون مساويا الصفر؛ ويجري الزمن ببطئ في حالة الكتل الكبيرة ، فعند وقوع حدث ما بالكون فقد يكون بزمن الماضي بالنسبة لمشاهد ، وقد يكون حاضرا بالنسبة لآخر ، وقد يكون مستقبلا بالنسبة لغيرهما.

في حالة اختلاف الزمن باختلاف الأماكن بالنسبة للمشاهدين ، فإن النظرية استطاعت تغيير المفهوم الكلاسيكي للمكان والزمن المطلق ، فأصبحت الحركة نسبية ، وتغير مفهوم الزمن من المطلق إلى إمكانية سيره نحو الأمام وجعله بُعدا رابعا مدموجا مع الأبعاد الثلاثة.