هل يوجد حد للسرعة ام ان السرعة مطلقه
في الحقيقة ناس كتير سئلت السؤال دا و ناس كتير جاوبت حسب دماغها و ناس جاوبت بالمنطق ...الخ
الاجابة حسب الرياضه بتقول كدا
في الحقيقة هناك حد للسرعة و يمكن تفسير هذا رياضيا فلا يمكن لسرعة ان تتحرك اسرع من سرعة الضوء ليه تعالى نشوف مع بعض لو بصينا لقانون الحركة بتاع عمك نيوتن ابو تفاحة هتلاقيه الجسم ذو الكتلة و السرعة يملك زخما (كمية حركة الجسم)
p=mv
هنعتبر ان حرف v السرعة لان مفيش رموز لاتينيه عندي في اللوحة و تقريبا دا كان رمز السرعه في الانجليزية المهم دا كدا بالنسبة لقانون الحركه بتاع نيوتن طب علشان نخلي الجسم يتحرك بسرعه اكبر هنحتاج قوة اكبر في الحالة دي هنجيب قانون الحج نيوتن اللي هو القانون التاني للحركه في الحالة دي القوة هتساوي نسبة التغير في زخم الجسم و في حالة ان الكتلة ثابته فنقدر نقول ان القوه تعادل الكتلة مضروبه في نسبة التغير في السرعه اللي هيا العجلة (التسارع) اللي هو القانون بالشكل دا
F=ma
لحد هنا دي قوانين عاديه خدناها في اعدادي و ثانوي يمكن في ابتدائي كمان طب نستنتج ايه من القانونين دول دا اللي مخدنهوش بقا نستنتج من المعادلة دي لو دفعنا جسم لمدة كافية و بالشدة الكافية العجلة هتزيد على نحو غير محدود و في الحالة دي هيكون لا حدود للسرعة اللي ممكن يصل اليها الجسم حلوا لا مش حلوا
مش حلوا ليه ماهو زي الفل و منطقي اهو ايه اللي خلاه مش حلو بقى
اقولك انا ما احنا لما نيجي للنسبية هتقولك الكلام دا مايكولش معايا خالص زي ما عندلت افكارك بشأن الزمن و الطول يبقى لازم تعيد التفكير في تعريف الزخم و في الحالة دي التعريف الرياضي للزخم هيكون بالشكل دا
P=MV/√(1-v²/c²)
و لو خدت بالك هتلاقينا رجعنا ل معادلة الجزر التربيع مرة تانيه افتح قوس 1ناقص السرعة تربيع على سرعة الضوء تربيع اقفل القوس تاني اللي كنا استخدمناها قبل كدا في معادلة تقلص الاطوال و الابطاء الزمني مش فاكر كنت كتبتها هنا او في الجروب التاني بصراحة لو في الجروب التاني يبقى دي المعادلة بتاع تقلص الاطوال اللي استاذ ابراهيم اتكلم عنها و بصراحة مشكور جدا منه اتعلمت كتير و هو السبب اللي عزز معلوماتي عن الموضوع دا عن طريق سلسلة الكتب اللي قالي عليها سلسلة هنداوي على ما اذكر بصراحة كتبها جميلة المهم دي ليها معادلة اشتقاق طويلة كدا انا مش فاكرها بالزبط بصراحة و طويلة لدرجة مقدرش اكتبها في البوست دا حتى لو فاكرها بالرغم من انها مباشرة
طب معناه ايه الكلام اللي فوق دا معناه اننا لم بصينا لقانون نيوتن التاني و فكرة القوة بوصفها نسبة التغير في الزخم لا تزال موجوده بس بالتعبير الرياضي الجديد يبقى الصيغة المحدود للحج نيوتن لم تعد قابلة للتطبيق ليه لاننا الاول كنا بنتعامل على نسبة التغير في السرعة (اي العجلة) دلوقت بقينا لازم نحط في اعتبارنا نسبة التغير الخاصة بـ
v/√(1–v²/c²)
لو كانت قيمة السرعة صغيره في الحالة دي هنكون بصدد الموقف النيوتني التاني التقليدي لكن لما تكون سرعة الجسم قريبة بقا من سرعة الضوء في الحالة دي يقترب قيمة التعبير لـ
v²/c²
من الواحد الصحيح و يقترب التعبير الرياضي اسفل علامة الجزر التربيعي من الصفر و الزخم يصبح كبير على نحو غير محدود و علشان كدا القوة ثابته
و لا تكاد تسبب في اي زيادة في سرعة الجسم رغم استمرارها في زخم الجسم بنسبة ثابته و بالتالي يبقى سرعة الضوء السرعة النهائية و لا يمكن دفع اي جسم الى التحرك بسرعة مساوية لسرعة الضوء
بمعنى انك مستحيل مثلا انك تلحق بشعاع الضوء يعني مثلا لو راكب مركبة فضائية ليها كشفات قدام هيفضل الضوء يسبقك مهما زودت السرعة و دا بديهي عمك اينشتين جا مره كدا و حد خبطه على دماغوا تقريبا فبدأ يفكر في الموضوع دا و بيتخيل ايه اللي الحال اللي هيبقى عليه لو حاولنا نلحق بشعاع من الضوء و اتخيل بقا ايه موقف تتسارع فيه السرعة مع المرء بحيث يتحرك الى جوار شعاع من الضوء بحيث يبدو الشعاع من منظور و كأنه ساكن في مكانه نفس فكرة العربيتين البي بيجروا جنب بعض بنفس السرعة و نفس الاتجاه هتحس ان العربية اللي جنبيك ثابته مبتتحركش
بس هوب فاق بقى من الخبطه و قالك البتنجال دا مينفعش ليه يا اينشتين منتا كنت بتتخيل حلوا و زي الفل اهو قالك لا طب لاء ليه لاء تلؤك قالك حسب قوانين ماكسويل للكهرومغناطيسية الضوء بوصفة شكل من اشكال الاشعاع الكهرومغناطيسي و لازم يتشاف و هو بيتحرك بسرعته المعروفه بمعنى مش منطقي نشوفوا ساكن ابدا لو تحرك الضوء بسرعته الثابتة فهو جزء لا يتجزء من ماهية الضوء طب كدا نرجع نسئل تاني احنا فعلا مينفعش نجري بسرعة اسرع من الضوء بمركبة فضائية مثلا نظريا و عمليا لا بس مؤقتا لان محدش يعرف لو حصل تغيرات يعني لحد ما حد يطلعلنا بخطأ في النظريات دي فهي لا قطعية بس جالك شوية ناس كدا قالولك فيه نوع من المادة تخلق على سرعات تفوق سرعة الضوء و بتقدر تجري ما بين سرعة الضوء و السرعة اللانهائية و دي كانت جسيمات افتراضية سموها ايه بقا سموها «تاكيون» و من فترة البتاعه دي كانت موضوع العديد من التخمينات و قالوا مثلا ان الراصدين المتكونة اجسامهم من مادة التاكيون سيعتقدون ان السرعات في التاكيون لازم تبقى اقل من سرعة الضوء و ان نوع المادة الخاصة بنا (التاكيون) قادر على التحرك بسرعة ما بين سرعة الضوء و اللانهائية سيبك بقا من البتنجال دا ليه لانه الكلام دا اصلا ملهوش دليل فعلي على وجود التاكيون دا و هي اصلا مجرد تخمينات من العلماء وقايمه على اللا أساس
نرجع لموضوعنا القديم هو طويل شوية عندنا قانون بيقول ان الطقاقة تساوي الكتلة في مربع سرعة الضوء
طب ازاي نأول التعبير الرياضي النسبوي بتاع الزخم لو فكرينه، بعض العلماء فضَّلوا انه لا شئ يمكن تأويلة بالنحو دا كل اللي علينا اننا نعوض عن السرعة في قانون نيوتن للتعبير التاني بتاع السرعة على الجزر التربيعي للواحد ناقص السرعة تربيع على سرعة الضوء تربيع لو فاكرينه بما يحافظ على مفهوم الكتلة غير المتغيرة و دا اللي اغلب الجماعة بتوع الفزياء بيفضلوه حاليا و مع ذلك ميسكتوش لا قالولك ان احنا نعمل طريقة بديلة للنظر الى الامر و في النظرة الجديده طبعا ماشيين بالقانون الجديد اللي بيقول ايه بقا
1/√(1–v²/c²)
النظرة الجديدة بتقول ايه الكتلة بتزيد مع زيادة سرعة الجسم و في الحالة دي لازم نفرق بين كتلة الجسم في حالة سكون و هو بيتحرك في الحالة دي هنحط معادلة جديدة بقا و نعوض بـm يبقى M0 اللي بيشير بان الجسم كدا في حالة سكون اي ان سرعتة صفر طب المعادلة تبقى ازاي بقى محنا لازم نتفزلك و نحط قوانين بقا امال الناس تقول احنا بنهبد و خلاص و لا ايه قالولك القانون اهو
p=m0v/√(1-v²/c²)
او
p=mv
حيث
m=m0/√(1–v²/c²)
و الـm هنا بتشير ان الجسم تحرك بسرعة
هنا بقا هيجيلك سؤال فزلوكي اه والله زي ما بقولك كدا سؤال فزلوكي ايه هو بقى هقولهولك بطريقه فزلوكيه برضوا طبيعي مش فزلوكي
الام ينبغي ان نعزو هذه الزيادة في الكتلة بينما تزداد سرعة الجسم تزداد طاقته و من ثم فهو يكتسب طاقة حركة من المفترض ان للطاقة كتلة و لا يستطيع الجسم ان يكتسب المزيد من الطاقة دون ان يكتسب في الوقت عينة تلك الكتلة الاضافية المصاحبة لطاقة الحركة اذا لمَ يوجد حد للسرعة ؟؟
اقولك انا و طبعا هتتقال بفزلكة بس فزلكة مصطبية فاهمني.
لان كتلة الجسم في الاخر هتقترب من اللانهائية مع اقتراب سرعة الجسم من سرعة الضوء و بالتالي من المستحيل على اي قوة مهما كانت شديدة و مدة عملها طويل انها تزيد من سرعة جسم كتلتة لا نهائية
و بطدا يبقى خلصنا التفكير نظري كامل بس هل جربوا الحبشتكنات دي عملي بقى اه جربوا يشوفوا فيه حد للسرعة و لا لأ تعالى بقا معايا كدا نروح مختبر فزياء عالية الطاقة في سيرن في ضواحي جنيف بسويسرا ايه انت صدقت و لا ايه انت هتيجي بمخيلتك بس انما انا مش لاقي اروح اسكندرية حتى اتنيل و اسكت المهم في المختبر دا او اللي زيوا في الولايات المتحده و اوربا في الآت اسمها «معجلات الجسيمات» ايه بقا البتاعه دي ؟!
دي الة بتستخدم قوى كهربية شديدة الدفع في جسيمات دون ذرية ضائيلة بروتونات او الكترونات عشان تتحرك بسرعات عالية في بعض المعاجلات تُوجَّه الجسيمات بواسطة مغناطيسات كهربية حول مسارها الدائري عارف الموضوع دا عامل زي ايه الراجل بتاع المسابقات الالومبيه لما مثلا يجي يرمي مطرقه فبيفضل يدورها بدراعه يلف درارعه بيها على شكل دايره نحية دماغه علشان يكسبها سرعة اكبر و بالفعل عن طريق المعجلات دي ثبت ان فيه حد للسرعة و هو سرعة الضوء لانك مع استمرار في دفع الجسيمات سرعتها بتزيد ببطء نحو سرعة الضوء بس طبعا مبتصلهاش ليه بقا لان رغم ان الاستمرار في زيادة زخمها علشان توصل للنقطة يعجز عمها المجال المغناطيسي عن الحفاظ على الجسيمات في مسارها ساعتها هيبقى دا حد الطاقة الخاص بك المعجل و علشان توصل لطاقة اعلى يبقى لازم تبني معجلات اكبر علشان تاخد مغناطيسات اضافية طيب ايه هو اكبر المعجلات لحد دلوقت معجل موجود في سيرن محيطه 27 كيلو متر و فيه معجل تاني في ستانفور بكاليفورنيا بيعمل تجربة بنت ناس زيك كدا حاجة حلوا يعني متقلقش مش قصدي اشتمك طب بيعمل ايه بقى البتاع دا بيسرع اخف الجسيمات القاطبة (الالكترونات) على امتداد انبوبة طويلة كدا طولها 3كيلوا متر و لما بتصل بقا الالكترونات دي لاخر الانبوبة تلاقي الالكترونات دي اتضاعفت 40 الف مرة عن الاول اللهم ما اصلي على النبي حاجة كدا و لا الارانب اه والله طب ايه اللي حصل لكل دا كل اللي حصل ان حركة اللالكترونات تفقد طاقة اكتسبتها و بالتبعية تفقد الكتلة المكتسبة برضوا و بعدهت بترجع لكتلتها العادية في حالة السكون
غالبا لو انت مركز معي هياجي في دماغك سؤال ان احنا شفنا ازاي طاقة الحركة مرتبطة بالكتلة طب ماذا عن كتلة السكون اللي بيملكها الجسم الساكن و لا يملك اي طاقة للحركة و لو كان من الصحيح انه ليس بالامكان ان يملك الجسم طاقة دون ان تكون هناك كتلة الا و صاحبتها طاقة و لو الحال كذال طب ايه نوع الطاقة المرتبطة بكتلة السكون دا بقا ليه اجابة تاني بس كدا الوقت بتاعي انتهى و حان وقت المذاكرة لو فضيت مرة تانية هكلمهولكم و شكرا لكم تحياتي
#هل_يوجد_حدود_للسرعة_ام_ان_السرعة_مطلقة
#عزالدين_مجدي
#الكاتب_الرمادي
#بقلمي
