نبذ فرضية تقلص الأطوال النسبية في الإلكتروديناميك النسبي

الأطوال , الإلكتروديناميك , النسبي , النسبية , تقلص , فرضية , نبذ

حمل المرجع كاملاً من المرفقات

الدكتور: نزار حمدان


قسم الفيزياء-جامعة حلب


Aleppo, SYRIA


nhamdan59@hotmail.com

ملخص

يبين هذا المقالآلية جديدة لاشتقاق النسبية الخاصة, وهيأنه بإضافة قانون لورنتز إلى النسبية الخاصة فإنننا نستنتج جميع علاقات النسبية الخاصة المتعلقة بجسيم مشحون يتحرك في حقل كهرطيسي خارجي, ويتم ذلك بدون استخدام تحويلات لورنتز وبالتالي بدون استخدام الأفعال الكينماتيكية ( تقلص الأطوال وتمدد الزمن ). وبهذا نبين أن فرضية تقلص الأطوال النسبية لا أهمية لها في الالكتروديناميك النسبي ولايمكن استنتاج أية كمية ديناميكية بواسطتها.
الكلمات المفتاحية: قانون لورنتز , النسبية الخاصة , فرضية تقلص الأطوال النسبية.
* : نشر هذا المقال في مجلة Galilean Electrodynamicsفي العدد 14 , pp. 83 – 88 (2003).N.Hamdan, “Abandoning the Idea of Length Contraction and time dilation”,

Galilean Electrodynamics, Vol. 15, No.4, pp. 71 –75 (2003).

مقدمة :
في مقالته التي كتبها عام 1905 حول النظرية النسبية الخاصة صاغ انيشتاين تحويلات لورنتز واستنج منها تمدد الزمن وتقلص الأطوال النسبية. وبين أيضا أن فرضية لورنتز في التقلص والذي كان قد تم فرضها في الالكتروديناميك التقليدي ما هي إلا نتيجة لتحويلات لورنتز. وهكذا بعد رفضه فكرة الأثير قبل انيشتاين فرضية التقلصللورنتز عبارة عن تقلص الأطوال النسبية للأجسام المتحركة. وهكذا أصبحت فرضية التقلصللورنتز لدى انيشتاين عبارة عن فعل كينماتيكي ينتج من تحويلات لورنتز وليس الأثير.
على كل حال, فتحويلات لورنتز وأفعالها الكينماتيكية لعبت دورا أساسيا في الالكتروديناميك النسبي, مثال على ذلك فلوكتبنا معادلتي مكسو يل في الجملة العطالية

, (1)

فإن تطبيق مبدأ النسبية على العلاقات (1) يعني أن هذه العلاقات تكتب بالشكل نفسه في الجملة ، أي :

, (2)

ومن المعروف جيداً, انه من اجل إيجاد و بدلالة كلاً من و نحتاج لاستخدام تحويلات لورنتزوأفعالها الكينماتيكية. كذلك الأمر بالنسبة للعلاقة
(3)
والتي تقدمها لنا النسبية الخاصة كسبب أساسي حتى تبقى الشحنة q مقدرا ثابتا. فلا تغير الشحنة q الموجودة في حجم v مبني على العلاقة التالية:
(4)
تعني العلاقة (4) أن الحجم يتناقص بسبب تقلص الطول الكينماتيكي (), بينما تزداد كثافة الشحنة بنفس النسبة ولهذا فان الشحنة الكهربائية q لا تتغير عند انتقالها من جملة إلى أخرى. كانت أفكار انيشتاين الكينماتيكية موضوع جدل وتأويل [2] لفترة طويلة من الزمن, وحتى اليوم لا تزال هناك مظاهر جدال حول هذه الأفكار. فعلى سبيل المثال افترض S.Golden[3] وجهة نظر تقول أن علاقة تمدد الزمن في النظرية النسبية الخاصة هي مجرد علاقة تحويل, واشتق معادلتا التمدد الزمني بطريقة بحيث لا تفضي الى أي تمدد فعلي للساعات المثبتة في تلك الجمل. وقد تم انتقاد هذا المقال من قبل G.Schafer [4], فقد بين أن معادلتا Golden المتعلقة بالتمدد الزمني هي من النمط الكينماتيكي. وفي حين اعتبر O.D.Jefimenko في تعليقه على النقد [5], وعلى العكس منG.Schafer, أن حسابات Golden هي دليل جديد على أن الحركة التي تبطئ أو تسرع الساعات تتم بتأثير فيزيائي غير حقيقي سببه تحويلات لورنتز ليس إلا.وأكثر من ذلك في تحقيق حديث حول الأثر الزمكاني للنظرية النسبية الخاصة وجد J.H.Field[6] اثرين نسبويين خاصين غريبين هما تمدد المكان وتقلص الزمان [6]. كثير من الفيزيائيين [7,8,9] حاولوا ويحاولون أن يتجنبوا استخدام تحويلات لورنتز وأفعالها الكينماتيكية لأنهم يعتقدون أن شيئا ما خاطئ في النظرية النسبية الخاصة إذا كانت تحويلات لورنتز وافعالها الكينماتيكية هي فعلا متغيرات حركية حقيقية. في بحثي[10] اقترحت طريقة أخرى للتخلص منتحويلات لورنتز وأفعالها الكينماتيكية في الالكتروديناميك النسبي. هذه الطريقة تنطلق من قانون لورنتز واستخدام مبدأ النسبية بديلا عن معادلات مكسويل وتحويلات.فالجسيم المشحون المتحرك في حقل كهرطيسي خارجي يخضع الى قانون قوة لورنتز

, (5)

وبتطبيق مبدأ النسبية (قوانين الفيزياء لها نفس الصيغة بالنسبة لأي جملة) بدلا من مبدأ النسبية الخاصة (قوانين الفيزياء يجب أن تكون لا متغيرة تحت تحويلات لورنتز حصرا). وبشكل مناقض لمبدأ النسبية الخاصة فأن مبدأ النسبية يعني أن أي معادلة فيزيائية مرشحة لتعطي ( لتصف) قانون فيزيائي. في سياق هذا الكلام سؤال يطرح نفسه بنفسه. : ما هي العلاقة بين الجملتين العطاليتين و. سنجد باستخدام قانون لورنتز مبدأ النسبية أن التحويلات بين الجملتين تبقى تحويلات لورنتز وبالتالي لا تتغير في نتائج النسبية الخاصة وفقط التغير هو في الطريقة لاستنتاج العلاقات المذكورة ولكي تصبح تحويلات لورنتز حيادية تماما كما هي تحويلات جاليلو. وهكذا باستخدام مبدأ النسبية وقانون قوة لورنتز بدلا من معادلات مكسو يل وتحويلات لورنتز , سنجد و بدلالة و. وكمثال سنستخدم مثال معروف لنثب أن تقلص الأطوال النسبية ليست ضروريةً لاشتقاق المعادلة [3]

المصدر: ملتقى شذرات