النسبية العامة ما هى؟

[محمد ابوزيد]

اتمنى شرح النظرية النسبية العامة
باللغة العربية وتكون المعادلات لاتينية
موضحة بالرسوم ان امكن
مع وجود مكان للمناقشة
لان هناك اشياء لا افهمها واتمنى مناقشتها والسؤال عنها
وما هى اوجه الاستفادة من النظرية النسبية العامة
اتمنى الا اكون قد اثقلت عليكم
و ان يكون ذلك فى ميزان حسناتكم

اخوكم / محمد ابوزيد

[rima_awad]

السلام عليكم

ارجو ان تدخل اخي العزيز الى هذا الرابط وان شاء الله سوف تجد كل ما تحتاج اليه


http://hazemsakeek.com/Physics_Lectu...vity/index.htm

[محمد ابوزيد]

اشكرك جدا ولكن الرابط يحتوى على نسبية خاصة

اخوكم / محمد ابوزيد

[c6f03b387c9958f5a4f4287ea50ca5a3]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
مرحبا محمد

موضوع النسبية العامة من المواضيع الشيقة وقد دار نقاش حول الجزئية المتعلقة بالجاذبية على هذه الرابط


http://hazemsakeek.com/vb/showthread.php?t=4076

تحياتي

[محمد ابوزيد]

شكرا د0حازم المناقشة رائعة
وارجو كل من له فكره عن الموضوع ان يدلو بدلوه
ملاحظة:
الصور كانت رائعة (وكنت اتمنى قليلا من المعادلات )

اخوكم / محمد ابوزيد

[طالب علم 2]

السلام عليكم :

الأخ الكريم : محمد أبو زيد .. حياك الله تعالى وزادك علماً ونفعاً ..

آمل أن تلقى رغبتك المباركة في فتح ملف ( النسبية العامة ) للمُدارسة والمناقشة , اهتماماً كبيراً عند من له اطلاع على النسبية العامة , فضلاً عمن له باع طويل فيها .. نظراً لصعوبة الإحاطة بهذه النسبية ووعورة مسالكها , كما يؤكد على ذلك معظم من تناول النسبية العامة شرحاً وتبسيطاً ..

وعملاً باقتراحك , بأن يقول ما عنده , كلُّ من لديه فكرة ما عن النسبية العامة , فسأفتتح هذه المناقشات بطرح طرفٍ مما خبرته عنها من الناحية الفكرية , للمدارسة والتصويب عند وجود الخلل .

تقوم النسبية العامة على فرضين اثنين ؛
أحدهما : ثبات سرعة الضوء في الخلاء , سواء أكان المنبع الضوئي ساكناً أم متحركاً وسواء أكان الراصد ساكناً أم متحركاً .
والآخر : تكافؤ العطالة والثقالة .

وعن هذين الفرضين مجتمعين , نتج مفهوم حدية شدة الثقالة , وعن هذا الأخير نتج مفهوم انحناء ( أو تقوس ) الفضاء , ومن مفهوم تقوس الفضاء استنتج أينشتاين : بأن الجاذبية ليست ( قوة ) وإنما ( المجال الجاذبي ) الذي يتشكل حول الكتل الثقيلة , في المتصل المكاني – الزماني , له خواص قياسية تحددها ثقل الكتلة , وينشأ عنها مسالك و ممرات , تفرض على الكتل العاطلة , التي تدخل هذا المجال , عبورها .
فحركة الكواكب السيارة , مثلاً , تعتمد على عطالة الكواكب الذاتية , وهي بحركتها المعهودة لنا , تسلك الممرات والمسالك التي أحدثتها الشمس بثقلها في الفضاء .

قبل البحث فيما نتج عن فرضي هذه النسبية , لا بد من الإشارة إلى معنى ( تكافؤ العطالة والثقالة ) وكيف توصل إليه العالم أينشتاين .

بقليل من البحث والتمحيص يتضح لنا : أن أينشتاين يطرح مفهوم ( التكافؤ بين العطالة و الثقالة ) من خلال محورين اثنين ؛
أحدهما : تكافؤ الكتلة العاطلة مع الكتلة الثقيلة .
والثاني : تكافؤ الجاذبية مع التسارع .
وبالرغم من أن كلاً منهما قد يفضي إلى الآخر بشكل أو بآخر , بيد أن التدقيق في كل منهما على حدة , قد يُظهر لنا أموراً تساعدنا على الإحاطة بهذا المفهوم .

1 - حاول أينشتاين إقرار صحة المحور الأول ( تكافؤ الكتلة العاطلة مع الكتلة الثقيلة ) من خلال التجربة ( الفكرية ) التالية :
نتخيل لفيفاً من العلماء في مصعد لإحدى ناطحات السحاب , مغلق الجوانب بحيث لا يمكنهم مشاهدة ما يجري خارج نطاق هذا المصعد , ولنفرض أن المصعد انفلت من حباله وتحرك دون قيد .
يعلل أحد العلماء الموجودين داخل هذا المصعد بقوله : يا رفاق ! إننا مُقبلون على كارثة ! فقد انقطعت حبال المصعد ونحن الآن نسقط سقوطاً حراً بتسارع منتظم يساوي تسارع الجاذبية الأرضية .. ويُخرج من جيبه قطعة نقود فيتركها وشأنها , فلا تسقط إلى أرض المصعد , بل تبقى معلقة في الفضاء ويمكنه أن يستردها متى يشاء و يتابع قوله : ألا ترون إننا والمصعد وقطعة النقود نسقط جميعاً بتسارع ثابت , يساوي تسارع الجاذبية الأرضية ..
ويجيبه أحد رفاقه : لا ! لا تجزع أيها الزميل .. فقد غدر بنا رفاقنا ووضعونا في صاروخ فضائي وأطلقوا الصاروخ في الفضاء الرحيب , ونمر الآن في مرحلة انعدام الجاذبية , وما تلاحظه من بقاء قطعة النقود ساكنة بدلالة المصعد , لا يعدو عن كونه ناتجاً عن انعدام الجاذبية في هذا المكان , وإذا قذفت قطعة النقود في اتجاه معين فإنك سوف تراها ترسم مستقيماً بحركة منتظمة , واقفز إن أردت عن أرض المصعد فسوف ترى نفسك تطفو بكل يسر نحو السقف بسرعة تساوي الجهد المبذول.. (( وبمختصر القول : إن قوانين الميكانيك صالحة هنا وهي تنسجم مع مبدأ العطالة ))

ولا يمكن للعلماء مجتمعين أن يفضلوا رأياً على الآخر , فكلاهما محق فيما يدعيه .
فأحدهما يعلل سقوط المصعد ومَن فيه بفعل الكتلة الثقيلة لكلٍ منهم ..
والآخر يعلل بقاءهم جميعاً على نمط متساوٍ بفعل الكتلة العاطلة لكلٍ منهم ..

(( ومما يمكننا استنتاجه من ذلك , أن أينشتاين يقرر بأن : الكتل التي تسقط معاً سقوطاً حراً , بفعل الجاذبية , هي بالنسبة إلى بعضها بعضاً أثناء سقوطها فقط , كتل عاطلة تصلح فيها قوانين الميكانيك المنسجمة مع مبدأ العطالة ؛ وهذا يعني أيضاً أن الكتل العاطلة , الساكنة والتي تتحرك حركة مستقيمة منتظمة , يمكننا أن نعتبرها بالنسبة إلى بعضها بعضاً كتلاً ثقيلة تسقط سقوطاً حراً ..
وهنا نجد أنفسنا أمام أول إشكال يعترضنا !
فعندما جاز لنا أن نعتبر الكتل الثقيلة , أثناء سقوطها الحر فقط , كتلاً عاطلة , وجاز لنا أن نعتبر الكتل العاطلة , الساكنة والتي تتحرك حركة مستقيمة منتظمة , كتلاً ثقيلة تسقط سقوطاً حراً , فلماذا تتغير قوانين الميكانيك داخل كل منها حين ننسب أحد الصنفين إلى الآخر ؟ ))


2 - وقد عمل أينشتاين على إقرار صحة المحور الثاني ( تكافؤ الجاذبية مع التسارع ) من خلال التجربة ( الفكرية ) التالية :

نتصور العلماء كأنهم مازالوا في مصعدهم ذاك , وإنما نُقل هذا المصعد فعلاً هذه المرة إلى رقعة من الكون معزولة عزلاً تاماً عن المؤثرات المادية الخارجية , وربُطت حبال بسقف المصعد , وشُد هذا الأخير بقوة ثابتة إلى الأعلى ينشأ عنها تسارع ثابت , وفُرض هنا أيضاً أن العلماء داخل المصعد لا يعلمون حقيقة وضعهم , وهم يقومون بإجراء تجارب فيزيائية , فيلاحظون أولاً أن أقدامهم تضغط بثبات على أرض المصعد ..
ويُخرج أحدهم قطعة نقود من جيبه فيتركها وشأنها فيراها تسقط نحو أرض المصعد بتسارع منتظم , ثم يرمي قطعة النقود في اتجاه أفقي موازٍ لأرض المصعد فيجدها ترسم قطعاً مكافئاً ... وتدله تجارب متعددة يجريها في المصعد على حقيقة أساسية , فيصرح بها قائلاً : إن المصعد ومَن فيه , في ظروف عادية تماماً , فهو ساكن على سطح الأرض , وتؤثر عليه الأرض بجاذبيتها ..
ويتصدى له أحد زملائه قائلاً : كلا أيها الزميل ! لسنا كما تزعم في مصعد ساكن على سطح الأرض , بل نحن في مصعد بعيد عن كل تأثير جاذب , وتؤثر على مصعدنا قوة خارقة انتزعته من الجاذبية الأرضية , فوضعته في بقعة من الكون خالية من المادة , و تابعت هذه القوة فعلها محركة إياه بحركة مستقيمة متسارعة بانتظام , تسارعها يساوي شدة الثقالة على أرضنا , فنحن والمصعد وجميع ما فيه نشترك بهذه الحركة , وبمجرد أن تترك قطعة النقود من يدك تزول عنها القوة المسرعة لعدم بقاء الاتصال بينها وبين المصعد الذي تؤثر فيه تلك القوة , فهي ( بحسب قانون العطالة ) تقوم بحركة مستقيمة منتظمة سرعتها تساوي سرعة المصعد ومَن فيه في اللحظة التي تركت فيها يدك القطعة , هذا من جهة ؛ ومن جهة أخرى : تتابع أرضُ المصعد حركتها المتسارعة , فهي تقترب تدريجياً من قطعة النقود لتلحق بها بعد فترة من الزمن ..
فهناك حركة نسبية بين قطعة النقود وأرض المصعد , فأنت تنظر إلى هذه الحركة النسبية معتقداً أن قطعة النقود هي المتحركة نحو الأسفل وأرض المصعد ساكنة . بينما أنظر إليها أنا معتقداً أن قطعة النقود تتحرك نحو الأعلى بحركة مستقيمة منتظمة , وتتحرك أرض المصعد نحو الأعلى أيضاً بحركة متسارعة بانتظام , سرعتها الابتدائية تساوي سرعة قطعة النقود .. فالحركة النسبية واحدة لكلينا , أنت تعللها بقوة جاذبية الأرض لقطعة النقود ( الكتلة الثقيلة ) , وأعللها أنا بالحركة المتسارعة للمصعد ( أي : بالكتلة العاطلة لقطعة النقود ) ..
ولا يمكن للعلماء مجتمعين الاعتراض على أي من الرأيين , فكلاهما محق فيما يدعيه ..

قبل الاستطراد ..
أرجو من كل مَن لديه تصويب أو تعديل أو إضافة على ما تقدم أن لا يبخل عليّ بشيء من ذلك ..

ولكم تحياتي

[طالب علم 2]

السلام عليكم :

الإخوة الكرام : حياكم الله تعالى ..

مما نستنتجه من نتائج التجربتين المذكورتين عن المحورين في المشاركة ( 6 ) , أن أينشتاين أراد أن يقول :
أولاً : لا يمكننا تحديد حالة الجسم , من خلال تجارب فيزيائية تجري عليه , هل هو يسقط سقوطاً حراً ؟ أم هو ساكن ؟ .
ثانياً : لا يمكننا تحديد حالة الجسم , من خلال تجارب فيزيائية تجري عليه , هل هو يعاني من الجاذبية ؟ أم من تسارع منتظم ؟

الذي يبدو لي أن في الاستنتاجين نظر ..

1 – فبحسب الاستنتاج الأول ؛ لو افترضنا أن المسافة بين جُدران هذا المصعد ( 100 أو 200 أو 500 متر أو أكثر ) وأن أحد العلماء كان واقفاً عند أحد الجدران , ولو أنه أخرج من جيبه ( ريشة طائر ) وتركها من يده , لبقيت الريشة في مكانها الذي تركها فيه ويمكنه استردادها متى يشاء , لأنه وإياها والجميع يسقطون سقوطاً حراً . ولو أنه دفعها , بقوة صغيرة جداً , باتجاه الجدار المقابل له لسارت الريشة بسرعة مستقيمة منتظمة بالنسبة للمصعد ومَن فيه ؛ ولكن هل ستصل الريشة إلى الجدار المقابل ؟ أم ستتوقف عن مسيرها بعد مسافة ما من انطلاقها ؟
في الإجابة نقول :
إن القوة التي أثرت على الريشة في حركتها الأفقية – بين الجدارين – كانت ( نقفة ) أو دفعة صغيرة , ثم أزيلت , في حين أن سقوط الريشة الحر , ينشأ عن قوة ملازمة في دفعها للريشة , بل وتزداد شدتها باطراد , وبناء على ذلك ؛ فإن القوة الملازمة والتي تزداد شدتها باطراد سوف تتغلب على تلك القوة الصغيرة الضعيفة وتمنعها من الاستمرار , أي : ستوقفها .
وكذلك الأمر لو أراد أحد العلماء أن يمزح مع زميله ودفعه بقوة صغيرة باتجاه الجدار المقابل , فإن العالِم المدفوع لن يصل إلى الجدار المقابل .

وبذلك يمكننا أن نحدد , أن هذا المصعد يعاني من سقوط حر , وليس هو ساكناً في بقعة خالية من المادة , لأنه لو كان في بقعة خالية من المادة , لاستمرت الريشة والعالِم بحركتيهما المستقيمة المنتظمة إلى الجدار المقابل , ولو لم يكن هناك جدار لاستمرت حركتيهما إلى الأبد .

2 – وبحسب الاستنتاج الثاني ؛ لو افترضنا أن أحد العلماء مربوط في سقف المصعد وبيده مجموعة من كرات متجانسة , وأنه يترك من يده كرة في كل دقيقة من زمن المصعد .
فلو كان المصعد ساكناً على الأرض بفعل جاذبيتها , لكانت الفترة الفاصلة بين وصول أية كرة والتي تليها إلى أرض المصعد , هي دقيقة واحدة أيضاً , لأن الكرات متجانسة والمسافة ثابتة وتسارع الجاذبية ثابت .
وأما لو كان المصعد يتسارع في بقعة خالية من المادة , وكان العالِم يترك من يده كرة في كل دقيقة من زمن المصعد , لكانت الفترة الفاصلة بين وصول أية كرة والتي تليها إلى أرض المصعد , أقل من دقيقة , و لكانت تلك الفترة تتناقص تدريجياً ابتداء من الكرة الثانية , مادام المصعد في تسارع , وذلك لأن الكرات متجانسة والمسافة بين أرض المصعد وسقفه ثابتة , ولكن التسارع في تزايد مستمر , أي : إن أرض المصعد يزداد تسارعها باستمرار , وكلما ازداد تسارعها كان وصولها إلى الكرة العاطلة الملقاة في البقعة الخالية من المادة – في فضاء المصعد – أسرع .

وبهذا يمكننا تحديد حالة المصعد , ويمكننا أن نجزم بأنه في حالة تسارع , وليس هو ثابت على الأرض بفعل الجاذبية .

فإن قيل : ولكن المسافة بين سقف المصعد وأرضه أثناء تسارعه , تتعرض إلى تقلص ,كما أن زمنه يتعرض إلى تمدد , وفق النسبية الخاصة , وبذلك ستكون الفترة الفاصلة بين أية كرة والتي تليها هي دقيقة واحدة فقط بزمن المصعد , وهذا يتطابق مع كون المصعد ساكن على الأرض .

يقال : إن الأخذ بهذا القول سوف يزعزع النسبية الخاصة ويضعها موضعاً لا تحسد عليه , لأن التقلص والتمدد الحاصلين في النسبية الخاصة , يبقيان ثابتان على حالهما إلى الأبد , من جراء ثبات السرعة بين الجسمين فيها . وأما في النسبية العامة فالسرعة متزايدة , ولن يطول الأمر حتى تصل المسافة إلى نقطة الصفر بين سقف المصعد المتسارع وأرضه , وبذلك يتمايز هذا المصعد عن المصعد الساكن , فتفقد النسبية جوهرها , وهي أن ما يرصده ( أ ) عن ( ب ) هو عين ما يرصده ( ب ) عن ( أ ) . زد على ذلك ؛ فإن الراصد في المصعد المتسارع الذي تتقلص مساطره فعلاً ويتمدد الزمن فيه فعلاً , نتيجة التسارع , فإنه من المحال أن يدعي بأن هذه التغييرات تحصل في ذلك المصعد الساكن , إذ كيف يقيس المتقلص فعلاً بمساطره المتقلصة فعلاً , المسافة التي لم تتقلص بأنها هي المتقلصة !! ؟
فهل من الممكن لو ضغطنا المسطرة ( أ ) أن نقيس بها المسطرة ( ب ) غير المنضغطة ونقول : إن المسطرة ( ب ) هي المنضغطة ؟


سنغض الطرف قليلاً عن هذه الإشكالات , لنتابع استنتاج حدية الثقالة ثم تقوس الفضاء .

مازلت أنتظر تعليقاتكم المباركة ...


ولكم تحياتي