في عام ١٨٧٩، وُلد في مدينة أولم أحد أعظم علماء العالم: ألبرت أينشتاين . في القرن السابع عشر، شرح إسحاق نيوتن القوانين التي تحكم حركة الأجسام والأجرام السماوية، مما ساهم في توحيد الفيزياء الأرضية والفضائية، وأدى إلى فهم أوسع بكثير للميكانيكا حتى يومنا هذا. مع ذلك، وبحلول نهاية القرن التاسع عشر، ظلت العديد من الظواهر الفيزيائية غير مُفسَّرة بتعاليم نيوتن. لذلك، كان على ألبرت أينشتاين تجاوز هذه القيود، فابتكر نموذجًا جديدًا: نظرية النسبية.
سنخبرك في هذا المقال بكل سيرة وأعمال ألبرت أينشتاين وأهمية نظرية النسبية كنقطة انطلاق للفيزياء الحديثة.
سيرة ألبرت أينشتاين
تحدى نموذج ألبرت أينشتاين التفسيري المنطق السائد. بعبارة أخرى، أشارت هذه النظرية إلى بداية الفجوة بين عامة الناس وعلمٍ أصبح أكثر تخصصًا وتعقيدًا. مع ذلك، خلال حياة أينشتاين وبعدها، تأكدت صحة العديد من جوانب النسبية التي كانت مفاجئة وغير مفهومة في ذلك الوقت . وهذا أحد الأسباب التي جعلت ألبرت أينشتاين أحد أشهر العلماء وأكثرهم تقديرًا في تاريخ العلم.
أكثر ما يثير الدهشة في اكتشاف هذا العالم هو أن جميع أفكاره، التي كانت تبدو مستحيلة في ذلك الوقت، أثبتت صحتها. من بينها، على سبيل المثال، أن كتلة الجسم تزداد مع سرعته. مع ذلك، كان هذا العالم الشهير ضعيفًا في دراسته في صغره. كان هادئًا ومنطويًا في طفولته، وكان نموه الفكري بطيئًا للغاية. لاحقًا، عزا آينشتاين نفسه هذا البطء إلى نشأة نظرية النسبية. بعبارة أخرى، وفقًا له، يبدأ معظم الناس في التفكير في مسائل المكان والزمان في سن مبكرة. وبسبب بطء نموه، لم يبدأ بطرح أسئلة حول الزمكان إلا في سن متقدمة. وكانت هذه الأسئلة هي أصل نظرية النسبية.
في عام 1894، واجهت عائلته بأكملها صعوبات مالية، مما أجبرهم على الانتقال إلى ميلانو. بقي أينشتاين في ميونيخ لإكمال تعليمه الثانوي. كان لديه عدة أبناء يسمون هانز ألبرت وإدوارد، ولدوا على التوالي في عامي 1904 و1910. وفي وقت لاحق، طلق أينشتاين شريكته وتزوج مرة أخرى من ابنة عمه إلسا.
نظرية النسبية
نشر خمس أوراق بحثية عام ١٩٠٥. نال إحداها درجة الدكتوراه من جامعة زيورخ، بينما أحدثت الأوراق الأربع المتبقية نقلة نوعية في الفهم العلمي للكون. قدمت هذه الأوراق تفسيراً نظرياً للحركة البراونية من منظور إحصائي، كما قدمت تفسيراً للتأثير الكهروضوئي، استناداً إلى فرضية أن الضوء يتكون من كمّات منفردة، سُميت لاحقاً في الفيزياء بالفوتونات.
أرست الأعمال المتبقية الأساس لنظرية النسبية، التي تُثبت التكافؤ بين طاقة كمية معينة من المادة وكتلتها، وهي المعادلة الشهيرة E = mc². ونظرًا للجهود الجبارة التي بذلوها في عملهم وبحوثهم، فقد اعتُبروا من أبرز علماء الفيزياء في أوروبا. وفي وقت لاحق، نال ألبرت أينشتاين التقدير الجماهيري الحقيقي عندما مُنح جائزة نوبل في الفيزياء عام ١٩٢١.
تحاول نظرية النسبية تفسير بعض الشذوذ في مفهوم الحركة النسبية. ومع ذلك، مع مرور الوقت، أصبح تطور هذه النظرية هو الأساس للعلوم الفيزيائية. كما أصبح أيضًا المرجع الأساسي الذي يساعد في إثبات الوحدة الأساسية للمادة والطاقة، والمكان والزمان، والتكافؤ بين قوى الجاذبية وتأثيرات التسارع في النظام.
كان لهذه النظرية صيغتان مختلفتان. الأولى تُعرف بنظرية النسبية الخاصة، وتتناول جميع الأنظمة التي تتحرك بالنسبة لبعضها البعض بسرعة ثابتة . أما الثانية فتُعرف بنظرية النسبية العامة، وتشرح الأنظمة التي تتحرك بسرعة متغيرة. وفي هذه السرعة المتغيرة يُطرح مفهوم التسارع.
نظرية ألبرت أينشتاين الموحدة
من المعروف أن الفيزياء تحتاج إلى قوانين توحد جميع تفسيرات الأنظمة، سواءً تلك التي تتحرك حركة مستقرة أو غير مستقرة. ولذلك، انصبّ جلّ اهتمام ألبرت أينشتاين على تطوير النظرية النسبية العامة. وكانت الفرضية الأساسية لهذه النظرية أن الجاذبية ليست قوة، بل مجال ينشأ عن وجود الكتلة في نسيج الزمكان.
وفي وقت لاحق، في عام 1919، ازدادت شهرته الدولية، مما أجبره على إلقاء العديد من المحاضرات التوعوية في جميع أنحاء العالم. وأصبحت صورته مشهورة أيضًا باعتباره أحد ركاب الدرجة الثالثة في القطار. كان مشهورًا بالذهاب إلى كل مكان حاملاً حقيبة كمان تحت ذراعه. وكانت إحدى هواياته العزف على الكمان.
ركزت جهود ألبرت أينشتاين خلال العقد التالي على إيجاد علاقة رياضية بين الكهرومغناطيسية والجاذبية. كان هدف أينشتاين الرئيسي اكتشاف القوانين العامة التي تحكم سلوك جميع الأجسام في الكون . كان يعتقد بوجود قانون واحد يصف سلوك جميع الأجسام، سواء في الفيزياء الأرضية أو الفلكية. وكان يرى أن هذه السلوكيات يجب أن تُجمع في نظرية مجال موحدة.
لقد قال هذا العالم ذات مرة أن السياسة لها قيمة مؤقتة، في حين أن المعادلة صالحة إلى الأبد. كان هذا نتيجة الصعوبة التي واجهها في مغادرة ألمانيا إلى الولايات المتحدة بسبب صعود هتلر إلى السلطة في عام 1933. في السنوات الأخيرة من حياته، تسببت مرارة عدم الفشل في الصيغة التي ستكشف للبشرية سر سلوك الأشياء في تدهور صحته.
بعد أن أنهى انفجار ناغازاكي وهيروشيما الحرب العالمية الثانية ، وحد أينشتاين جميع العلماء لمنع استخدام القنبلة في المستقبل واقترح تشكيل حكومة عالمية من الأمم المتحدة.