نظرية الأوتارالفائقة

[T4A]

لي تعليق انشالله على هذا الموضوع..ولكن بعد ان اتخلص من امتحاناتي ..

[باسم صالح]

استدراك مهم جدا جدا ..

نظرية المجال الموحد التي لم يكملها أيشتاين هي توحيد لجاذبية والمجال الكهرومغناطيسي.
نظرية التوحيد الكبير هي توحيد للقوتين الكهروضعيفة والنوويه الشديدة .
نظرية الأوتار الفائقة  هي توحيد للقوى الأربعة في الطبيعة.

القوة النووية الشديدة تساوي 15
القوة النووية الضعيفة تساوي 7.03*10^-3
القوة الكهرو مغناطيسية تساوي 3.05*10^-12
قوة التجاذب الثقالية تساوي 5.90*10^-39

[باسم صالح]

تقدر الأوتار بأنها أصغر من البروتون بمئة مليون مليون مرة ويفتر أنها اللبنة الأساسية للطبيعة (أوتار دقيقة مهتزة)

هناك حقيقة مفادها أن القوى الأساسية الأربعة التي تحكم كوننا ما هي إلا تظاهرات مختلفة لقوة موحدة متفردة موجهة بالأوتار الفائقة.

الأوتار الفائقة هي النموذج الرياضي الأول من نوعه والوحيد الذي يوفر معنى مقبولا لتفسير كمومي للجاذبية.

تتنبأ الأةتار الفائقة على نحو لا يصدق بما حدث قبل الأنفجار العظيم.ووفقا للنظرية وجد الكون في عشرة أبعاد ولكن أنشطر إلى قسمين أحدهما كون صغير بأربعة أبعاد انسلخ عن الكون الأصل.
وإلى حين توفر برهان تجريبي قاطع للنظرية قد تنقضي سنوات قبل أن تستطيع بناء آلات قوية للحد الذي يسمح باختبار النظرية بشكل حاسم.
وعلى الرغم من أن التأكيد التجريبي للنظرية قد يكون بعيدا لاتتوفر بالقابل تجربة تدحضها ولا تستطيع نظرية أخرى طرح مثا هذا الادعاء في الشاملية.

سأتكلم بعد فيما عن المصادم الحلقي الذي كاد أن يكون أكبر منشأة علمية في العالم بل في التاريخ كما وصفت .

[باسم صالح]

العالم آينشتاين أكمل نواقص العالم ماكسويل في الضوء والكهرومغناطيسية وذلك بالنظرية النسبية الخاصة وأكمل نواقص نيوتن في الجاذبية بالنسبية العامة وعندما بدأ بالبحث حول جمع وتوحيد الجاذبية مع الكهرومغناطيسية وحاول فيها جاهدا وأكدت مصادر أنه جربها في تجربة فيلادلفيا رغم أنه ليس موضوعنا ولكن من باب أن هذا أحد مداخل فكرة الوتر
ولكنه مات قبل إكمال ذلك الحلم .
أفاد البعض بأن أينشتاين ارتكب أكبر خطأ في حياته برفضه ميكايك الكم.
كان اينشتاين يرى ميكانيك الكم نظرية غير كاملة واعتقد أنها لم تكن نظرية نهائية رغم النجاحات التي حققتها وكان آمله في نظرية المجال الموح كبير فقد تصور أن الذرات ستظر بمثابة حلول لنظريته الهندسية الناظمة للضوء والجذب الثقالي.

ولأن أينشتاين في آخر حياته فل الرياضيات البالغة التعقيد على تصوراته الفيزيائية فحال ذلك بينه وبين بلوغ نظرية المجال الموحد لآنه انحرف عن نهجه الأصلي .
ولا ننسا أن اينشتاين تعرض لكثير من النقد والهجوم في آخر حياته خصوصوا مع تطور ميكانيك الكم الذي لم يتعمق فيه فهذا بلاشك موقف مؤثر يساعد على عدم وصوله لنظرية المجال الموحد.

كان مرجعا في تصور قوى الطبيعة ولكنه ضعيف في فهم الماده خاصة النووية.
وإن تحقيق نظرية المجال الموحد لا تتم بعد توحيد النسبية وميكانيك الكم .
وربما أن نظرية الوتر الفائق لكانت الإطار الفيزيائي الذي امتنع على اينشتاين لعدة سنوات إن نظريو الوتر الفائق هي نظرية تصورية ترى في العدد غير المنتيهي من الجسيمات أنماطا متباينة من اهتزازت وترية.
كان أينشتاين محقا في بحثه عن التوحيد لأنه اعتقد بأن تناظرا كامنا كان كفيلا بتوحيد كل القوى ولكنه استخدم تكنيكا خاطئا بمحاولته توحيد الجاذبية بالكهرومغناطيسية عوضا عن توحيدها القوة النووية الشديدة.
لقد أهمل اينشتاين القوة النووية الشديده عن عمد لأنه لم يكن مرتاحا إزاء النظرية الناظمة لتلك القوة أي ميكانيك الكم.

وللحديث بقيه ..

[باسم صالح]

قال مارتن ريز في كتابه ستة أرقام لاغير (القوى الخفية التي تشكل الكون) وعرضه الدكتور مصطفى إبراهيم فهمي

Just 6 Numbers, Astronomy Now, July 2000 pp 54-60
Just Six Numbers : The Deep Forces that Shape the Universe



قال: الأوتار الفائقة : يزعم أنصار هذه النظرية أنها تدمج معا القوى الثلاث التي تؤثر في العالم الدقيق تحت الذري أي الكهرومغناطيسية والنووية القوية والنووية الضعيفة كما  أن إدماج الجاذبية في النظرية يعد عنصرا جوهريا فيها .

والفكرة الأساسية في النظرية في النظرية هي أن الكيانات الأساسية في كوننا ليست نقطا و إنما هي حلقات أوتار وأن الجسيمات المختلفة تحت الذرية كلها أنكاط مختلفة من ذبذبة لهذه الأوتار.

ولهذه الأوتار مقاس طول بلانك أي أن مقاسها أصغر مما نستطيع سبره بعدة عوامل لرقم عشرة.وبالأضافة فإن هذه الأوتار لا تتذبذب في الأبعاد الأربعة التي اعتدناها وإنما هي تتذبذب في مكان له عشرة أبعاد ولا تظهر هذه الأبعاد الأضافية لأنها بالمقياس الدقيق الصغر ملفوفة على نفسها بما يشبه أن تلف صفحة ورق لفا محكما جدا على نفسها فتبدو وكأنها خط أحادي البعد .

وحسب نظرية الأوتار الفائقة فإن كل نقطة في المكان المعتاد تكون بنية هندسية معقدة في سته أبعاد وقد لفت بمقياس طول بلانك.

كلما ظهرت نظرية فيزيائيية جديدة صاحب ذلك لغة رياضية جديدة من معادلات وصيغ لتسهيل النظرية كما حدث في نظريتي النسبية والكم على أن نظرية الأوتار الفائقة ما زالت تثير أسئلة تحير الرياضيين.
وكمثل فإن طبيعة الكون والقوى التي تتحكم فيه تعتمد اعتمادا دقيقا على طريقة لف الأبعاد الأضافية.. كيف يحدث ذلك ؟وهل هناك طرائق مختلفة يمكن أن يحدث بها؟؟

أثارت نظرية الأوتار الفائقة حماسا كبيرا في الثمانينات ثم هبط ذلك الحماس ليعود ثانية عام 1995 حيث ظهرت حلول لبعض مشاكل النظرية عل أنه ما زال هناك فجوة بلا جسور بين هذه النظرية ذات الأبعاد العشرة وبين أي ظاهرة نستطيع ملاحظتها أو قياسها.
على أن نظرية الأوتار الفائقة طرحت فهما أكثر عمقا لبعض الظواهر مثل الثقوب السوداء وكيف أن لها انتروبيا يمكن قياسها وكذلك لها درجة حرارة وتبث إشعاعا .

وكما يأمل الكثيرون أنها ستطرح تبصرات جديدة في مفاهيمنا عن الكم ولعلها ستكون النظرية التي تدعم فكرة تعدد الأكوان.

انتهى.

التعقيب أخوتي وأحبتي لاشك أن الفيزياء هي دوما تلعب دور المطور والمنقذ لكل العلوم ونلاحظها في الكيمياء والرياضيات فدائما ما تحل الفيزياء كثير من إشكاليات العلوم الأخرى كيف لا وهي أم العلوم .

أما بخصوصو النظرية فهناك أمور لابد من فهمها قبل الدخول لمثل هذه التعقيدات في هذه النظرية فمثلا لابد من فهم فيزياء الجسيمات وميكانيكا الكم والنسبية الخاصة والعمة وفهم القوى الأربعة في الطبيعة وقرآءة كل محاولات توحيد هذه القوى السابقة وأيضا فهم الأبعاد المكانية والزمانية و دراسة الأبعاد الأضافية أو الخفية ولكن الزمن لوحده يحتاج دراسة عميقة جدا ولابد كذلك من القوة الرياضية بالأضافة إلى بقية مجالات الفيزياء ولكن الأهم لهذه النظرية هي فهم ما ذكرته أولا و أنا إن شاء الله سأحاول معكم جاهدا بشرح جوانب النظرية و أساسياتها لكي نفهمها ونفهم أبعادها وأين تكمن أهميتها وبدون أدنى شك هي مهمة ومهمة جدا ولولا أهميتها ما قلبت حياة أهم الفيزيائيين المعاصريين لأنها إذا توصلو لها و أثبتتها التجارب رغم الصعوبه الشديدة في ذلك فإنها ستفسر كل شيء على حد قولهم فهذا يكفي وجدير بأن نهتم بها.

أعجبني ما قاله عالم العصر الحديث البريطاني ستيفن هوكنج :لو فهمت كيف يعمل الكون فإنك على نحو ما ستتحكم فيه ؟؟؟!!!

كلام في منتهى الخطورة من الذي يعتبر أنه شاغل كرسي نيوتن و أينشتاين وكان هذا من كتاب الثقوب السوداء والكون الطفل.

شكرا لكم...
الدكتور مارتن ريز

[باسم صالح]

للمعلومية أن النظرية تندرج تحت تخصص يسمى فيزياء الطاقة العالية (نظريا)

الجسيمات الموجات

أكتشف العالم طمسون الإلكترون في عام 1897 .
أستخدم أينشتاين فكرة العالم بلانك لتفسير الظاهرة الكهروضوئية حيث اقترح اينشتاين أن الضوء يشع أو يمتص بإثارة الألكترون في كمية محفوظة تسمى الفوتون والذي طاقته تتناسب مع التردد طبقا للعلاقة:



hثابت بلانك
vالتردد
إذا موجة الضوء أستطاعت السلوك مثل الجسيم عندها يستطيع الجسيم السلوك مثل الموجة بعض النوع؟؟كان هذا الكلام عام 1923 من العالم الفرنسي الأرستقراطي(طبقة النبلاء) لويس دي بروليه ولكن بالتقدم نحو هذه الفكرة أن الإلكترون يتحرك مع كمية حركة P استطاع فعلها مثل الموجة المستمرة مع طول موجي لمبدا طبقا للعلاقة:



العالم شرودنجر قال بما أن الجسيم اعتبر له صفة موجية فلم لا يكون له معادلة موجة للجسيم المادي والمعادله كالتالي:



 المعادلة لموجتين (جسيمين يعني) تكون :



ففي حالة الموجب يكون الجسيمين الذين نسميهما بوزون ويمكن لبوزونين أن يشغلان نفس الحالة في نفس الوقت
وفي حالة الموجب يسمى فرميون ولا يمكن لفرميونين شغل نفس الحاله الكمية في نفس الوقت .
والسبب لأن البوزون له سبين 1 والفرميون له 2/1 نصف سبين وتسمى هذه الظاهرة نفور باولي وهذا يشرح تركيب وبناء الجدول الدوري للعنصر واستقرارية الذرات ومن الآن لكل المادة.

وهذه معادلة الأبعاد الثلاثه المكانية أو بايثيجوريان رول قاعدة بايثيجوريان:



وهنا قاعدة منكوسكي للأبعاد الأربعة شاملا الزمن طبعا:



إشارة السالب مهمة جدا والزمكان لا يتغير تحت الدوران في الفضاء.

تحويلات لورنز .
هذه التحويلات تخبرنا كيف يختلف المراقبون الذين يتحركون مع بعض السرعة النسبية الثابتة بالنسبة للأخرين .
وتحت تحويلات لورنز تبقى سرعة الضوء نفسها.

بعد ذلك هدف أينشتاين إلى مراجعة قانون االجدذ العام لنيوتن (للكواكب) :




GN is called Newton's constant and is measured to be 6.7x10-8 cm3 /(gm sec2).

فكان قانون نيوتن ناجحا جدا لشرح الحركات المشاهدة للكواكب حول الشمس وحركة القمر حول الأرض وهي سهلة في نظرية المجال الكلاسيكي.
ولكن القصور في قانون نيوتن هو كيف يتغير المجال التجاذبي مع الزمن .؟؟
المفهوم الجديد في النسبية أن لاشيء يستطيع السفر أسرع من الضوءأينشتاين أخذ خطوة جريئة جدا ووصل إلى بعض التغيير الجذري في رياضيات جديدة تسمى non-Euclidean geometry:




النظرية النسبية العامة

في نظرية أينشتاين الجديدة متصل الزمكان (شبكة الجذب الثقالي) لديها تكور وانحناء وهذا الأنحناء يكون دالة ويكون أشتقاقها الأول والثاني في معادلة أينشتاين:




the spacetime curvature (represented by Rmn and R) is determined by the total energy and momentum Tmn of the "stuff" in the spacetime like the planets, stars, radiation, interstellar dust and gas, black holes, etc.

ومعادلة أينشتاين ليست منطلقة بصورة صارمة من نظرية المجال الكلاسيكي كما هو واضح.
ومعادلة أينشتاي ممكن أن تشتق كحل لمعادلات إيلر- لاجرانج التي تمثل نقطة أستقرار:




وتسمى تفاعل أينشتاين S أو حركة أينشتاين كما شئتم.
وهذه  مقدمة لابد من فهمها تماما للنطلق إلى قوانين الأوتار الفائقه .

وشكرا

[باسم صالح]

لا أعلم لماذا طلعت بعض الصور هكذا ولكن حاولت دون جدوى وإنما من يهتم ممكن أن يحددها الماوس فتبيض معه وتظهر وأسف على التقصير

[أرشميدس مصر]

السلام عليكم
أخي العزيز باسم
أنت تقوم بجهد جميل ومشكور.. جزاك الله خيرا
موضوعك موسع ومكثف وميسر أيضا.. أرى أنه يستحق التثبيت إن شاء الله.

اقتباس

رؤى مستقبلية كيف سيغير العلم حياتنا فى القرن الواحد والعشرين تأليف : ميتشيوكاكو ترجمة :د/سعد الدين خرفان مراجعة : محمد يونس إصدار : المجلس الوطنى للثقافة والفنون والآداب -الكويت (عالم المعرفة) لقد كان للعلم و الثقافة أثر بارز فى حياة الإنسان وتطورة على مر العصور . وتدل التجربة على تقدم الأمم التى اعتمدت على العلم فى بناء حضاراتها ، وتخلف تلك التى لم تدرك أهميته . ولقد شهد القرن العشرون تراكماً علمياً ضخماً شمل كل مناحى الحياة . فإلى أين يقودنا العلم فى القرن الواحد والعشرين ؟ يتناول هذا الكتاب موضوع العلم فى القرن الواحد والعشرين ،وقد قابل مؤلفه ميتشيوكاكو ، وهو أحد مؤسسى نظرية الأوتار الفائقة فى الفيزياء ، وحائز جائزة نوبل ، أكثر من 150 عالماً على مدى عشر سنوات

اطلعت على هذا لكتاب.. وهناك معلومة خاطئة وردت في هذا الكتاب.. فمؤلفه لم يحصل على نوبل.

ننتظر المزيد
مع تحيات أخيكم أرشميدس مصر

[باسم صالح]

أحسنت أخي أرشميدس فأنا نسيت أن أعدل المشاركة التي تكلمت فيها عن هذا الكتاب الشكر لك أخي فعلا ميتشيو كاكو لم يحصل على نوبل ولكن لا أدري كيف فاتتني هذه العبارة

[ابو يوسف]

السلام عليكم

جزاك الله كل خير اخي الكريم باسم

لدي 3 ملاحظات لو سمحت

الاولى هي ان بعض الردود بحاجة لذكر المصادر التي اخذت منها

اما الثانية فقد ذكرت في الصفحة الثالثة من الموضوع ما يلي:

اقتباس

بعدما دخل العلماء إلى قلب الذرة واكتشفوا أجساماً أصغر من الذرة مثل الإلكترون، وجدوا أن هذا الإلكترون يتألف من كواركات،

ما اعلمه ان الالكترون لا يتألف من كواركات

أليس كذلك!؟

واخيرا الملاحظة الثالثة بخصوص المعادلات التي وضعتها في الصفحة الرايعة من الموضوع

اذا اردت عرضها بصورة واضحة ينبغي عليك تنزيلها على جهازك ثم فتحها بواسطة الرسام وتعبئتها باللون الابيض وحفظها من جديد

بعد ذلك يمكنك رفعها مرة اخرى

الله يعطيك العافية اخي الكريم

'>

[باسم صالح]

هناك بعض المشاركات نقلتها بدون مراجعة ولكني كلما سنحت فرصة أقرأها وأعدلها وهذا واضح من كل من نبهني قمت بالتعديل مباشرة حتى يكون الموضوع أكثر جمالا واتساقا.
وشكرا على ملاحظاتك.

[اسلحة الطاقه]

مشكور اخوي صالح لاهتمامك الشديد بهذهي النظريه الكبيره والعملاقه فعلا لانها لو صلحت ستقلب موازين الفيزياء راسا على عقب واليك ماكتبته في موضعي الذي طرحته في المنتدى عن الاوتار الفائقه :

الأوتار الفائقة نظريه لكل شيء
ان نظريه غضه متالقه هي في طريقها الى قلب المفاهيم المتبقيه لكن المهجوره عن كوننا واستبدالها برياضيات اخاذه في جمالها واتساقها وعلى الرغم من بقاء بعض التسوالات الخاصه بهذه النظريه دون حل حتى الان فان الاثاره التي خلقتها النظريه بين الفزيائين غدت جلية لاريب فيها تعرف هذه النظريه بنظرية (الاوتار الفائقه ) (superstrings ) لقد توج انبثاقها سلسلة الفتوحات التي شهدها عالم الفزياء خلال العقد الاخير بما يبشر باننا لربما قاب قوسين او ادنى من نظرية المجال الموحد التي هي عبارة عن تشكيل رياضي واسع قد يوحد كل قوى الكون المعروفه مهما يكون من امر تفترض نظريه الاوتار الفائقه ان لبنات الطبيعه الاساسيه تتكون من اوتار دقيقه مهتزه فان كان ذللك صحيحا فسيعنى ان كل البروتينات والنيترونات في كل اشكال الماده بداء من اجسادنا وانتهاء بالنجوم البعيده تتكون في الجوهر من اوتار
لم يشاهد احد هذه الاوتار ذلك انها اكثر الاوتار ضالة من ان ترى او تلاحظ (انها اصغر بمئة بليون بليون مره من البروتين ) ويبدو عالمنا وفقا لنظرية الاوتار الفائقه مصنوعا من جسميات نقطيه لان ادوات قياسنا بدائيه وبسيطه لدرجة لاتسطيع معها ان تتحسس تللك الأوتار الضئيله
ويبدو غريبا للوهلة الاولى ان يكون بمقدور فكره بسيطه كاستبدال الجسيمات النقطيه بالاوتار تفسير التنوع الهائل للجسيمات والقوى ( التي تغزى الى تبادل الجسيمات ) في الطبيعه لكن نظريه الاوتار الفائقه هي نظريه شامله متسقه تفسر ببساطه اسباب وجود بلاين البلاين من الاصناف المختلفه للجسيمات والمواد في الكون بما لها من خصائص متباينه مدهشه .


القوى الاساسيه الاربعه
ماهي القوى ؟
ان القوه هي أي شيء يستطيع تحريك الاجسام فالمغنطيسيه مثلا هي قوه الانها توثر على ابرة البوصله فتجعلها تدور والكهرباء هي ايضا قوه لانها تستطيع جذب شعرنا لقد تبين تدريجيا خلال الالفي السنه الماضيه ان هناك اربع قوى اساسيه فقط هي :
. (gravitation)  قوى الثقاله او الجاذبيه. 1
ـ الكهرومغناطيسيه.: ـالضوء2
ــ القوى النوويه الضعيفه.  3
ــ القوى النوويه الشديده. 4
ان احدى الاحاجي العلميه الكبرى في كوننا هي تلك المتعلقه بالاختلاف الكلي لهذه القوى لقد تشبت الفزيائيون خلال الخمسين سنه الاخيره بمسالة توحيد هذه القوى الاربعه في اطار واحد متماسك
سنحاول وصف كل قوه على حده وبيان مدى اختلاف القوى الاربعه وذلك في محاولة للمساعده على تصور وتقدير الاثاره التي تولدها نظرية الوتر الفائق لدى الفزيائين .

.
1ـ الثقاله او الجاذبيه هي قوة جاذبه تشد افراد المجموعه الشمسيه الى بعضها وتحفظ الارض والكواكب في مدارتها وتمنع النجوم من الانفجار تسيطر هذه القوه في كوننا ويمتد تاثيرها عبر المسافات هائله حتى ابعد النجوم عنا .
ان هذه القوه التي تحرض التفاحه على الوقوع وتبقى اقدامنا في تماس مع الارض هي ذاتها التي تقود المجرات بصمت في اندفاعها عبر الكون .
.
2ـ تلم القوة الكهرومغنطيسيه شمل الذره انها المسؤوله عن دوران الالكترونات السالبه الشحنه حول النواه الموجبه وهي تحكم ايضا قوانين الكيمياء لانها المحدد الرئيسي للمدارات الالكتروتيه وتبدو القوه الكهرومغناطيسيه شديده على الارض بما يمكنها من تجاوز الثقاله فاذا دلكنا مشطا يصبح بامكاننا رفع قطع صغيره من الورق عن المنضده وتعاكس القوه الكهرومغناطيسيه في هذه الحالة الفعل الجاذب للثقاله المتجه نحو الاسفل ذلك الفعل الذي يتغلب على الافعال المناظره للقوى الاخرى حتى مسافة تعادل امتداد نواة الذره.
(لعل الضوء هو اكثر التجليات الكهرومغنطيسيه شيوعا فعندما تضطرب الذره تغدو حركة الالكترونات حول النواة غير منتظمه مما يدفع هذه الالكترونات لاطلاق الضوء واشكال اخرى من الاشعاع والاشكال الخالصه لاشعاع الكهرومغنيطيسي هي : الاشعه السينيه الردار الموجات المكروية الضوء اما الراديو والتلفزيون عماد حياتنا المعاصره فهما ببساطه نماذج مختلفه للقوه الكهرمغنطيسيه )
3ـ القوة النوويه الشديده هي المسؤوله عن جمع البروتينات والنيترونات داخل النواه ان النواه في كل النوى مشحونه ايجابيا وهي لذلك تتدافع ان تركت لشانها بفعل القوه الكهربائيه ممزقه عرى النواه تتدخل القوة الشديده تبعا لذلك للتغلب على القوى المذكوره وتقريب البروتينات الى بعضها البعض ويمكن القول ان عددا محدودا فقط من العناصر بمقدوره الابقاء على التوازن الدقيق بين القوة الشديده (التي تحاول لم شمل النواة ) وبين القوه الكهربائيه التنافريه (repulsive ) (التي تسعى الى تفجير النواة ) يفسر ذلك حقيقة وجود مئة عنصر معروف في الطبيعة فقط فاذا تجاوز عدد البروتونات في النواة مئة بروتون تعجز القوه الشديده عن احتواء الاثر التنافري للقوة الكهربئيه بين البروتونات .
عندما يطلق عنان القوة النوويه الشديده تنشاء نتائج كارثيه مثلا عندما تشطر نواة اليورانيوم عن عمد في القنبله الذريه تتحرر الكميات الهائلة من الطاقه الحبيسه داخل النواة في شكل انفجار نووي مروع تطلق القنبله النووية مليون ضعف من الطاقه التي يعطيها الديناميت ويؤكد ذلك بشكل جلي حقيقة ان بامكان القوة الشديده توليد طاقه تتعدى طاقه المتفجرات الكيميائيه التي تحكمها القوة الكهرمغنيطيسيه .
تفسر القوة الشديده ايضا سبب اضاءة النجوم ان النجم في الاساس هو فرن نووي ضخم تتحرر فيه القوة الشديده سجينة النواة ولو ان طاقة الشمس كانت ناجمه عن حرق الفحم بدلا من الوقود النووي لما اطلقت الشمس الا جزاء ضئيلا من ضوئها ولخبت بسرعه متحولة الى رماد وبدون الشمس تبرد الارض وتنقرض كل اشكال الحياة عليها وبدون القوة الشديده وبدون هذه القوه لايمكن ان توجد الشمس او تنشاء الحياة وترتقي .
ولو كانت القوة الشديده هي القوة الفعاله الوحيده داخل النواة لتحولت معظم النوى الى حالة الاستقرار لكننا تعلمنا من الخبرة ان لبعض النوى (كنواة اليورانيوم التي تضم اثنين وتسعين بروتونا ) كتلا هائله تودي الى تحللها تلقائيا واطلاق شظايا وبقايا صغيره فيما ندعوه بالنشاط الاشعاعي ان النوى في هذه العناصر هي ببساطه نوى غير مستقره وتجنح الى التحلل (disintegration ) لذا كان لابد من تواجد قوة اخرى ضعيفه تدخل الحلبه لتتحكم بالنشاط الاشعاعي وتكون مسؤوله عن تحلل النوى الثقيله هذه هي القوه الضعيفه
تتسم القوة الضعيفه بسرعة الزوال والتلاشي الى حد اننا لانتحسسها مباشرة في حياتنا لكننا نستشعر اثارها غير المباشره عندما نضع عداد جيجير بالقرب من قطعة اليورانيوم تتناهى الى مسامعنا الطقطقه التي تقيس النشاط الاشعاعي للنوى الناجم عن فعل القوة الضعيفه ويمكن ان تستخدم الطاقة الحررة من قبل القوة الضعيفه لتوليد الحرارة ايضا مثلا ان الحرارة الشديدة الموجوده في باطن الارض قد نجمت جزيئا عن تحلل العناصر المشعة في عمق نواة الارض تتفجر هذه الحرارة الهائله بدورها في هيئة براكين مزمجره ان هي وصلت سطح الارض وبالمثل ان الحرارة التي تنتج في نواة مفاعل نووي والتي تستطيع توليد طاقة كهربائية تكفي لانارة مدينة كامله تعزي ايضا الى اثر القوة الضعيفه (والقوة الشديدة على قدم المساواة )

يستحيل تصور بدون هذه القوه الاربعه فبدونها تتحلل الذرات في اجسادنا وبدونها تنطفىء الشمس وتخبو النيران الذرية التي تضيء النجوم والمجرات لذا كان مفهوم القوى امرا قديما ومالوفا لكن الجديد هو الفكرة القائلة ان هذه القوى ماهي الاتظاهرات متباينه لقوة وحيده .
تبين للعلماء خلال القرن الماضي ان الكهرباء والمغنطيسيه تظاهرتان لذات القوه لكن العلماء لم يسطيعوا اكتشاف ان القوة الضعيفه بدورها يمكن النظر اليها كتظاهرة للقوة المذكوره الى خلال العقدين الاخيرين والواقع ان جائزة نوبل للعام 1979 قد منحت لثلاثةعلماء (ستيف واينبرغ) (STEPHEN WEINBERG ) ( شلدون غلاشو ) (عبد السلام ) بينوا الية دمج القوتين الضعيفه والكهرومغنيطيسيه في قوة واحدة سميت القوة ( الكهرضعيفه ) ويعتقد العلماء الان ان نظرية اخرى (اسمها النظريه الموحده الكبيره GUT ) لربما كان بمقدورها توحيد القوتين الشديده والكهرضعيفه معا
اما القوة الاخيره الجاذبيه فلطالما راوغت الفيزيائين
تختلف قوة الجاذبيه في الحقيقه عن القوى الاخرى وهذا ماجعل الفيزيائين يقنطون من امكان توحيدها مع تللك القوى خلال الخمسين سنه الاخيره وعلى الرغم من النجاح الباهر الذي حققه ميكانيك الكم في توحيد القوى الثلاثة الاخرى الاانه فشل فشلا ذريعا في محاولته ضم قوة الجاذبيه الى حظيرة تللك القوى .

الارتباط المفقود
تبين للعلماء منذ زمن ليس بقصير ان نظريتين كبيرتين قد تجاوزتا كل ما عداهما في القرن العشرين : ميكانيك الكم (QUANTUM MECHANICS ) الذي نجح في توحيد القوى الثلاثه ونظرية الجاذبيه لاينشتاين المعروفه باسم نظرية النسبيه العامه ( GENERAL RELATIVITY ) تقف النظريتان بمعنى من المعاني قبالة بعضهما فبينما يقتصر ميكانيك الكم على عالم الصغائر كالذرات والجزيئات والبروتونات والنيترونات
تحكم النسبيه فيزياء العالم الكبير على المقياس الكوني للنجوم والمجرات .
ان اهم مايحير فيزيائي هذا القرن هو ان هاتين النظريتين العظيمتين المسؤولتين عن اشتقاق كل المعارف الانسانيه الخاصة بالكون الفيزيائي تبدوان غير متسقتين اطلاقا  وواقع الامر ان محاولة دمج ميكانيك الكم بالنسبيه العامه قد شكلت تحديا لاعظم العقول في هذا القرن حتى اينشتاين الذي قضى العقود الاخيره من حياته دون جدوى باحثا عن نظرية توحيد الجاذبيه والضوء
لقد واجه الفيزيائيون نظريتين متباينتين توظف كل منهما جهازا رياضيا مختلفا وتحقق نبواءت بالغة الدقة في مجالها الخاص تنفصل النظريتان عن بعضهما وتبدوان ككيانين مستقلين تماما
هنا تلج الاوتار الفائقه المسرح
قد يكون بمقدور نظرية الاوتار الفائقه وبضربة واحده حل الاشكال المتعلق بدمج هاتين النظريتين العظيمتين وفي الواقع ستبقى نظرية الاوتار الفائقه مفتقره اللاتساق مالم تجلب النظريتين الى دائرة عمل واحدة ويحتاج الفعل النشط اللاوتار الفائقه كلا النصفين : النسبيه وميكانيك الكم ان الاوتار الفائقه هي النموذج الرياضي الاول من نوعه والوحيد الذي يوفر معنى مقبولا لتفسير كمومي للجاذبيه .

اغرب من الخيال العلمي
يتصف العلماء بكونهم محافظين فهم يتقبلون النظريات الجديده ببطء خاصة تللك النظريات التي تقدم نبوءات على درجه من الغرابه
تتطرح نظرية الاوتار الفائقه على كل حال بعض اشد النبوءات غرابة مما لم تجرؤ عليه اية نظريه اخرى لاشك ان النظرية التي تستطيع تكثيف هذا الكم الكبير من الفيزياء في معادلة واحده ستخلف اثارا فيزيائيه عميقة ان الاوتار الفائقه هي نظريه من هذا الطراز .
(حضر الفيزيائي الكبير "نيلز بور " عام 1958 محاضرة للفيزيائي وولفغانغ باولي  علق بور في نهاية الحديث الذي لم يلق ترحابا من الحضور بقوله "اننا متفقون ان نظريتك هي ضرب من الجنون لكننا مختلفون فيما اذا كانت النظريه على قدر كاف من الجنون " لقد حققت نظرية الاوتار الفائقه بسبب تنبؤاتها الغريبه القدر الكافي من الجنون المشار اليه
اكوان متععدة الابعاد
طرحت النسبيه العامة لاينشتاين في العشرينات افضل تفسير لنشاة الكون اتى الكون الى الوجود وفق نظرية اينشتاين بانفجار عظيم منذو حوالي عشرة الى عشرين بليون سنه (big bang ) كانت كل مادة الكون بما فيها المجرات والنجوم والكواكب متجمعة اصلا في كرة بالغة الكثافه انفجرت بشكل هائل مخلفة الكون الواسع الذي نعرفه اليوم تفسر هذه النظريه الى درجه مرضيه مانلاحظه من الابتعاد الكبير للمجرات والنجوم عن الارض ( بسبب القوة النابذة اللانفجار العظيم )
ومهما يكن من امر فقد انطوت نظرية اينشتاين على العديد من الثغرات .
لماذا انفجر الكون ؟ ماالذي حدث قبيل الانفجار ؟ لاحظ العلماء والفلاسفه لسنوات خلت النقص الواضح في نظرية الانفجار العظيم الانها فشلت في ايضاح طبيعة واصل الانفجار ذاته
تتنبا نظرية الاوتار الفائقه على نحو لايصدق بما حدث قبيل النفجار الكبير .
لقد وجد الكون حسب نظرية الاوتار الفائقه في عشرة ابعاد لافي الابعاد الاربعة المعروفه اليوم (ثلاثة للمكان وواحده للزمان ) لكن لما يظفر الكون بالاستقرار في عالم الابعاد العشره فقد انشطر الى نصفين احدهما كون صغير باربعة ابعاد انسلخ عن الكون الاصلي .
اذا كانت النظريه صحيحيه فستعني فيما تعنيه ان لكوننا كونا شقيقا يتواجد على قدم المساواة مع كوننا وان الانفصال الاول لكوننا كان ماساويا لدرجة ادى الانفصال المذكور عندها الى الانفجار الذي نعرفه اليوم باسم الانفجار الكبير بكونه قد نجم عن تحول اكثر هولا الا وهو انشطار كون الابعاد العشره الى شطرين .

المادة السوداء
يقحم كتاب الخيال العلمي في اعمالهم اضافة للفضائات المتععدة الابعاد عنصرا اخر هو المادة السوداء  المادة السوداء هي نمط مادي له سمات غريبه لاتتوفر في أي نمط مادي اخر في الكون ان التنبؤ بالمادة السوداء قديم نسبيا لكن العلماء ولدى توجيههم المراصد الى السماء لم يجدو الا العناصر الكيميائية المعروفه والشائعه على الارض حتى النجوم في اقاصي الكون تبدو مصنوعة من الهيدروجين والهليوم ولاكسجين والكربون وسواها توفر لنا هذه الحقيقة ثقة اكيدة بان مركباتنا الصاروخيه المرتحلة الى اية بقعة كونية لن تجد في انتظارها الا العناصر الكيميائية المالوفة هذا من جانب اما من الجانب الاخر فتللك هي حقيقة محبطه ذلك ان الفضاء لن يحمل لنا مفاجاءات اية مفاجات
قد تغير نظرية الوتر الفائق كل ذلك ان تحلل كون بعشرة ابعاد الى اكوان اصغر سيتمخض عن انماط مستحدثه من المادة والمادة السوداء هذه شانها شان الانماط الاخرى من المادة تمتلك كتلة لكنها غير مرئية ومن هنا كانت تسميتها فضلا عن ذلك ان المادة السوداء عديمة الطعم والرائحة وتعجز اكثر الاجهزة دقة عن تحسس وجودها واذا قدر لك ان تقبض على كمية منها في راحة اليد فستشعر اذ ذاك ثقلها وعدا ذلك يبقى هذا النمط من المادة غير مرئي كما يستحيل تحسسه والواقع ان وزن هذه المادة هو الطريقة الوحيدة لاكتشافها  فهي لا تتبادل التاثير مع أي نمط مادي اخر لربما تسطيع المادة السوداء الماسعدة في تفسير احجية من الاحاجي الكونية فان كانت هناك كمية كافية من المادة في الكون فيسكون بمقدور الجاذبية للمجرات كبح التوسع وحتى ايقافه وعكسه بما يودي الى تقليص الكون وانهياره ومهما يكن من امر لازال التعارض قائما حول كفاية المادة الكونية لاحداث التاثير المذكور والمعلومات المتوفره متناقضه لكن الحسابات الاخرى المستندة الى ظاهرة الانزياح نحو الاحمر وسطوع النجوم تشير الى احتمال انهيار الكون تدعى هذه المشكلة مسالة (الكتلة المفقوده )

[باسم صالح]

جزيت خيرا أخي أسلحة الطاقة ولكن ياريت لو تنقل كل ما كتبته في أجزائك وتبين للقراء أنها من كتاب ما بعد أينشتاين لـ ميتشيو كاكو وذلك لمن أراد اقتناءه وهو كتاب لغير المختصين تقريبا ولكنه مفيد جدا ككتاب أساسي لمعرفة النظرية معرفة ثقافية على الأقل ولا أخفيك سرا فكنت أنوي أن أنقل أجزائك عن الموضوع ولكن أشكرك على المبارده الحلوه وهناك جزأ خاص بالقوى الرئيسية في الكون الذي سأحاول شرحه بالتفصيل ولكن حبذا لز ذكرت النبذه التي في موضوعك أسلحة الطاقه وكذلك سأتحث عن ما لوتم إنشاءه لكان أكبر مصادم على وجه البسيطة والذي على حد تعبيرهم كان سيساعد في أختبار بعض جوانب النظرية الوترية وكما تعلم أن النظرية لفهما تحتاج وتتطلب أشياء قبلها لابد من معرفتها مثل صعود الدرج والله يعيننا على إتمام العمل في أقرب وقت لتعم الفائده الكاملة ويعطوها حقها من الإهتمام.

وبعدين أنا باسم صالح
شكرا لكم .

[اسلحة الطاقه]

مشكور اخوي باسل صالح وهذا القسم الثاني من الموضوع الذي كتبته  وزي مابقولو يفداك الموضوع وصاحب الموضوع ولك مني جزيل الشكر حبيبي :

اكبر الة علمية في التاريخ : المصادم الحلقي
ان الثورة في الفيزياء التي تلملم قواها الان لتوحيد القوة الكهرمغنطيسية والقوتين الضعيفة والشديده  ولربما الثقالة قد حفزت الجهود لتصنيع الات جبارة بامكانها اختبار بعض جوانب هذه النظريه ان هذه النظريات ليست تخمينات جامدة لكنها غدت موضع اهتمام عالمي .
ستنفق حكومة الولايت المتحده الامريكية خلال السنوات القليلة القادمه مبلغ ستة بلاين دولار لبناء (محطم ذرات ) هائل او مسرع جسيمات بهدف سبر اعماق نواة الذرة يدعى هذا المسرع المصادم الفائق الناقلية (superconducting super collider ) واختصارا (ssc ) وسيكون اكبر الة علمية بنيت حتى الان ستكون حلقته الرئيسيه كبيرة للغاية وقد تتجاوز مئة كيلو متر أي ان طريق واشنطون الدائري المحيط بالعاصمه الامريكية يمكن ان يوضع داخل المسرع ببساطه .

البحث عن التوحيد
عاش نيوتن في اواخر القرن السابع عشر عندما كانت الكنيسة والعقول المتنوره تعتقد بنوعين من القوانين كانت القوانين الناظمه للسموات متناغمه وكامله في حين ان الفانين على الارض قدرت عليهم الحياة في ظل قوانين فيزيائية قاسيه .
اما من كان يتجرا على القول بعدم كمال القمر او ان الارض تدور حول الشمس فكان مصيره الهلاك على يد الكنيسه احرق (جيور دانو برونو ) على وتد مثلا عام 1600 في روما لانه تنباء بان شمسنا ماهي الا نجم كباقي النجوم وانتهى الى ( ان هناك عدد غير منته من الشموس وعددا مماثلا من الكواكب يدور حولها ) وبعد عدة عقود كان على الفيزيائي والفلكي العظيم ( غاليليو غاليلي ) وتحت التهديد بالموت انكار اقواله التاريخية بان الارض تدور حول الشمس. (يقال انه حتى عندما اجبر من التبرا من مكتشفاته العلمية اثناء محاكمته غمغم بانفاس لاهثة ولكنها تدور )
كل ذلك اخذ بعين الاعنبار عندما ارسل الطالب الشاب نيوتن الى بيته من جامعة كامبردج وكان له من العمر اذا ذاك ثلاثة وعشرين عاما بسب الطاعون الاسود الذي كان يجتاح الارض وادى الى اغلاق معظم الجامعات والمؤسسات الاخرى في اروبا لاحظ نيوتن حركة الاجسام الساقطه الى الارض ثم وفي لحظة ابداع حدسي طرح نظريته المشهورة التي تنظم مسارات كل الاجسام الساقطة توصل نيوتن الى نظريته بمواجهة نفسه بتساؤلات ثورية على غرار : هل يسقط القمر ايضا ؟
وبحسب اعتقاد الكنيسة فان القمر ثابر على البقاء عاليا في السماء لانه كان ينصاع لقوانين السماء التي بلغت خد الكمال وكانت ابعد من ان تطالها القوانين الارضيه التي اعتادت اجبار الاجسام على السقوط الى الارض تلخصت رؤية نيوتن الثورية بتوسيع قانون الجذب الثقالي ليشمل السماء ذاتها كانت احدى النتائج المباشرة لنظرية نيوتن فكرة ان القمر تابع للارض وانه يحافظ على وجوده في السماء ليس بسبب حركة الكرات السماوية الوهمية بل بسبب قوانين نظريته في الجذب الثقالي .
في انجازه العظيم ( المبادىء ) ( principia ) كان نيوتن اول من دون القوانين التي تحكم حركة التوابع التي تدور حول الارض والكواكب التي تدور حول الشمس.
رسم نيوتن تصورا بسيطا يفسر حقيقة القمر الساقط باعتباره تابعا للارض تخيل انك واقف على قمة جبل وقذفت صخرة مالها في النهاية السقوط على الارض وكلما ازدادت سرعة قذفك للصخرة قطعت الصخره مسافة اكبر قبل وقوعها على الارض واضاف نيوتن لو ان الصخرة قذفت بسرعة كافيه لكان بامكانها الدوران حول الارض والعودة الى نقطة اطلاقها وصدمك على موخرة راسك ومثل حال الصخرة التي تطوف حول الارض ما القمر ببساطة الا تابع يعاني من السقوط المستمر نحو الارض .
سبقة هذه الصورة الانيقة التي خطها نيوتن اطلاق الاقمار الاصطناعية بثلاثة قرون وتدين الانجزات العظيمة لمسبارنا الفضائية اليوم والتي حطت على المريخ وعبرت المشتري وزحل تدين بنجاحاتها للقوانين التي كتبها نيوتن في اواخر القرن السابع عشر .
اكتشف نيوتن في سلسلة من الحدوس السريعة ان معادلاته تسمح له من حيث المبدا باجراء حساب تقريبي للمسافة الفاصلة بين الارض والقمر والمسافة الفاصلة بين الارض والشمس وبينما كانت الكنيسة تناصر الراي القائل بان الارض تقف ساكنة في السموات كان نيوتن يتصدى لحساب الابعاد الرئيسيه للمجموعة الشمسية ذاتها  .
ليكون هناك ضوء
كان على القفزة الثانيه في فهمنا للتوحيد ان تنتظر مائتي سنه تم توحيد الكهرباء والمغنطيسيه في منتصف الستينات من القرن التاسع عشر عندما كانت الحرب الاهلية الامريكية في اوجها وبينما كانت الولايات المتحده تندفع الى الفوضى والخراب بسبب تلك الحرب كان المجتمع العلمي على الطرف الاخر من المحيط الاطلسي في حالة جيشان عظيم لقد بينت التجارب التي جرت في اوروبا حقيقة مفادها ان المغنطيسيه يمكن ان تتحول الى كهرباء ضمن اشتراطات معينة والعكس بالعكس .
ساد ولقرون طويلة الاعتقاد ان المغنيطيسيه وهي القوة التي توجه بشكل دقيق ابرة البوصله لدى الملاحين في ارتحالهم عبر البحار والمحيطات والكهرباء هي القوة التي تخلق كل شيء ابتداء من الصواعق وانتهاء بالصدمة التي يشعر بها احدنا لدى لمسه مقبض الباب بعد قطعه ارض الغرفه المغطاة بالسجاد كان الاعتقاد ان هاتين القوتين لاعلاقة لهما ببعضهما البتة لكن الحاجز الصلب بين القوتين سرعان ما انهار في منتصف القرن التاسع عشر عندما تبين للعلماء ان الحقول الكهربائية المتغيره تولد حقولا مغنيطيسيه والعكس بالعكس.
لم يكن هذا الاثر مفهوما بشكل مرض عام 1860 م كان الفيزيائي الاستكلندي المغمور (جيمس كلارك ماكسول ) في جامعة كامبردج انذاك وله من العمر ثلاثين عاما كان ماكسول شجاعا بما يكفي لتحدي التفكير القائم والذهاب الى حد القول بان الكهرباء والمغنطيسية ليستا قوتين منفصلتين لكنهما وجهان لنفس العملة استطاع هذا الفيزيائي الشاب في واقع الامر تحقيق اكثر الاكتشافات اثارة للدهشة خلال القرن التاسع عشر وذلك عندما كشف النقاب عن اللغز المحير لاكثر الظواهر غموضا الا وهو الضوء .
عرف ماكسول انه يمكن النظر الى الحقل الكهربائي والحقل المغنطيسي كحقلي قوة منتشرين في كل ارجاء الفضاء يمكن تمثيل حقلي القوة هذين بشبكة غير منتهية من الاسهم منبعثة بنعومه من شحنة كهربائية مثلا تصل حقول القوة التي يخلقها قضيب مغنطيسي الى ابعد نقاط الفضاء كشبكة عنكبوت تستطيع ان توقع في شراكها الاجسام المعدنية القريبه .
اكتشف ماكسول بالمثل ان الاسهام المتسق للحقل الكهربائي والحقل المغنطيسي المهتزين يفضي الى توليد الموجة . وتبين لماكسول ان الحقول الكهربائية لوحدها او الحقول المغنطيسية لوحدها لاتستطيع خلق مثل هذه الحركة الموجية تماما كحال احجار الدومينو السوداء او الاحجار البيضاء كل نوع بمفرده على حدة وحده التفاعل الدقيق بين الحقلين الكهربائي والمغنطيسي كفيل بخلق هذه الموجة .
بدت الفكرة مستحيلة بالنسبه لمعظم الفيزيائين اذا لم يكن هناك (اثير) قادر على نقل هذه الموجات لقد تحررت هذه الامواج من اجسادها وباتت قادرة على الحركة بذاتها دون وسط ناقل .
كان ماكسول جريئا لقد تبين له ان بامكانه استخدام معادلاته لحساب رقم معين يحدد سرعة هذه الموجة . وكم كانت دهشته عظيمه عندما اكتشف ان هذه السرعة كانت هي ذاتها سرعة الضوء .
لم يكن هناك أي مفر من هذا الاستنتاج .
كشف ماكسول بغير قصد عن طبيعة الضوء وتبين ان الضوء ماهو الا سلسلة من الحقول الكهربائية المتحولة الى حقول مغنطيسية وادى عبث ماكسول بسلاسل الحقول المهتزة الى كشف النقاب عن اعمق اسرار الطبيعة .

كان ذلك اكتشافا مدهشا يرقى في اهميته ومكانته الى اكتشاف نيوتن لقانون الجاذبيه وجد ماكسول بمحض المصادفه ان معادلاته قد حلت لغز الضوء مؤكدة ان الضوء موجة كهرمغنطيسية وكان ماكسول السباق الى اكتشاف نواة لنظرية المجال الموحد .
عام 1889م وبعيد وفاة ماكسول بعشر سنوات اثبت (هينريخ هرتز ) صحة نظريات هذا الاخير تجريبيا فقد ولد هرتز شرارة كهربائية وكان بمقدوره خلق موجة كهرمغنطيسية تم تحسسها وبدون أي خطاء على مسافة بعيدة وكما تنباء ماكسول اثبت هرتز ان هذه الموجات ترتحل بذاتها دون أي اثير .
لسوء الحظ توفي ماكسول بعد طرحه النظريه بمدة بسيطه ولم يقدر له ان يعيش طويلا ليسبر خصائصها .
ان الفيزيائي الحاد الملاحظه كان سيستنتج ولا شك حتى في ذلك العام 1860م ان معادلات ماكسول تفرض بالضروره تشوهات غريبه على الزمان والمكان كانت معادلات ماكسول مختلفه جذريا عن نظرية نيوتن بسبب التوصيف المتباين للمكان والزمان كانت النبضه الزمنيه بالنسبه لنيوتن ذات ايقاع منتظم في كل ارجاء الكون فاية ساعة على الارض تدق بنفس السرعة التي تدق وفقها ساعة وضعت على القمر وكل الساعات في كون نيوتن تبدو متطابقه في وقعها ومهما يكن من امر فقد تنبات معادلات ماكسول ان الساعات قد تطبىء في ظروف معينه .
وفات على العلماء ان يلاحظو ان نظرية ماكسول تتنبا بان الساعة الموضوعه على مركبة صاروخيه تبطىء بالمقارنة مع ساعة متروكه على الارض وقد يبدو هذا للوهلة الاولى منافيا للعقل ذلك ان انتظام مرور الزمن كان عماد نظريات نيوتن وعلى اية حال كانت معادلات ماكسول تتطلب هذا التشويه الغريب للزمان .
تغاضى العلماء عن هذا السلوك الغريب لمعادلات ماكسول لنصف قرن واقتضى الامر الانتظار حتى عام 1905م عندما ادرك احد الفيزيائين اخيرا هذا التشوه الاساسي للمكان والزمان الكامن في معادلات ماكسول كان هذا الفيزيائي (البرت اينشتاين ) وكانت النظريه التي ابدعها هي نظرية النسبيه الخاصة التي قدر لها ان تغير مسار التاريخ البشري على نحو جذري .

ثوري عاطل عن العمل
طرح اينشتاين خلال حياته افكار تغير منظورنا الى الكون بشكل ثوري .
ومهما يكن من امر فلو صنفنا اعمال اينشتاين لخلصنا الى ثلاث نظريات رئيسية:
1ـــ النسبية الخاصة
2ــ النسبية العامة
3ــ نظرية المجال الموحد غير المنجزة والتي كان يفترض ان تاتي تتويجا الاسهماته العلمية الفذة .
طرح اينشتاين نظريته الاولى العظيمة نظرية النسبية الخاصة في العام 1905م عندما كان في السادسة والعشرين من عمره بالنسبة لرجل ترك مثل هذا الاثر في دنيا العلم فقد كانت اصول اينشتاين متواضعة .
في العام 1900م كان الرجل الذي سيصبح فيزيائيا مشهورا في كل انحاء العالم فيما بعد عاطلا عن العمل ومحفوفا بسوء الطالع وبينما كان الفيزيائيون المرموقون يحاضرون من مواقعهم المريحة في الجامعات الكبيرة كانت طلبات اينشتاين المتكررة للتعليم في عدد من الجامعات تقابل بالرفض وعندما انهى اينشتاين دراسته في معهد زوريخ للبوليتكنيك كان عليه ان يكافح كفاحا مريرا للابقاء على حياته الخاصة وذلك بالتعليم في دوام جزئي ووالده الذي كان متاثرا باحباطات ابنه كتب قائلا (يعاني ولدي من تعاشة عميقة بسسب احواله الراهنة خاصة انه عاطل عن العمل كما يتنامى الشعور لديه يوما بعد يوم بان حياته لاتسير في المنحى الصحيح واخذ يثقل على صدره شعوره بانه عبء علينا نحن الاناس ذوي الامكانات المتوسطه ) .
في عام 1902م وبعد توسط احد الاصدقاء عين اينشتاين في وظيفة متواضعه في مكتب تسجيل الاختراعات في برن بسويسرا تكفي لسد رمق زوجته وابنه . وعلى الرغم من ان مؤهلات اينشتاين كانت اكبر من متطلبات ذلك العمل لكن عمله الجديد اتى مطابقا الاغراضه كما تبين فيما بعد .
اولا وفر ذلك العمل لاينشتاين مايكفي من الوقت الاشغال نفسه بنظرية جديدة عن المكان والزمان جعلها موضع اهتمامه كان مكتب الاختراعات ملجا هادئا استطاع اينشتاين فيه تامل التسولات الكبيرة المتعلقة بالكون ثانيا تطلب منه عمله فرز الافكار المحورية عن الاطروحات الاخرى التي يتفوه بها المخترعون في عبارات غامضة وعلمه ذلك مثل نيوتن وماكسول قبله اسلوب التفكير بدلالة التصورات الفيزيائية والاقرار الدقيق لمنظومة الافكار القادرة على دفع نظرية ما الى حيز التطبيق .
عاد اينشتاين في مكتب الاخترعات الى تساؤل لطلما شغله حتى عندما كان صغيرا تركز التساؤل على الصورة التي قد يبدو عليها شعاع ضوئي اذا استطاع هو نفسه (اينشتاين) ان يسابق ذلك الشعاع بسرعته قد يظن للوهلة الاولى ان الشعاع سيطهر متجمدا في الزمان بما يمكن من رؤية الموجات المغنطيسية والكهربائية في حالة السكون .
لكن عندما تعلم اينشتاين اخيرا معادلات ماكسول في البوليتكنيك دهش ايما دهشة عندما اكتشف ان هذه المعادلات لاتقبل الامواج الساكنة كحلول لها (والواقع ان معادلات ماكسول تتنبا ان الضوء سيحافظ على سرعته ذاتها بصرف النظر عن السرعة التي سنطارده بها وحتى لو تحرك الباحث بسرعات هائلة فسيبقى الشعاع الضوئي سابقا اياه بالسرعة ذاتها يستحيل اذا رؤية الموجات الضوئية في حالة السكون .
يبدو ذلك للوهلة الاولى بسيطا فبحسب معادلات ماكسول ان العالم الموجود في داخل مركبة صاروخية متسارعة والعالم الساكن في سطح الكرة الارضية سوف يقيسان السرعة ذاتها للشعاع الضوئي وربما لاحظ ذلك ماكسول نفسه الذي ابدع نظريته عام 1860 لكن اينشتاين وحده هو الذي استخلص المعنى الحقيقي الكامن في هذه الحقيقة والذي يفرض علينا تغير منظورنا للزمان والمكان ( لكن اينشتاين نفسه لم يقدر ان هذه الحقيقة ستؤدي الى تطوير القنبلة الذرية والهيدروجينية ) .
في عام 1905 استطاع اينشتاين اخيرا ان يحل الاشكال القائم في نظرية ماكسول للضوء مؤديا بعمله هذا الى قلب المفاهيم التي سادت لعدة الاف من السنين عن الزمان والمكان .
لنفرض لاغراض المناقشة وحسب.
نفرض ان سرعة الضوء تساوي 101 كيلومتر في الساعة يكون بمقدور قطار متحرك بسرعة 100 كيلومتر في الساعة ان يسير عمليا بازاء أي شعاع ضوئي والواقع ان أي عالم على متن القطار سيكتشف ان سرعة الضوء تساوي كيلو متر واحد في الساعة (100-101 =1 ) ستتوفر لهذا العالم بذلك فرصة جيدة لدراسة البنية الداخلية للشعاع الضوئي بكافة تفاصيله .
لكن معادلات ماكسول تؤكد لنا ان العالم المذكور لدى قياسه سرعة الضوء سيجد انها تساوي 101 كيلومتر في الساعة وليس كيلومتر واحد في الساعة .
فكيف يمكن لذلك ان يحدث ؟ ماهو اسلوب المخادعة الذي سيتعرض اليه العالم والذي سيدفعه الى القبول بان الشعاع الضوئي يتحرك بهذه السرعة العالية .
كان حل اينشتاين لهذه المشكلة غير مالوف على الاطلاق لكنه كان حلا صحيحا وتكزت فكرته على الافتراض بان الساعات على متن القطار ستدق بايقاع ابطا من الساعات الموجودة على الارض وان أي عصا قياس على القطار ستتقلص .
يعني ذلك ان دماغ العالم المسافر على القطار سوف يجنح الى البطء بالمقارنة مع دماغ العالم الموجود على الارض وبالنسبة لناظر من الارض يفترض بالعالم الموجود على متن القطار ان يقيس سرعة الشعاع الضوئي بما يساوي كيلومتر واحد في الساعة لكن هذا العالم يكتشف بعملية القياس تلك ان سرعة الشعاع الضوئي تساوي 101 كيلو متر في الساعة نظرا لان دماغه (وكل شيء اخر على متن القطار ) قد ابطء بشكل ملحوظ .
ان مايترتب على النسبية من تباطؤ في الزمان وتقلص في الاطوال بالنسبة للاجسام ذات السرعات العالية يبدو مخالفا للفطرة السليمة ويعزى ذلك الى ان الفطرة السليمة تتعامل مع الايقاعات البعيدة عن سرعة الضوء فالبشر قادرون على السير بسرعة خمس كيلومترات في الساعة أي ابطاء بكثير من سرعة الضوء لذا فهم يتصرفون في كل الظروف ولكل الاغراض على اساس ان سرعة الضوء هي سرعة لا نهائية ان الضوء الذي يلف الكرة الارضية سبع مرات في الثانية يبدو بالضرورة لحظي الانتشار بالنسبة لنا .
ومهما يكن من امر لنتصور عالما تساوي فيه سرعة الضوء خمس كيلومترات في الساعة وهي سرعة المشاة المتوسطين فلو كانت سرعة الضوء مساوية لهذه القيمة فعلا لكان تشوه المكان والزمان امرا طبيعيا متسقا مع الفطرة السليمة .
في هذه الحالة لا يحتاج شرطي السير الى تخفيض سرعات السيارات عن خمس كيلومترات في الساعة ذلك ان السيارة المتحركة بحدود هذه السرعه تتسطح كالفطيرة ( لن تبدو هذه السيارات المتقلصة مسطحة بالنسبة للراصد بل ستظهر دائرية بفعل اثر سحري ) فضلا عن ذلك سيبدو الناس مجمدين في الزمان على متن السيارة ( ذلك ان الزمان يبطء مع ازدياد سرعة السيارة ) وعندما تخفض هذه السيارات المسطحة سرعتها عند الاشارة الضوئية تزداد اطوالها تدريجيا حتى ترجع الى حجومها الطبيعية ينما يعود الزمان داخل السيارة الى ايقاعه الاول .
عندما نشر بحث اينشتاين الثوري لاول مره عام 1905 م قوبل بعدم الاهتمام فقد تقدم اينشتاين ببحثه للحصول على وظيفة مدرس في جامعة برن لكن البحث رفض ان الفيزيائي النيو توني الكلاسيكي الغارق في مفهوم المكان المطلق والزمان المطلق كان سيرى في اطروحات اينشتاين الحل الاكثر تطرفا لمفارقات معادلات ماكسول ( تطلب الامر عدة سنوات عندما اثبتت التجربة صحة نظرية اينشتاين كي يتبين المجتمع العلمي ان التصور الاساسي في ذلك البحث كان ومضة من ومضات العبقريه ) .
لقد اعترف اينشتاين بعد عدة عقود بالدور الكبير لنظرية ماكسول في صياغة نسبيته الخاصه اذ قال ببساطه ( تدين النسبيه الخاصه بوجودها لمعادلات ماكسول في الكهرمغنطيسيه )
اننا ندرك الان وبعد مضي فترة طويلة من الزمن ان اينشتاين وحده كان قادرا على دفع نظرية ماكسول مسافه ابعد الى الامام ذلك انه استطاع ان يتحسس مبدا التوحيد وان يتفهم التناظر العميق الذي كان يضم كل مكونات الطبيعة المتباينه كازمان والمكان والمادة والطاقه *

* يحمل التناظر معنى دقيقا بالنسبة للفيزيائي تكون المعادلة متناظره ان هي حافظت على هيئتها دون تغيير لدى خلط او تدوير مركباتها لقد برز التناظر كمبدا فعال تشاد نظرية المجال الموحد بواسطته .

وكمثل انجاز نيوتن المستقبلي المنطوي على توحيد فيزياء السماء والارض في ظل قانون الجاذبيه واكتشاف ماكسول للوحدة الباطنيه في ظاهرتي الكهرباء والمغنطيسية كان اسهام اينشتاين في دمج الزمان والمكان .
اكدت نظرية اينشتاين ان الزمان والمكان تظاهرتان لكيان واحد يدعوه العلماء ( الزمان _ المكان ) او ( الزمكان ) على ان النسبيه لم تكتف بتوحيد الزمان والمكان بل وحدت مفهومي المادة والطاقه .
يبدو للوهلة الاولى ان بونا شاسعا يفصل بين صخرة بشعة عديمة الهيئة والفائده وبين شعاع ضوئي متوهج ولامع لكن المظاهر خداعه بصورة عامة كان اينشتاين اول من اشار الى حقيقة مفادها انه في ظل اشتراطات معينة حتى الصخرة ( يورانيوم ) يمكنها التحول الى شعاع ضوئي ( الانفجار النووي ) يتم تحول المادة الى طاقة بانشطار الذرة التي تحرر الطاقة الهائلة الكامنة في النواة تتركز نظرية النسبيه على اكتشاف اينشتاين ان الطاقة تتحول الى مادة وان المادة تتحول الى طاقة
ويتبع الجزء الثالث والرابع

[اسلحة الطاقه]

هذا الجزء الثالث من  موضوعي وباقي جزء واحد واسف على التاخير لانو عندي هذي الفتره فترة امتحنات في الجامعه ادعولي بالنجاح يا اخوان

ظهور النظرية النسبية الخاصة
في النصف الثاني من القرن 19 قدم جيمس كلارك ماكسويل ( 1831 - 1879 ) نظرية متكاملة عن الظواهر الكهرطيسية. لم تحوي هذه النظرية على متغيرات ميكانيكية كما في قانون التحريض الكهرطيسي :

كان من الواضح أنه لا يأخذ بعين الاعتبار أية فكرة عن جسيمات مرافقة لهذه الأمواج و قد بيّن ماكسويل في هذه النظرية أن الضوء عبارة عن أمواج كهرطيسية.
جميع الظواهر الموجية المعروفة آنذاك كانت عبارة عن تموج لوسط معين ( الأمواج على سطح الماء, الأمواج الصوتية...). لذلك اعتقد الفيزيائيون أن الضوء يجب أن يكون تموج لوسط ما أطلقوا عليه اسم الأثير, و كان على هذا الأثير أن يملأ الكون بأكمله ليؤمن توصيل ضوء النجوم البعيدة, و أن يكون سهل الاجتياز ( و إلا لكبح حركة الأرض حول الشمس ) , و على الضوء أن ينتشر به بسرعة c .
حاول العديد من الفيزيائيين ومن ضمنهم ماكسويل وضع نموذج ميكانيكي للأثير لكن النجاح لم يحالفهم في ذلك و مع الوقت ساد الاعتقاد بعدم قدرة الميكانيك على تفسير الظواهر الكهرطيسية.
وبذلك تكون جملة المقارنة الغاليلية المرتبطة بالأثير متميزة عن باقي جمل المقارنة الغاليلية. و كان بالإمكان إذا استنتاج سرعة كل جملة مقارنة غاليلية بالنسبة إلى الأثير عن طريق القيام بتجارب انتشار الضوء و لما كان انطبق مبدأ النسبية الميكانيكي على انتشار الضوء.
في الواقع عندما تتحرك الأرض باتجاه ما بالنسبة للأثير و بسرعة v و نرسل من الأرض إشارة ضوئية بنفس الاتجاه ستكون سرعة الإشارة بالنسبة للأثير c و بالنسبة للأرض c-v . أما إذا أرسلت الإشارة بالاتجاه المعاكس فستكون سرعتها بالنسبة للأرض c+v . و لما كانت الأرض تتحرك حول الشمس بسرعة 30 كم. ثا-1 على مسار دائري تقريبا توقع الفيزيائيون بأن الأرض تتحرك بسرعة مماثلة تقريبا بالنسبة للأثير.
في نهاية القرن 19 أجريت تجارب عديدة لقياس التغيرات في سرعة الضوء بالنسبة للأرض و التي سببها حركة الأرض بالنسبة للأثير.لكن جميع النتائج جاءت سلبية حيث انتشر الضوء في جميع الاتجاهات بالنسبة للأرض بسرعة متساوية c . و كانت هذه النتيجة هي جوهر تجربة مايكلسون و مورلي .
تم إثبات هذه النتيجة في يومنا هذا عن طريق عمل نظام التوقيت الدولي الذي يعتمد على الساعة الذرية و كذلك عن طريق التجارب التي أجريت في الفيزياء النووية و فيزياء الجزيئات الأساسية. تدل سرعة الضوء الثابتة على تعذر التميز بين جمل المقارنة الغاليلية حتى باستخدام تجارب انتشار الضوء. ظهرت عدة فرضيات في نهاية القرن 19 تحاول تفسير النتائج التي توصلت إليها التجارب حول ثبات سرعة انتشار الضوء لكن جميعها عجزت عن تعميق فهمنا لهذه الحقيقة.
وضع اينشتاين عام 1905 المبدأين التاليين ليكونا أساس النظرية النسبية الخاصة و التي دعيت بالخاصة لأنها خاصة بجمل المقارنة الغاليلية:
مبدأ النسبية و مبدأ ثبات سرعة الضوء

فرضيات النسبية الخاصة

•مبدأ النسبية Relativity Principle: لا توجد خصوصية أو اختلافات في القوانبن الطبيعية بين مختلف الجمل العطالية . فكل ملاحظ في أي جملة عطالية يجب أن يكون على توافق مع مراقب في جملة عطالية أخرى بشأن توصيف الواقع الفيزيائي . (تأخذ قوانين الفيزياء التعبير الرياضي نفسه في جميع جمل المقارنة الخارجية الغاليليةأي جميع جمل المقارنة الغاليلية متساوية فيزيائيا.) لا توجد جملة مقارنة مطلقة لذا لا يمكن عن طريق أية تجربة فيزيائية ( ميكانيكية, بصرية...) تجرى ضمن جملة المقارنة تحديد إذا ما كانت هذه الجملة ساكنة بالنسبة لجملة أخرى أو تتحرك بحركة مستقيمة منتظمة . حيث تم توسيع هذا المبدأ ليشمل كل الأحداث الفيزيائية.

•ثبات سرعة الضوء : سرعة الضوء بالنسبة لجميع المراقبين العطاليين inertial observers واحدة ( س ) و في جميع الاتجاهات و لا تعتمد على سرعة الجسم المصدر للضوء . إن سرعة انتشار الضوء في الخلاء هي السرعة الحدية العظمى و لها القيمة نفسها في جميع جمل المقارنة الغاليلية. بغض النظر عن سرعة المنبع و جهة انتشار الضوء و حركة كل من المنبع و المراقب.
عند جمع هذين الفرضين يمكننا الاستنتاح أن الضوء لا يحتاج الى وسط ( أثير ) ينتقل فيه كما تنص نظرية نيوتن , فهو لا يرتبط بجملة مرجعية (نظام مرجعي) refrence system .
و بما أن هذه النظرية تهمل تأثيرات الجاذبية فيجب ان ننتبه الى تطبيقها فقط عندما تكون التاثيرات الثقالية مهملة و ضئيلة والا حصلنا على نتائج خاطئة .
نتائج النظرية

•الفاصل الزمني بين حدثين متغير من مراقب الى آخر لكنه يعتمد على السرع النسبية للجمل المرجعية للمراقبين .

•نسبية التزامن : يمكن لحدثين متزامنين , يحدثان في نفس الوقت في مكانين منفصلين ضمن جملة مرجعية , أن يكونا غير متزامنين متعاقبين بالنسبة لمراقب في جملة مرجعية أخرى .

•نسبية القياس : يمكن لعملية القياس التي يجريها مراقبين في جملتين مرجعيتين refrence system مختلفتين أن تعطي نتائج و قياسات مختلفة لنفس الشئ المقاس .

•نسبية الزمن و مفارقة التوأمين twins paradox : اذا سافر أحد توأمين في مركبة فضائية بسرعة تقارب سرعة الضوء , فسيكتشف بعد عودته للأرض بعد خمس سنوات على ساعته , مرور خمسين عاما على توقيت الارض و سيجد أن أخاه قد كبر خمسين عاما في حين لم يزد عمره هو سوى خمس سنين ... مما يعني أن الزمن يتباطأ بتزايد سرعة الجملة المرجعية التي يتم القياس بها .
ثورية النسبية

لقد كان لإعلان النظرية النسبية اثر عميق في تفكير الإنسان بشكل عام فقد جاء على مرحلتين فكريتين ضخمتين واحدة تقود إلى الأخرى فكانت النسبية الخاصة عام 1905 والنسبية العامة عام 1915 وقد أدت هذه النظرية النسبويه إلى دمج ثلاث أبعاد مكانيه spatial dimensions مع بعد زمني time dimension في فضاء رباعي الأبعاد ومتعدد الجوانب فأحدث ذلك تغيرا عظيما في الفلسفة ناهيك عن التغيرات الفيزيائية .

كلنا يعلم تجربة ميكلسون ومورلي التي احدثت اضطرابا كبير في الفيزياء فلكي نستطيع أن نفهم النسبية نحتاج إلى فهم وجهة الخلاف في هذه التجربة . ولم يطور أينشتاين نظرية كي يبحث عن تفسير لهذه التجربة لأنه لم يكن يعلم بها وكان منغمسا في نظرية ماكسويل الكهرومغناطيسيه وكي نفهم طبيعة هذه النظرية دعونا نراقب قطار مثلا أو نقذ بعض الأشياء أو نتحرك ثم نحاول من مراقبتنا للأشياء تحديد حركتنا أننا مهما تأنينا في مراقبتها فلن نكتشف أننا على سطح كوكب متحرك أو ساكن لان سلوكنا لا يدل على أي شي ولا يختلف الأمر إذا كنا في مركبة أو قطار أو طائره تتحرك بسرعة ثابتة إذ لن نتمكن من اكتشاف حركتنا المنتظمة (بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم) والسبب هو استقلال قوانين نيوتن في الحركة عن حركة المراقب المنتظمة أي لا يمكن أن تتغير هذه القوانين عندما ينتقل المراقب من مرجع إلى مرجع أخر يتحركان بانتظام وقد نقل اينشتاين هذه الفكرة إلى الضوء واقنع نفسه بان الضوء اقدر من قوانين الميكانيكا على كشف حركتنا المنتظمة وهذا يعني انه لا يمكن لمعادلات مكاسويل التي تصف انتشار الضوء علاقة بحركة الراصد لأنها لو كانت متعلقة بحركة الراصد لأمكن للمعادلات أن تفيدنا في تعين حركة الشيء المطلق وكذلك تجربة ميكلسون ومورلي ولذلك رأى اينشتاين أنه يجب أن تكون سرعة الضوء في الخلاء مستقلة عن حركة المنبع الضوئي وهذا يعني ثبات سرعة الضوء :
وهذه السرعة أصبحت ثابت كوني ولكن لم تستند إليه قوانين نيوتن ومن ثبات سرعة الضوء اتجه اينشتاين إلى تحليل مفهومي المكان والزمان المطلقين كان عليه أن يبرهن بأن تواقت حادثين منفصلين في مكان ليس له معنى مطلق بل يتعلق بحركة المراقب وكي نثبت هذه الفكرة نحتاج إلى شرح تجربه وهي تحتاج إلى خيال وتركيز . اقرأ نسبية التزامن

هذا الثابت -سرعة الضوء- يعتبر من أهم الثوابت الكونية التي تدخل في بناء هذا الكون وأن القانون الذي لا يحتوي عليه لا يعتبر قانون كامل بل يحتاج إلى أن يستكمل إلى أن يصبح صامد نسباويا ولم يكن اينشتاين أول من ادخل مبدأ الصمود فقد ادخله نيوتن قبله على نظريته وكان مفيد إلى حد بعيد ولنبدأ بتعريف الحادث انطباق جسيم على نقطه في الفراغ (إليكترون مثلا أو فتون ) في لحظه معينه فلكي نحدد حادثا معيناً يجب أن نعرف متى وأين وهذا يعني أن يكون لدينا مرجع مقارنه (مجموعة إحداثيات ) وبما انه نريد موقعه فعلينا أن نعطي ثلاث أعداد على المحاور التي يكونها الفراغ (س, ع, ص ) هذه الإحداثيات المكانية وكي نحدد زمن وقوع الحادث نحتاج إلى إحداثي جديد زمني فيكون مسار الجسيم منحنيا يصل بين هذه الحوادث وبما أن القانون لا يعالج حاله خاصة بل يعالج الطبيعة نفسها فيجب أن يبقى نفسه لكل المراقبين وهذا هو مبدأ الصمود وأكثر ما يميز النسبية أنها تظهر أنه لا المكان وحده مطلق ولا الزمان وحده مطلق ولكن قولنا أن كلا من الزمان والمكان ليس مطلقا لا يعني أن النسبية ليست نظرية الأشياء المطلقة بل أن الحقيقة المطلقة فيها أعلى مستوى مما في فيزياء نيوتن لأنها تمزج المكان بالزمان في - زمكان - متشعب الجوانب ولكي نوضح ذلك نلاحظ أولا أن كلا من المسافة بين حادثين والمدة الزمنية الفاصلة بينهما هي نفسها وفقا لفيزياء نيوتن بالنسبة لجميع المراقبين - أي أن المدة مطلقة والمسافة مطلقة - أما في النظرية النسبية فيجد أن المراقبون المختلفون مسافات مختلفة وأزمنة مختلفة ومع ذلك تعلمنا النسبية أن مزيجا معينا للمكان والزمان الفاصلين بين حادثين يكون واحدا بالنسبة إلى جميع المراقبين وللحصول على مربع هذه الفاصلة الزمكانيه المطلقة بين الحادثين نربع المسافة بين الحادثتين ونطرح منها حاصل ضرب سرعة الضوء في المدة الزمنية بين الحادثين فنحصل على المقدار المطلق .
ويمكن أن يستنتج من الفاصلة الزمنية التي سبق ذكرها كل النتائج الهامة التي تنبثق عنها النظرية النسبية الخاصة مثل تقلص الأطوال المتحركة وتباطؤ الزمن وتزايد الكتلة وتكافؤ الطاقة والكتلة .
و في عام 1916 نشر اينشتاين بحثه عن نظرية النسبية العامة في مجلة علوم أكاديمية . يمثل هذا البحث عشر سنوات قضاها اينشتاين بحثا عن تطوير نظريته القديمة وكان الدافع لهذه النظرية هو أن نظرية الخاصة تركت المكان والزمان مبتورين ولان اينشتاين يرى أن الطريق إلى الوصول لتوحيد القوى الفيزيائية كان يجب أن تكون نظرية صامدة نسبيا ولان النظرية الخاصة لم تكن كذلك حاول أن يتمها بالعامة لان الخاصة لا تنطبق إلا على ما يدعى (( المراقبون العطاليون أي المراقبون الذي تحرك أحدهم بالنسبة للأخر بمتجه سرعة ثابتة )) وهذه النظرية تبين أن الطبيعة تفضل المرجع العطالي ورأى اينشتاين أن هذا المرجع العطالي عيب في نظرية لأنه كان يؤمن أن جميع المراجع بغض النظر عن حركتها تتكافئ لدى الطبيعة ولابد لها أن تظم الحركة بتسارعات مختلفة لقد بدأ اينشتاين عند بناء نظريته النسبية العامة بملاحظات جداً عامة كان غاليليو أول من توصل إليها وهي أن جميع الأجسام التي تسقط سقوطاً حراً من ارتفاع تتحرك بتأثير ثقالة الأرض بتسارع واحد مهما كانت كتلها كما لاحظ أن جميع الأجسام المتحركة في مرجع متسارع تستجيب إلى هذا التسارع بالطريقة نفسها مهما كانت كتلتها ومن هاتين الملاحظتين اعتمد مبدأ من أهم المبادئ الفيزيائية وهو مبدأ التكافؤ الذي ينص على أنه لا يمكن تمييز قوى العطالة من قوى الثقالة فأصبح هذا المبدأ أساس نظرية النسبية العامة لأنه نفى إمكان تعيين حالة الشيء الحركية بملاحظة قوى العطالة أو اكتشافها سواء أكان مرجعنا متسارع أم لا يمكن أن نتابع تفكير أينشتاين بتجربة فكرية شهيرة وهي تخيل فيها أن مراقبا في مصعد (وكان في هذا المصعد أجسام مشدودة إلى أسفل ) كان في بداية الأمر معلق فوق الأرض ساكناً ففي هذه الحالة سوف تكون جميع التجارب التي يجريها المراقب تتفق تماماً مع تجارب مراقب خارج المصعد على الأرض سوف يستنتجان قوة الثقالة ....الخ دعوانا ننتقل مع المراقب الذي في المصعد بتسارع(9.8 متر /ثانية) متجهين ألى أعلى عكس قوة الثقالة وبنفس تسارع الأجسام على الأرض إذا كان منطقياً مع نفسه سوف يبقى على استنتاجه لأن جميع الأجسام سوف تبقى على نفس تصرفها عندما كان المصعد معلق على الأرض وهذا هو مبدأ التكافؤ فهو يجنب المرء أن يستنتج بأنه موجود في مرجع متسارع لأن كل الآثار الناجمة عن هذا التسارع تماثل الآثار الناجمة عن الثقالة في مرجع ساكن أو يتحرك حركة مستقيمة منتظمة في حقل ثقالي وهكذا يدعم هذا المبدأ نظر اينشتاين بأنه لا يمكن ان فرق بين الحركة المتسارعة accelerated والغير متسارعة لأن قوى العطالة الناجمة عن التسارع هي نفسها ناجمة عن الثقالة فلا يستطيع المراقب أن يفرق ومن هنا لا يوجد فرق حول ماذا يرصد المراقب هل يرصد الأجسام المادية من الناحية التحركية أو الحركة أو انتشار الضوء مما أدى باينشتاين إلى استنتاج مهم جداً بشأن سلوك الضوء فحينما تمر حزمة ضوئية عبر المصعد المتسارع في اتجاه عمودي على تسارعة تبدو أنها تسقط نحو أرض المصعد مثلما تسقط الجسيمات المادية لآن أرضه تتحرك حركة متسارعة ولما كان مبدأ التكافؤ ينص على أن لا فرق بين آثار التسارع و الثقالة لذلك توقع اينشتاين أن تسقط الحزمة الضوئية في الحقل الثقالي كما تسقط الجسيمات المادية وقد ثبت هذا التوقع بحذافيره في أثناء كسوف الشمس الذي حدث عام 1919 فقد شوهد أن الحزمة الضوئية تنحرف نحو الشمس عندما تمر بجوارها وكان مقدار الانحراف متفقا مع ما توقعه اينشتاين ونلاحظ أنه لا خلاف بين النظرية العامة والنظرية الخاصة في أنهما مبنيتان على زمكان رباعي الأبعاد والعامة تشمل الخاصة ولكنها تختلف عنها في أن هندسة النسيبة العامة لا إقليدية وهذا الجانب هو الذي يقود إلى مبدأ التكافؤ وكي نفهم الفضاء الا إقليدي دعونا نعود إلى المصعد قليلا .... ونتخيل الآن أن المصعد يسقط سقوط حر نحو الأرض ففي هذه الحالة يسقط المراقب وكل شي داخل المصعد بسرعة واحدة كما أن الشيء المقذوف يتحرك عبر المصعد حركة مستقيمة كما يرها المراقب أي لا يوجد لديه حقل ثقالي أما بالنسبة للمراقب الواقف على الأرض فلا يرى المقذوفات تتحرك حركة مستقيمة و أنما على هيئة قطوع مكافئة لذلك لا وجود للثقالة بالنسبة للمراقب الذي في المصعد بينما موجودة للمراقب الذي على الأرض فكيف نخرج من هذا التناقض لقد رأى اينشتاين أن الحل يمكن في إعادة فهم القوة الثقالية لأن مفهوم نيوتن لها ليس مفهوما مطلقاً ويتغير من مرجع إلى أخر كما حدث في التجربة السابقة ولذلك قام اينشتاين بإعادة قانون نيوتن الأول ليشمل هذا المفهوم وأصبح القانون
(أن الأجسام تتحرك دائما في خطوط مستقيمة سواءً أكانت في حقل ثقالي أم لا )
ولكن يجب إعادة تعريف الخطوط المستقيمة كي ينتهي الإشكال وتشمل خطوطا ليست مستقيمة بالمعنى الأقليدي وقام اينشتاين بذلك وبين كيفية هندسة الزمكان الأقليدية في الفضاء المليء بالكتل وهندسة الاقليدية في الزمكان الخالي من الكتل وأصبح السبب في حركة الأجسام في الحقل الثقالي gravitational field هو أتباع الأجسام للانحناء الزمكاني وتعد هذه الحركة في الهندسة اللا إقليدية حركة في خطوط مستقيمة لأنها اقصر مسار في هذه الهندسة وكان لهذه الدراسة التي قدمها اينشتاين نتائج كثيرة من انحراف حزمة الضوء وظاهرة (مبادرة حضيض الكواكب ) وأيضاً ظاهرة (الإنزياح الاينشتايني نحو الأحمر).
وأيضا تتنبأ هذه الهندسة الناشئة عن وجود أجسام ذات كتل هائلة كالنجوم تتوقع بأن يتباطأ الزمن بالقرب من هذه النجوم أضف إلى ذلك تقلص الأطوال وكان أعظم أنجاز حققته النسبية العامة كان في مجال علم الكون ( الكوسمولوجيا Cosmology ) فقد طبق اينشتاين نظريته الثقالية على الكون بمجملة وتوصل على نموذج سكوني لا يتوسع و لا ينهار على نفسه ثم أثبت باحثون إن النظرية تؤدي إلى نموذج لا سكوني متوسع وهكذا ساهمت هذه النظرية في إثراء علم الكون