مــلــخــص مــخــتــصــر جـــداً.
ما نعرفه حتى هذه اللحظة هو الأتي :
إن قوانين كل الفيزياء هي نفسها لكل المراقبين في كل الأطر المرجعية المتحركة في حركة منتظمة.
هذا هو بيان أو مقولة النسبية الخاصة والتي كنّا نكررها مرات ومرات ومرات. ولكن حقيقة ماذا تعني هذه الجملة من الناحية الفيزيائية والرياضية ؟
إن معنى أن قوانين الحركة ، والميكانيكا ، والكهرومغناطيسية ، أو كل الفيزياء على وجه العموم هي نفسها لا تتغير لكل شخص يتحرك في حركة منتظمة ، إن معنى هذه الجملة ، هو أنك ستحصل على النتائج نفسها بإستخدام القوانين نفسها بدون تغير في صيغة القوانين الرياضية ، فأنت لن تضطر إلى إستخدام قانون أخر بحيث تستخدم عمليات رياضية حسابية مختلفة لكي تحسب نفس القيم الفيزيائية.
إذاً كل المتغيرات ، إن وجدت ، والتي قد تحدث بسبب الحركة المنتظمة ، لا تؤثر في القانون الفيزيائي.
سنعطي مثالين بسيطين ليقربا الفكرة المراد شرحها.
على سبيل المثال ، الجاذبية على المشتري أكبر من الجاذبية على الأرض وبالتالي سيكون وزنك على المشتري أكبر من وزنك على الأرض مع أن كتلتك لم تتغير فهي واحدة في الحالتين. الكتلة ، والتي تُعَرَّف في الفيزياء على أنها مقدار ما يحتويه الجسم من مادة ، لم تتغير ، وبالتالي كتلتك هي كتلتك على الأرض أو على المشتري. الطريقة التي تحسب بها وزنك على الأرض هي الطريقة نفسها التي تحسب بها وزنك على المشتري ، وهي بضرب الكتلة في تسارع الجاذبية الأرضية على الأرض ، وبضرب الكتلة في تسارع الجاذبية المشترية على المشتري. وهذا هو القانون الفيزيائي الذي لم يتغير. مع أن وزنك تغير.
مثال أخر.
غليان الماء عند سطح البحر وغليان الماء فوق قمة جبل إفرست.
القانون الفيزيائي هنا هو قانون الغازات العام وقانون التبادل الحراري وهما لم يتغيرا. عملية الغليان واحدة وميكانيكية التبخر واحدة وتسببها الحرارة التي تسخن جزيئات الماء والتي تبدأ بالإبتعاد عن بعضها وتتطاير مقاومة الضغط الجوي عليها. وبالتالي كلما يزداد الضغط الجوي عند مستويات سطح البحر مثلاً ، سيحتاج الماء إلى حرارة أكثر ليتغلب على الضغط العالي لكي يغلي عند ١٠٠ درجة مئوية. وعلى سطح قمة إفرست ، سيحتاج الماء إلى حرارة أقل لكي يتغلب على الضغط الأقل فيغلي عند ٧١ درجة مئوية.
أما الميكانيكية الخاصة بالغليان أو بالتبادل الحراري لم تتغير لأن القانون الفيزيائي لم يتغير وهو قانون الغازات العام وقانون التبادل الحراري.
إذاً الظروف الفيزيائية مهما تغيرت لا تؤثر على صيغة القانون الفيزيائي.
القيم الرقمية للضغط ودرجة الحرارة والحجم ستتغير مع الإرتفاع ، ولكن هذه القيم الرقمية ستوضع في صيغة القانون نفسها ، وسيتم الحساب بالعمليات الرياضية نفسها (بالضرب والقسمة والجمع والطرح) كما ينص القانون بصيغته الرياضية. فأنت لن تضطر إلى إستخدام قانون أخر بحيث تستخدم عمليات رياضية مختلفة لكي تحسب نفس القيم.
هذا بالضبط ما فهمه أينشتاين بوضوح ، وقد حاول تطبيق ما فهمه على الكهرومغناطيسية وتنبؤاتها بوجود الموجات الكهرومغناطيسية ، وتنبؤاتها بأن هذه الموجات تسير بسرعة الضوء ، السرعة التي أسميناها "c".
المشكلة الوحيدة التي واجهها هي كيفية إستخدام نفس القانون الفيزيائي في جميع الأطر المرجعية ذات الحركة المنتظمة والحصول على القيمة نفسها لسرعة الضوء !!
والحل الوحيد لحل هذه المشكلة هي فهم أن هناك شيئاً قد حدث للزمن نفسه. الزمن ليس كمية مطلقة. يجب أن يقل الزمن - (يتباطأ) - مع زيادة السرعة ، من أجل الحصول على نفس قيمة سرعة الضوء في كل مرة يتم قياسها ، حتى لو كان المراقبون يتحركون بنصف سرعة الضوء بالنسبة لبعضهم البعض.
هذا بالضبط يعادل أن تقول ، في مثالنا الأول السابق ، إننا سوف نحصل على نفس قيمة وزنك على الأرض وعلى المشتري ، والذي يجب أن يعني أن شيئاً يجب أن يحدث لكتلة جسدك. في هذه الحالة ، إن كتلتك يجب أن تقل بالضبط بالقيمة التي ستجعل وزنك على المشتري يساوي وزنك على الأرض على الرغم من جاذبية المشتري القوية جداً.
هذا أيضاً بالضبط يعادل أن تقول ، في مثالنا الثاني السابق ، أننا سوف نحصل على نفس قيمة درجة حرارة غليان الماء عند سطح البحر وعلى قمة جبل إفرست ، والذي يجب أن يعني أن شيئاً يجب أن يحدث للضغط الجوي على قمة جبل إفرست. في هذه الحالة ، الضغط الجوي يجب أن يزداد بالضبط بالقيمة المساوية للضغط الجوي عند سطح البحر من أجل منع الماء من الغليان عند درجة الحرارة المنخفضة (٧١ درجة مئوية) وجعلها تغلي بالضبط عند درجة حرارة مستويات سطح البحر (١٠٠ درجة مئوية).
والآن فليبدأ المرح !!
يتبع