النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين.

[محمد محمود بدر]

والأن لو أن شعاعاً من الإثنين حدث وأن كان يسير بإتجاه رياح الأثير (أو بإتجاه معاكس لرياح الأثير) ، فإنه سيكون أسرع (أو أبطأ) من السرعة c.






رسم تخطيطي توضيحي لجهاز مايكلسون ومورلي.


وسنستطيع كشف ذلك. لأننا إذا أخذنا مثالاً واحداً لحالة واحدة على سبيل المثال ، عندما يتم إعادة دمج الشعاعين مرةً أخرى في المنظار كاشف الضوء ، فإن الضوء الذي كان يتحرك مع إتجاه رياح الأثير سيكون أسرع من السرعة c ، وسيصل للمنظار كاشف الضوء أولاً ، وسوف يتداخل مع الشُعَاع الثاني - الذي كان لا يتحرك مع إتجاه رياح الأثير - وبالتالي يتحرك بسرعة أبطأ من السرعة c ، والذي سيصل للمنظار كاشف الضوء متأخراً.

والعكس صحيح أيضاً. إذاً في الحالتين ، سيحدث نمط للتداخل ، بنَّاءً أو هدَّامَاً ، ويعتمد على أي شعاع منهما سيدخل المنظار كاشف الضوء أولاً. هذا سيحدث لأن الشعاعين أصبحا خارج المسار بسبب الفرق في سرعة الضوء.

لقد تم القيام بتجربة مايكلسون ومورلي في خلال ربيع وصيف عام ١٨٨٧م بواسطة العالمان ألبرت مايكلسون و إدوارد مورلي ، وقد تم نشر النتائج في صيف نفس العام.

لقد قامت التجربة بمقارنة سرعة الضوء في إتجاهات عموديه متعددة ، فلقد قامت بمقارنة سرعة الضوء في إتجاه حركة الأرض ، وقامت بمقارنة سرعة الضوء في إتجاه عمودي على إتجاه حركة الأرض ، وقامت بمقارنة سرعة الضوء في إتجاه معاكس لإتجاه حركة الأرض.

كل هذه المحاولات تمت لسبب واحد فقط ، وهو محاولة الكشف عن فرق بسيط في قيمة سرعة الضوء في الإتجاهات المختلفة لإثبات وجود الأثير.

النتائج كانت مخيبة للآمال ، لأنهم لم يجدوا أي دليل على الإطلاق للفكرة المنحازة عن الحركة النسبية والتي كانوا يبحثون عنها والنزعة والرغبة الشديدة الكامنة بداخلهم لإكتشافها. بغض النظر عن أي طريق سلكه شعاع الضوء أثناء التجربة ، فإن الضوء على ما يبدوا كان يتحرك بنفس السرعة بالضبط. وقد تم نشر هذه النتائج في صيف عام ١٨٨٧م.

النتائج كلها كانت سلبية. لا يوجد قيم مختلفة لسرعة الضوء ، وهذا يعني أنه لا يوجد أثير.





نمط خطوط تداخل الضوء كالذي نتج عن تجربة مايكلسون ومورلي بإستخدام الضوء الأبيض. وكما تم تكوينها هنا يلاحظ عدم وجود أي تغير في نمط التداخل من جرَّاء أي تداخل هدَّام أو بنَّاء.

بعد كل هذا التفكير والإستعداد والتجهيز ، أصبحت التجربة تُعرف بأنها أشهر التجارب فشلاً في التاريخ. فبدلاً من أن تثبت وجود الأثير وتقدم رؤية عن خصائصه ، فقد ذكر مقال مايكلسون ومورلي في المجلة الامريكية للعلوم (American Journal of Science) "بأن جميع القياسات كانت سلبية".

سيتطلب الأمر حوالي ٢٠ عاماً أخريات (بالإضافة للعمل الذي قام به ألبرت أينشتاين) لكي يهجر ويتخلص العلماء من العقبات المفاهيمية الخاصة بنموذج الأثير العقيم كلياً وتبني النموذج الحالي والذي يقول أن الضوء يملك خاصية ثنائية ، موجية وجزيئية ، ويتحرك بسرعة ثابتة عبر الفضاء الفارغ بالنسبة للا شئ !!

لقد نال مايكلسون جائزة نوبل في عام ١٩٠٧م ، ليصبح أول أمريكي ينال جائزة نوبل في الفيزياء. ولكن مورلي لم يحصل على الجائزة لأنه كانت لديه أفكار ثانية وشكوك حول التجربة ، وقد فكر في أنه يستطيع بناء جهازاً أفضل وأكثر حساسيةً من الأول يستطيع الكشف عن الفرق في سرعة الضوء وبالتالي إثبات وجود الأثير.

هذا يعطيك فكرة جيدة عن مدى تعمق جذور الفيزياء النيوتونية في قواعد الفيزياء والفكر العام في ذلك الوقت في بداية القرن العشرين !!
وإستمرت التجارب بلا هوادة ، في عام ١٩٢١م ، ١٩٢٣م ، ١٩٢٤م ، ١٩٢٥م ، ١٩٢٦م ، ١٩٢٧م ، ١٩٢٩م ، ١٩٣٠م !!

وفي كل تجربة منفردة من هذه التجارب كانت النتائج متساوية كما هي ، لا يوجد فرق في سرعة الضوء ، وبالتالي لا يوجد أثير.

وكان هذا بعد أن نشر ألبرت أينشتاين نظريته عن النسبية الخاصة سنة ١٩٠٥م.

سيتم التكملة في الجزء الخامس