منتدى العلم والإيمان

هذا المنتدى مسخر لخدمة العلم ونرجو من كل يد امينه ان تساهم معنا


    إلقاء الضوء على النسبية الخاصة الجزء الثانى

    شاطر

    Admin
    Admin

    المساهمات : 80
    تاريخ التسجيل : 03/08/2008

    إلقاء الضوء على النسبية الخاصة الجزء الثانى

    مُساهمة من طرف Admin في الأحد سبتمبر 14, 2008 5:15 pm

    التزامن و السببية.
    في الشكل :
    لنفترض وجود حدثين أ و ب في نفس الجملة المرجعية reference system و في نفس المكان ضمن هذه الجملة لكن بفاصل زمني ( يشتركان بالموقع المكاني و يختلفان بالاحداثي الزمني time coordinate) كما نفترض وجود حدثين ب و ج ضمن جملة مرجعية واحدة بحيث يحدثان آنيا ( أي في وقت واحد ) لكنهما يقعان في موقعين مختلفين . ( يشتركان بالاحداثي الزمني و يختلفان بالاحداثيات المكانية ) .
    في الجملة المرجعية الاولى يمكن ل أ أن يسبق ب فعندئذ يكون أ سابقا ل ب في كل الجمل المرجعية و من الممكن للمادة أن تنتقل من أ إلى ب بحيث نعتبر أ سببا و ب نتيجة فتكون هناك علاقة سببية بين أ و ب . في الواقع لا وجود لأي جملة مرجعية تقلب هذا الترتيب السببي .
    لكن هذه الحالة لا تنطبق في حالة الحثين أ و ج ( ج يقع خارج المخروط الضوئي ل أ كما هو واضح ) حيث توجد جمل مرجعية ترى حدوث أ قبل ج و جمل مرجعية ترى حدوث ج قبل أ . لكن هذا بكل الأحوال لا يكسر قانون السببية لأنه يستحيل نقل المعلومات بين أو ج أو بين ج و أ لأن هذا يستدعي سرعة أكبر من سرعة الضوء . بكلام آخر يمكن لبعض الجمل المرجعية أن ترى الأحداث بترتيب مختلف لكن لا يمكن لهذه الجمل أن تتواصل فيما بنها لأنها تحتاج اشارات أسرع من الضوء ، و هكذا يحفظ مبدأ ثبات سرعة الضوء في النسبية قانون السببية و يحمينا من مفارقات العودة في الزمن .
    هندسة الزمكان في النسبية الخاصة
    الفضاء الزمكاني في نظرية النسبية الخاصة هو فضاء منكوفسكي رباعي الأبعاد ، و هو فضاء يشابه الفضاء الأقليدي الثلاثي الأبعاد المعتمد في الميكانيك النيوتني من حيث سكونيته ، فالخاصية الحركية ستدخلها فيما بعد نظرية النسبية العامة لتحول الزمكان من فضاء رباعي الأبعاد سكوني إلى فضاء رباعي الأبعاد حركي .
    بالرغم من البعد الرابع فإن مشابهته للفضاء الأقليدي من الناحية السكونية تجعله سهل التعامل فمعظم قواعد الفضاء الإقليدي تطبق هنا ذاتها بعد اضافة الحد الموافق للإحداثي الرابع (الزمني ) .
    يعطى التفاضل للمسافة (ds) في فضاء ثلاثي الأبعاد بالعلاقة التالية :






    حيث (dx1,dx2,dx3) هي تفاضلات الإحداثيات الثلاثة أو الأبعاد الفراغية الثلاثة . أما في الفضاء الزمكاني للننسبية الخاصة قنضيف احداثي رابع زماني بواحدة تساوي سرعة الضوء c فتكون المعادلة التفاضلية للأبعاد الأربعة :



    في العديد من الحالات ، يكون من الأنسب معاملة الاحداثي الزمني كعدد تخيلي ( مثلا لتبسيط المعادلة ) و في هذه الحالة يستبدل t في المعادلة السابقة ب i.t' ، و تصبح المعادلة :



    في حالات أخرى نقوم باختزال الأبعاد المكانية الثلاثة إلى اثنين و نتعامل عندئذ مع فضاء ثلاثي الأبعاد : بعدبن مكانيين و آخر زماني





    يمكننا أن نلاحظ الخط الجيوديسي الصفري على المخروط الثنائي لأي حدث في الصورة التالية :

    و يمكن تعريفه بالمعادلة التالية :





    وهي معادلة دائرة ذات قطر r=c*dt. لو مددنا ذلك الكلام لفضاء كامل ذو ثلاث أبعاد مكانية و واحد زماني ،فإن الجيوديسي الصفري عبارة عن دوائر متمركزة مستمرة ذات أقطار متزايدة
    تساوي المسافة التي يقطعها الضوء من الحدث = c*(+ أو -)الزمن .




    المخروط الثنائي الصفري هو ما يمثل "خط الضوء" أو مسار الضوء الصادر عن تلك النقطة او ما ندعوه بالحدث ضمن الفضاء الرباعي الأبعاد ، و بما أن الضوء صاحب أكبر سرعة في الكون حسب النظرية النسبية فإنه لا وجود لمسارات تنطلق من هذه النقطة ( الحدث ) و تخرج عن نطاق هذا المخروط الثنائي ( ببساطة لأن لا شيء أسرع من الضوء ) . ندعو المخروط العلوي : مخروط الضوء المستقبلي و هو يشمل الأحداث المستقبلية التي يمكن أن تتلقى إشارة من الحدث المعني . أما المخروط السفلي فيدعى مخروط الضوء الماضي و يشمل الأحداث الماضية التي يمكن لها بعث إشارة إلى هذا العنصر . كل ما هو خارج هذين المخروطين لا يمكن له التواصل مع هذا الحدث لا كماضي و لا كمستقبل .

      الوقت/التاريخ الآن هو الأربعاء سبتمبر 20, 2017 3:44 pm