Time Dilation Einsteins Theory Of Relativity Explained

في إحدى أمسيات ربيع عام 1905 ألبرت آينشتاين ثم كاتب براءات في برن بعد اجتيازه عمل يومه قرر ركوب سيارة ترام في طريقه إلى المنزل غالبًا ما كان آينشتاين يختتم عمله في أسرع وقت ممكن للتفكير في حقائق الكون في وقت فراغه كانت إحدى تجارب التفكير هذه التي ابتكرها على سيارة الترام التي أحدثت ثورة في الفيزياء الحديثة إلى الأبد بينما تتراجع آينشتاين عن برج الساعة Zytglogge ماذا سيحدث لو انحسرت سيارة الترام بسرعة الضوء أدرك أنه إذا كان للسفر في 186000 ميل في الثانية يبدو أن يد الساعات تتجمد تمامًا في الوقت نفسه عرف أينشتاين أنه في برج الساعة كانت الأيدي تتدبر بخطى طبيعية لوقت أينشتاين تباطأ. فجر هذا الفكر عقله. خلص أينشتاين إلى أنه كلما تحركت بسرعة أكبر عبر الفضاء كلما تحركت أبطأ بمرور الوقت. كيف يكون هذا ممكنا؟ تأثر عمل أينشتاين بشدة من قبل اثنين من أكثر علماء الفيزياء شهرة في كل العصور أولاً كانت هناك قوانين الحركة التي اكتشفها المعبود إسحاق نيوتن والثانية قوانين الكهرومغناطيسية وضعت من قبل جيمس كليرك ماكسويل أصرّت قوانين نيوتن على أن السرعات ليست مطلقة أبدًا ولكن دائمًا ما يكون نسبيًا بحيث يجب إلحاق أحجامها بعبارة "فيما يتعلق" على سبيل المثال يسافر القطار بسرعة 40 كم / ساعة فيما يتعلق بشخص يستريح ومع ذلك فإنه يسافر فقط 20 كم / ساعة فيما يتعلق قطار يسافر 20 كم / ساعة في نفس الاتجاه أو يسافر 60 كم / ساعة فيما يتعلق بقطار آخر يسير في الاتجاه المعاكس بسرعة 20 كم / ساعة وينطبق هذا أيضًا على سرعات الأرض والشمس وكل مجرة ​​درب التبانة من ناحية أخرى وجد ماكسويل أن سرعة الموجة الكهرومغناطيسية مثل الضوء ثابتة عند باهظة 299،792،458 م / ث بغض النظر عمن يراقبها ومع ذلك تبدو فكرة ماكسويل غير متوافقة مع فكرة نيوتن عن السرعات النسبية إذا كانت قوانين نيوتن عالمية حقًا. لماذا يجب أن تكون سرعة الحياة استثناء؟ قدم هذا آينشتاين معضلة شاقة هذا الصراع بين أفكار نيوتن وماكسويل يمكن إظهاره من خلال تجارب آينشتاين الفكرية الرائعة تخيل آينشتاين نفسه على منصة قطار تشهد على اثنين من البراغي البرق تضغط على جانبي منه الآن لأن أينشتاين يقف بالضبط في منتصف الضربتين يتلقى أشعة الضوء الناتجة من كلا الجانبين في نفس الوقت ومع ذلك تصبح الأمور أكثر تعقيدًا عندما يقوم شخص ما في قطار عابر بمشاهدة هذا الحدث بينما يتغلب على آينشتاين بسرعة الضوء إذا كانت سرعة الضوء تتوافق مع قواعد النسبية فلن يشاهد الشخص في القطار ضربة الصواعق في وقت واحد من المنطقي أن يصل النور الأقرب إلى الرجل في القطار أولاً قد يختلف قياس سرعة الضوء الذي يصنعه الرجلان في الحجم وهذا يتناقض مع حقيقة جوهرية واضحة للكون. كان على أينشتاين أن يتخذ خيارًا صعبًا. إما أن قوانين نيوتن كانت غير مكتملة أو أن سرعة الضوء لم تكن ثابتة أدرك أينشتاين أن المفهومين يمكن أن يتعايشا مع قرص صغير في قوانين نيوتن للتخلص من التناقض في القياسات اقترح أينشتاين الوقت نفسه للرجل في القطار يجب إبطاء لتعويض النقص في السرعة بحيث يبقى الحجم ثابتًا أطلق آينشتاين على هذا السخافة "تمدد الوقت" ونظريته المكتشفة حديثًا "النسبية الخاصة" اعتقد نيوتن أن الوقت يتحرك بلا كلل في اتجاه واحد للأمام ومع ذلك فقد أدرك أينشتاين الوقت الممتد والعقود متفاوتة مع السرعة نظرا لوقت استعرابي مثل الفضاء يستحق بعده الخاص في الواقع ادعى أينشتاين أن الاثنين كانا متماثلين شكلوا معًا نسيجًا ثلاثي الأبعاد أو سلسلة متصلة تدعى الزمكان التي تتكشف عليها الأحداث الدنيوية للكون اقترح أينشتاين أن الأجسام الضخمة مثل الشمس لم تسحب أجسادًا مثل الأرض بغموض الساحبة التي لا يمكن تفسيرها ولكن منحني نسيج الفضاء من حولهم إجبار الأرض على السقوط في هذا الوادي شديد الانحدار التشبيه المبسط للغاية هو الانخفاض في الترامبولين المصنوع من كرة البولينج المتساقطة إذا تم وضع رخام على الترامبولين فسوف يتدحرج الرخام على الفور باتجاه كرة البولينج في الوسط هذا صحيح أيضا بالنسبة لجاذبية الأرض نحن مثبتون على الأرض لأن المساحة المشوهة بواسطة كتلة الأرض تدفعنا إلى الأسفل من الأعلى لكن الركود في النسيج حول الأرض ليست موحدة و تزداد قوة جاذبية الأرض كلما تحركنا في اتجاه مركزها حيث يكون الانحناء عند الحد الأقصى لذلك مثل الرخام الموجود على الترامبولين يتسارع الجسم الذي يسقط نحو الأرض وهو يسير باتجاه مركز الكوكب يسقط أسرع عندما يكون فوق السطح مباشرة أكثر مما يقول عندما يكون أعلى قليلاً من الغلاف الجوي ولكن مهلا وفقًا للنسبية الخاصة كلما أسرعت في التحرك كلما أبطأ في الحركة بمرور الوقت هذا يعني أن الوقت يمر ببطء على سطح الأرض أكثر من الغلاف الجوي الآن لأن الكواكب المختلفة لها كتل مختلفة وبالتالي قوة الجاذبية مختلفة كما أنها تسرع الكائنات بمعدلات مختلفة حيث تعلمنا أن هذا يعني مرور الوقت المتغير هذا ما يحدث في الفيلم بين النجوم عندما يهبط أبطال الفيلم على كوكب قريب من ثقب أسود الجاذبية على الكوكب شديدة لدرجة أن ساعة واحدة على السطح تعادل سبع سنوات على الأرض لفهم كيف تؤثر الحركة على الوقت دعونا نفكر في أبسط آلية لحفظ الوقت تمر ثانية في كل مرة ينعكس فيها الفوتون دعنا نتخيل شخصين أحدهما في سفينة فضائية أعلى بقليل من الغلاف الجوي للأرض والثاني على قمة تل صغير فقط فوق سطح الأرض كلاهما يشاهدان رجل يسقط من الفضاء نحو الأرض دعنا نقول أن الرجل الذي يسقط يحمل ساعة الفوتون أوضح قبل لحظة ماذا يلاحظ كل من الرجلين بينما يسقط الرجل وراءهما؟ ما يلاحظونه يشبه بشكل مخيف ما يلاحظه الشخص الثابت عند مشاهدة كرة مرتدة في قطار متحرك. عندما يسقط الرجل من الفضاء يبدو أن الضوء في ساعته يتحرك في مثلثات إلى المراقبين هذا يعني أن الضوء يسافر مسافة أطول وبالتالي تمتد مدة الثانية من الواضح أن طول مثلثات آثار الضوء وبالتالي مدة الثانية هي يتناسب مع سرعة سقوط الرجل عندما نتذكر أن الأجسام القريبة من مركز الكوكب تسقط بشكل أسرع يمكننا تحديد الوقت الذي يبدو أنه يمر بشكل أبطأ على الرجل على التل مما يفعل للرجل في سفينة الفضاء أعلاه. بالطبع الفرق هو لانهائي الفرق بين الوقت الذي تقاس به الساعات في قمم الجبال وعلى سطح الأرض هو مسألة النانوثانية يؤثر تمدد الوقت على كل ساعة سواء كان يعتمد على الكهرومغناطيسية الأساسية أو مزيجًا معقدًا من الكهرومغناطيسية وقوانين نيوتن للحركة. في الواقع تباطأ العمليات البيولوجية نعم هذا صحيح رأسك أكبر بقليل من قدميك