معرفی نظریه نسبیت خاص

نسبیت خاص یکی از شاخه‌های مهم علم فیزیک به‌حساببه حساب می‌آید. همان‌طور که از نامش مشخص است خاصیتی نسبی برای همه‌چیزهمه چیز در نظر می‌گیرد و به وجود نداشتن موارد مطلق تأکید دارد. نسبیت خاص علمی است که در صورت آموزش‌های درست می‌تواند به شما درک درستی از زندگی روزمره دهد؛ زیرا ما شاهد قوانین آن در حرکت اجسام با سرعت زیاد هستیم و نیروگاه‌های هسته‌ای، نور، ابر نواخترها و مغناطیس همه دلالت بر نسبیت خاص دارند. لازم است بدانید که نسبیت خاص، پدیده‌های فیزیکی را در نبود گرانش مورد بررسی قرار می‌دهد. 

ظهور نسبیت خاص

برخی از اتفاق‌های فیزیکی در مکانیک کلاسیک قابل توجیه بودند، اما عدم هم‌خوانی آن‌ها با معادلات ماکسول باعث شد تا انیشتین به فکر حل این معما بیفتد. برای مثال دو موج نوری که به‌صورت موازی به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند را در نظر بگیرید. طبق فیزیک کلاسیک، موج نوری که به سمت ما حرکت می‌کند دارای سرعت نسبی صفر است، اما این ادعا با معادلات ماکسول صادق نیست؛ زیرا معادلات ماکسول به ما می‌گویند که نور همیشه با سرعت ثابت در حال حرکت است. درواقع فیزیک کلاسیک ادعا دارد که قوانین فیزیک در همه‌جاهمه جا برای همه یکسان خواهد بود. 

برای حل این مسئله انیشتین نظریه نسبیت خاص یا Special relativity را مطرح کرد. برای این نظریه، شخصی را در کنار یک قطار در حال حرکت و شخصی را در داخل قطار تصور کنید. این قطار بین دو درخت در حال حرکت است و هم‌زمان یک صاعقه به دو درخت برخورد می‌کند. حرکت قطار باعث می‌شود که اصابت صاعقه به یک درخت زودتر از درخت دیگر توسط شخص داخل قطار دیده شود؛ اما شخص کنار قطار، اصابت صاعقه به دو درخت را هم‌زمان مشاهده می‌کند. این آزمایش باعث شد که انیشتین به این نتیجه برسد که هم‌زمان بودن رویدادها نسبی است. درواقع یک رویداد می‌تواند برای یک ناظر هم‌زمان و برای ناظر دیگر هم‌زمان نباشد. این نظریه، انقلابی بزرگ در علم نجوم ایجاد کرد و باعث شد که ما با پدیده‌هایی از قبیل انقباض طول و اتساع زمان در فضا روبه‌رو شویم. برای مثال در فضا و محیط بدون گرانش، عقربه‌های ساعت سریع‌تر حرکت می‌کنند. امروزه نرم‌افزارهای زیادی طراحی شده‌اند که به منظور درک بهتر، نسبیت خاص را شبیه‌سازی می‌کنند و شما می‌توانید به‌صورت رایگان از آن‌ها استفاده کنید. 

جمع‌بندی

در دوره آموزش درس نسبیت خاص سرفصل‌های فضا زمان نسبیتی، الکترودینامیک، گروه لورنتز، دینامیک و سینماتیک موردبحثمورد بحث قرار می‌گیرند و دانشجویان کارشناسی و ارشد می‌توانند به درک درستی از این مباحث دست پیدا کنند. در پایان این دوره آموزش نسبیت خاص شما دیگر هیچ ابهامی در مورد نظریه نسبیت خاص و کاربردهای آن نخواهید داشت.