[محمد محمود بدر]

تــجــربــة أيــنــشــتــايــن الــفــكــريــة.




والآن نريد أن نعطي مثالاً من خلال ، ما أسماه أينشتاين ، التجربة الفكرية

في هذه التجربة الفكرية سوف نقوم بمحاولة قياس سرعة الضوء في أُطر مرجعية مختلفة. وسوف نقوم بقياس هذه السرعة بأخذ بعض أجهزة القياس البسيطة جداً. سوف نأخذ مسطرة بطول متر واحد ، مسطرة طولها بالضبط متر واحد. وسوف نأخذ ساعة مثالية دقيقة للغاية والتي تستطيع قياس فترات زمنية متناهية في الصغر بدقة عالية. وما سوف نفعله هو أننا سنلاحظ عندما يصل الضوء إلى الطرف الأمامي من المسطرة وعندما يصل الضوء بعدها إلى الطرف الخلفي من المسطرة. وسوف نقوم بقياس الفترة الزمنية اللازمة لذلك بواسطة ساعة القياس. ثم سنأخذ المعادلة الرياضية ، السرعة تساوي المسافة مقسومة على الزمن. ونظراً لأننا نعرف المسافة (وهي واحد متر) ، ونستطيع قياس الفترة الزمنية بواسطة الساعة ، إذاً من هذا ، وبإستخدام المعادلة ، نستطيع حساب سرعة الضوء.
الإطار المرجعي للأرض.

الآن تخيل نفسك واقفاً على الأرض وأن هناك إشارة ضوئية تشع الضوء أمامك. أنت ستأخذ مسطرة المتر. وتحملها للأعلى أمامك. وسوف تلاحظ عندما يمر الضوء عند الطرف الأمامي من المسطرة. وسوف تلاحظ عندما يمر الضوء عند الطرف الخلفي من المسطرة. وسوف تقيس الفترة الزمنية لهذا المرور. وسوف تقوم بحساب السرعة التي تساوي المسافة مقسومة على الزمن. وسوف تحصل على الإجابة لقيمة سرعة الضوء. وهذه الإجابة هي ٣٠٠,٠٠٠ كيلومتر في الثانية.

الإطار المرجعي للسيارة.

والآن صديقك سيمر بجانبك راكباً سيارة تسير بسرعة ٧٠ كيلومتراً في الساعة. وهو مجهز بنفس مسطرة المتر بالضبط ونفس ساعة القياس بالضبط. هو سيأخذ مسطرة المتر. ويحملها للأعلى أمامه. وسوف يلاحظ عندما يمر الضوء عند الطرف الأمامي من المسطرة. وسوف يلاحظ عندما يمر الضوء عند الطرف الخلفي من المسطرة. وسوف يقيس الفترة الزمنية لهذا المرور. وسوف يقوم بحساب السرعة التي تساوي المسافة مقسومة على الزمن. وسوف يحصل على الإجابة لقيمة سرعة الضوء. هو يسير الآن بالنسبة لك بسرعة ٧٠ كيلومتراً في الساعة. وعلى حسب ما ينص عليه مبدأ النسبية ، هو سوف يقيس بالضبط سرعة الضوء نفسها التي قستها أنت. وهذه الإجابة هي ٣٠٠,٠٠٠ كيلومتر في الثانية. وليست ٣٠٠,٠٠٠ كيلومتر في الثانية زائداً ٧٠ كيلومتراً في الساعة.

وسوف نحصل بالضبط على نفس القيمة لسرعة الضوء. بالضبط. مع أنه يسير بالنسبة إليك بسرعة ٧٠ كيلومتراً في الساعة. كيف يمكن لهذا أن يكون ؟

الإطار المرجعي للطائرة.

الأسوأ ، هناك صديق آخر في طائرة نفاثة ، وهو مجهز بمسطرة المتر نفسها بالضبط وساعة القياس نفسها بالضبط. هو الآن يسير بسرعة ٩٠٠ كيلومتر في الساعة بالنسبة لك. هو يسير بسرعة منتظمة. وبالتالي فإن قوانين الفيزياء صالحة لكل منكما بالتساوي. وبالتالي هو سوف يقيس نفس السرعة للضوء كالتي قستها أنت على الأرض. بالضبط ٣٠٠,٠٠٠ كيلومتر في الثانية. الإجابة نفسها. الضوء نفسه ، أيضاً.

الإطار المرجعي لمركبة الفضاء السريعة جداً.






ألبرت أينشتاين في عام ١٩٤٧م (في عمر ٦٨ سنة).

لنجعل الأمور أكثر سوءً ، هناك صديق آخر في مركبة فضاء سريعة جداً ، وهو الآن يسير بسرعة تساوي نصف سرعة الضوء بالنسبة لك. وهو مجهز بمسطرة المتر نفسها بالضبط ونفس ساعة القياس نفسها بالضبط. هل سوف يقيس قيمة لسرعة الضوء تساوي واحد ونصف القيمة التي قستها أنت على الأرض ؟ كلام فارغ ، بالطبع لا. هو يسير بسرعة منتظمة. وبالتالي فإن قوانين الفيزياء صالحة لكل منكما بالتساوي. وبالتالي هو سوف يقيس سرعة الضوء نفسها كالتي قستها أنت على الأرض. بالضبط ٣٠٠,٠٠٠ كيلومتر في الثانية. الإجابة نفسها.

الإطار المرجعي لمركبة الفضاء الفائقة السرعة.

لنجعل الأمور في مُنتهى السوء ، هناك صديق آخر في مركبة فضاء فائقة السرعة ، وهو الآن يسير بسرعة تساوي سرعة الضوء بالنسبة لك !! وهو مجهز بمسطرة المتر نفسها بالضبط ونفس ساعة القياس بالضبط. هل سوف يقيس قيمة لسرعة الضوء تساوي ضعف القيمة التي قستها أنت على الأرض ؟ كلام فارغ ، بالطبع لا. هو يسير بسرعة منتظمة. وبالتالي فإن قوانين الفيزياء صالحة لكل منكما بالتساوي. وبالتالي هو سوف يقيس نفس السرعة للضوء كالتي قستها أنت على الأرض. بالضبط ٣٠٠,٠٠٠ كيلومتر في الثانية. نفس الإجابة.

جميع المراقبين سوف يحصلون على النتيجة نفسها بالضبط ، القيمة نفسها بالضبط ، لسرعة الضوء.




لــحــظــة أيــنــشــتــايــن الأكـــثـــر روعـــة.



يتبع