التفاعل بين الجاذبية والضوء

التفاعل بين الجاذبية والضوء

من أهم المشاهدات العامة أن الضوء يسير في خطوط
مستقيمة . والحقيقة أننا نستخدم هذه الخاصية في تعريف الخطوط المستقيمة في
الأعمال المساحية وقياس المسافات .

كذلك يشار إلى " أشعة " الضوء على أنها تصف اتجاه حركة الضوء . من المعلوم
أيضًا أن الشعاع الضوئي يمكن أن " ينثني " أو ينكسر عند انتقاله من مادة
شفافة إلى أخرى ؛ عندما يدخل الضوء من الهواء إلى الزجاج أو الماء من
الهواء مثلًا .

ولكن الضوء لا ينحرف أبدًا عن المسار الخطي المستقيم عند انتقاله في الفضاء أو حتى في الهواء عندما يكون ضغطه
ودرجة حرارته منتظمتين .

فمثلًا لا يلاحظ إطلاقًا أن الحزمة الضوئية الموازية للأرض تتخذ مسارًا
منحنيًا كمسار المقذوف . يبدو إذن أن الضوء لا يتأثر بالجاذبية الأرضية !

الخاصية الثانية للضوء هي أنه يتحرك في الفضاء بنفس السرعة وهي ( 3*10^8 متر / ثانية )
، وهكذا يبدو أن خبرتنا تؤكد أن الضوء لا يعاني أي تسارع ، وأن سرعته تظل
ثابتة في المقدار والاتجاه . هاتان الخبرتان السابقتان تقترحان إذن أن
الجاذبية لا تؤثر على الضوء بأي قوة كانت .

:::::::

ومع ذلك فقد استطاع ألبرت آينشتاين في سنوات ما قبل
الحرب العالمية الأولى وأثنائها تطوير نظرية جديدة للجاذبية تتميز بأنها
أكثر تعقيدًا وأعم من نظرية نيوتن للجاذبية ، وتعرف هذه النظرية بنظرية النسبية العامة .

وتعتبر الجاذبية في إطار هذه النظرية بمثابة نتيجة مترتبة على الخواص الهندسية للفراغ . ولتفهم معنى هذا التأكيد
المثير للبس ، لنناقش ما نتخيله دائمًا عند الحديث عن الخطوط المستقيمة .

[/size]

يتبع Smile

يمكن تعريف الخط المستقيم بأنه أقصر مسافة بين نقطتين ، وتعرف مثل هذه الخطوط عادة باسم الخطوط الجيوديسية .

وعندما يطلب منّا رسم خط مستقيم فإننا نفعل ذلك دائمًا على سطح مستو كورقة الكراسة مثلًا . ولكن لنفرض أننا
قد أعطينا كرة بيضاء عليها نقطتان ثم طلب منّا رسم خط مستقيم بين هاتين النقطتين على سطح الكرة .

قد يكون أول رد لنا في هذه الحالة أن نقول أن ذلك مستحيل ، لأن كل خط على سطح الكرة لا يمكن إلا أن يكون منحنيًا .

ولكن عند الالتزام بتعريف الخط المستقيم بأنه أقصر مسافة بين النقطتين ، قد نقوم عندئذ برسم خط يمثل جزءًا مما
يسمى الدائرة العظمى ، وهي دائرة ينطبق مركزها على مركز الكرة .

والنتيجة في هذه الحالة كما هو مبين بالشكل (1) ، تبدو شبيهة إلى حد كبير بخط منحن ؛ ولكن هذا الخط يتطابق مع
تعريف " الخط المستقيم " في الفراغ ثنائي البعد المعرف بسطح الكرة . والواقع أنّ الفرق بين السطحين ثنائيي البعد
للكرة والورقة المستوية يتمثل في خاصية للفراغ تسمى الانحناء .

وبالرغم من إمكانية تمثيل الانحناء بالرسم في بعدين ، إلا أنّ تمثيل الانحناء بالرسم في ثلاثة أبعاد أمر مستحيل .
لذلك فإننا نحاول استخدام الوصف في بعدين لأغراض المقارنة فقط .

تفترض نظرية آينشتاين أنّ الفضاء الخالي ، أي الفراغ بدون مادة ، " مستوى " في ثلاثة أبعاد . علاوة على ذلك يقترح
آينشتاين أن وجود الكتلة يدخل انحناء في الفراغ ؛ وأنه كلما زادت الكتلة زاد انحناء الفراغ بالقرب من هذه الكتلة .

وتبين النظرية أيضًا أنّ مقدار الانحناء يكون محسوساً فقط عندما تكون الكتلة كبيرة كبراً فلكيًا كالنجم مثلًا .

شكرا يا مهندسة Wink

peyton9511 كتب:: شكرا يا مهندسة

ولاشكرا على واجب و شكرا على مرورك يا دكتورتنا Smile