alwahatech - تمدد الزمن

الزمن عند نيوتن ( الفيزياء الكلاسيكة ) مطلق وواحد في كل الاطر المرجعية القصورية أي أن الفترة الزمنية بين حدثين تبقى واحدة أيا كان المراقب الذي يقيسها.

بينما يعرف الزمن عند انشتاين ( نظرية النسبية الخاصة ) نسبي فالفترة الزمنية بين حدثين والتي يقيسها مراقبين في إطارين قصوريين مختلفين مختلفة.

يبين الشكل قطاراً يتحرك بسرعة ( V ) بالنسبة للأرض ، يطلق المراقب ( O) شعاعاً ضوئياً من مصباحه باتجاه مرآة مثبتة في سقف المركبة ( الحدث الاول ) وبعد زمن ما ينعكس الشعاع عن المرآة ويرجع الى مصدر الضوء ( الحدث الثاني ).

إن الحدثين يحدثان بالنسبة للمراقب O في الموقع نفسه ويقوم هذا المراقب بقياس الفترة الزمنية بين هذين الحدثين باستخدام ساعة دقيقة .

[عزيزي الزائر يتوجب عليك التسجيل لمشاهدة الروابط .. للتسجيل فضلاً اضغط هنا]

بما أن الزمن = المسافة \السرعة

الزمن الصحيح = 2 ف\س

حيث( 2ف): المسافة التي يقطعها الضوء ذهابا وإياباً

س ، C : سرعة الضوء.

ولكن كيف سيبدو هذان الحدثان بالنسبة للمراقب ( O) والواقف على الرصيف مثلاً...

بالنسبة للمراقب O فإن المركبة والمرآة ستتحركان إلى اليمين بسرعة ( V) وفي اللحظة التي يصل فيها الضوء للمرآة تكون المرآة قد تحركت مسافة ما .

إن الحدثين بالنسبة للمراقب ( O) يحدثان في موقعين مختلفين .

أي حسب المراقب ( O) فإن الضوء سيسقط على المرآة بحيث يصنع زاوية مع الاتجاه الرأسي وينعكس بالكيفية نفسها.

[عزيزي الزائر يتوجب عليك التسجيل لمشاهدة الروابط .. للتسجيل فضلاً اضغط هنا]

وهكذا نجد أن الضوء بالنسبة للمراقب (O) قطع أكبر مسافة من المسافة التي يقيسها المراقب (O") .

وبما أن سرعة الضوء في الاطارين ثابتة فهي لا تتغير حسب النظرية النسبية الخاصة..

فهذا يعني أن الفترة الزمنية (∆t) التي يقيسها المراقب (O) أكبر من ( ∆t° ) التي يقيسها المراقب ( O").

وتعرف هذه النتيجة بتمدد الزمن .

يمكن التوصل الى العلاقة الرياضية الاتية بين هاتين الفترتين الزمنيتين:

[عزيزي الزائر يتوجب عليك التسجيل لمشاهدة الروابط .. للتسجيل فضلاً اضغط هنا]

∆t = γ ∆t°

γ = معامل لورنتز ويكون دائماً > 1 لأن V< C

V: سرعة الجسم.

C: سرعة الضوء.

∆t : الزمن الذي يقيسه المراقب في اطار قصوري آخر.

∆t°: الزمن الصحيح الذي يقيسه مراقب ساكن بالنسبة للحدث وفي نفس اطار الحدث.

* الحدث ظاهرة تحدث في موقع معين وزمن معين.

سؤال : لو كنت مسافراً في مركبة سرعتها ( 0.9 س ) فهل ستلحظ تمدداً للزمن لساعة داخل مركبة؟

لا \ لانك في هذه الحالة تكون ساكناً بالنسبة للساعة أي أنك تقيس الزمن في نفس الاطار المرجعي للساعة.

سؤال: توأمان بعد تخرجهما من الجامعة سافر التوأم الاول في رحلة استكشافية إلى احد الكواكب في مركبة سرعتها (0.9س) بالنسبة للأرض وكان عمرهما عندها ( 23 عاماً) وبعد وصوله الى الكوكب عاد مباشرة الى الارض بالسرعة نفسها، ووفقاً للتوأم الاول فقد استغرقت الرحلة للوصول الى الكوكب ( 5 سنوات ) ماهو عمر كل منهما بالنسبة للاخر؟

الحل:

∆t°= 5 سنوات ، زمن الكوكب الصحيح الذي يقيسه التوأم الاول ( زمن الذهاب أو الاياب ).

بالتطبيق بالمعادلة

[عزيزي الزائر يتوجب عليك التسجيل لمشاهدة الروابط .. للتسجيل فضلاً اضغط هنا]

يكون الناتج = 16 سنة.

زمن الرحلة كاملة ذهابا وإياباً = 2 × 16

=32 سنة كما يقيسه التوأم الثاني الذي يراقب الرحلة.

عمر كل منها = 23 +10 = 33 عاما بالنسبة للتوأم الاول.

عمر كل منهما = 23+32= 55 بالنسبة للتوأم الثاني الذي يراقب الرحلة.

(منقول) جاري التأكد