الكل ربما يعرف ان سرعة الضوء هى ثابتة بالنسبة لجميع المعالم العطالية. و المعلم العطالى هو أى مشاهد أو ملاحظ او راصد يتحرك بسرعة منتظمة (بالنسة لمعلم مطلق افتراضى).
نقول ان سرعة الضوء هى صامدة invariant تحت تاثير الحركة المنتطمة.
والحركة المنتطمة -لمن يتعمق قليلا فى النسبية الحاصة سيكتشف- هى تحويلات لورنتز الخاصة sepcial Lorentz transformations.
لكن بالاضافة الى تحويلات لورنتز الخاصة او ما يسمى ايضا الدفوعات boosts يوجد هناك دورانات فى الفضاء العادى و انسحابات فى الفضاء-زمن.
هذه الثلاثة -الدفوعات و الدورانات و الانسحابات- تشكل زمرة تناظر أساسية فى الفيزياء و الطبيعة تسمى زمرة بوانكريه Poincare group و هى تعبر عن تناظر مضبوط فى الكون لا يعرف له اى انكسار -اى استثناء-..
لكن ليست سرعة الضوء فقط هى الصامدة تحت تأثير تحويلات لورنتز و الدورانات و الانسحابات بل هناك اشياء اخرى كثيرة مثلا الكتلة مثلا عزم اللف و ربما اهمها مقياس الطول فى الفضاء الذى هو صامد تحت تأثير الدورانات و مقياس الطول فى الفضاء-زمن الذى هو صامد تحت تأثير تحويلات لورنتز..
اذن الطول بين اى نقطتين فى الفضاء او الفضاء-زمن هو مقدار صامد اى ثابت يأخذ نفس القيمة بالنسبة لجميع المعالم المرتبطة ببعضها البعض يتحويلات لورنتز او دورانات او انسحابات.
اذن رغم ان راصد معين سيرى النقاط متموضعة بشكل مختلف فى الفضاء او الفضاء-زمن بالمقارنة مع مايراه راصد آخر الا ان المسافة بين النقاط التى يراها هذان الراصدان هى نفسها.
ومفهوم اكثر مرونة من "الصمود invariance" هو "الصمود الشكلى covariance" الذى يعنى ان قانون فيزيائى معين -مثلا معادلة ديراك او معادلة ماكسويل- رغم انه يتغير بالنسبة للمعالم المختلفة المرتبطة ببعضها البعض بالتحويلات النقطية المعطاة بالدورانات و تحويلات لورنتز و الانسحابات الا انه يحافظ على شكله. فالاحداثيات و الدوال الموجية و غيرها تتغير عند التأثير بهذه التحويلات النقطية على المعلم الراصد الا ان شكل المعادلة يبقى نفسه.
No comments:
Post a Comment