النظرية النسبية الخاصة

احتلت الفيزياء التقليدية مكانة مهمة في تفسير اغلب الظواهر الفيزيائية في القرون الماضية وحتى مطلع القرن العشرين، وقد اخذ الميكانيك التقليدي (الكلاسيكي) الجزء الاكبر منها مثل معادلات نيوتن في الحركة للأجسام ذات الابعاد المنظورة، الساكنة منها والمتحركة بسرع اعتيادية. اما بالنسبة للمموجات الكهرومغناطيسية (تشمل نظرية الضوء) فقد فرض وجود وسط مادي يسمى الاثير لانتقال هذه الموجات، حيث كل الاعتقاد السائد سابقا ان الضوء لا ينتقل الا بوجود وسط مادي كما هو الحال في الموجات الصوتية. فعند اجراء الكثير من التجارب المختلفة ومنها تجربة مايكلسن ومورلي ظهرت تناقضات غريبة في النتائج وقد بذلت جهود حثيثة لترميم فكرة الاثير وجعلها متوافقة مع التجربة ولكن جميع هذه الجهود باءت بالفشل، لدرجة اعتبار تجربة مايكلسن ومورلي من أغرب التجارب التي اتت بنتائج عكسية. لذلك ألغيت فكرة الاثير من قبل الكثيرين من العلماء وبالأخص اينشتاين. واعتبر ان الموجات الضوئية هي اضطراب كهربائي ومغناطيسي ينتشر دون الحاجة الى وسط مادي لانتقاله. اضافة الى ذلك ظهر العديد من المشاكل في تفسير الظواهر الفيزيائية للأجسام التي تقارب سرعها من سرعة الضوء. لذا اقترح العالم اينشتاين سنة 1905 مبدأين للنسبية أولهما "ان قوانين الفيزياء جميعها لا تتغير في نظام الاحداثيات الساكنة والمتحركة بسرع ثابتة وان صيغتها الرياضية تبقى نفسها في جميع انظمة الاحداثيات". ان هذه الفكرة ليست جديدة  حقا وقد اشار اليها العالم نيوتن سابقا ولكن اينشتاين وسع هذه الفكرة لتشمل الظواهر الكهرومغناطيسية اضافة الى الظواهر الميكانيكية. اما المبدأ الثاني فهو "ثبوت سرعة الضوء في جميع انظمة الاحداثيات" وأن هذين المبدأين هما المدخل الى النظرية النسبية الخاصة ويسميان بمبدأ النسبية لآينشتاين.

الشكل التالي يوضح موقع الفيزياء النسبية، حيث يلاحظ في الشكل في الفيزياء التقليدية تطبق على الاجسام ذات الابعاد المنظورة والتي تتحرك بسرع واطئة. اما اذا قاربت سرع هذه الاجسام سرعة الضوء، فان قوانينها تخضع الى الفيزياء النسبية الخاصة.

شكل يوضح موقع الفيزياء النسبية.