الإطار المفضل
في الفيزياء النظرية ، الإطار المفضل أو الإطار المميز هو عادةً إطار مرجعي افتراضي خاص قد تبدو فيه قوانين الفيزياء مختلفة بشكل واضح (أبسط) عن تلك الموجودة في الأطر الأخرى.
في النظريات التي تطبق مبدأ النسبية على الحركة بالقصور الذاتي ، تكون الفيزياء هي نفسها في جميع الأطر المرجعية بالقصور الذاتي ، بل إنها هي نفسها في جميع الأطر المرجعية بموجب مبدأ النسبية العامة .
الإطار المفضل في نظرية الأثير
في النظريات التي تفترض أن الضوء ينتقل بسرعة ثابتة بالنسبة إلى أثير مضيء غير قابل للتغيير والرصد ، يكون الإطار المرجعي الأمثل هو إطار يكون فيه هذا الأثير ساكنًا. في عام ١٨٨٧، حاول ميكلسون ومورلي تحديد حالة حركة الأثير. وللقيام بذلك، افترضا أن النسبية الغاليلية تنطبق على الساعات والمساطر؛ أي أن طول المساطر ودورات الساعات ثابتة تحت أي تغيير في الإطار الغاليلي. وبناءً على هذه الفرضية، كان من المفترض رصد الأثير.
بمقارنة القياسات التي أُجريت في اتجاهات مختلفة والبحث عن تأثير ناتج عن سرعة دوران الأرض حول محورها، أسفرت تجربتهم الشهيرة عن نتيجة سلبية . ونتيجة لذلك، استُبدل تحويل غاليليو بتحويل لورنتز في نظرية لورنتز للأثير . مع ذلك، تفترض نظرية لورنتز للأثير وجود أثير غير قابل للكشف، ويبقى مبدأ النسبية ساريًا. وسرعان ما استُبدلت هذه النظرية بالنسبية الخاصة ، التي قدمت صيغًا مشابهة دون افتراض وجود أثير غير قابل للملاحظة. جميع الأطر المرجعية العطالية متكافئة فيزيائيًا في كلتا النظريتين. وبشكل أدق، شريطة ألا تنتهك أي ظاهرة مبدأ نسبية الحركة، فلا توجد وسيلة لقياس سرعة مراقب عطالي بالنسبة إلى وسط محتمل لانتشار الموجات الكمومية.
تُفضّل الأطر المرجعية العطالية على الأطر المرجعية غير العطالية
على الرغم من أن جميع الأطر المرجعية العطالية متكافئة في الميكانيكا الكلاسيكية والنسبية الخاصة ، إلا أن مجموعة الأطر العطالية لها الأفضلية على الأطر غير العطالية في هاتين النظريتين. [ 1 ] : 10 تُعتبر الأطر العطالية مميزة لأنها لا تخضع لقوانين فيزيائية تقع أسبابها خارج النظام، على عكس الأطر غير العطالية. يُقدم أينشتاين المثال التالي: لنفترض وجود جسمين مرنين متساويين في التركيب في الفضاء، يفصل بينهما مسافة بحيث يمكن إهمال التفاعل بينهما، وحركتهما النسبية الوحيدة هي دوران منتظم وصلب حول الخط الواصل بين مركزيهما (مثل عجلات تدور حول محور ). أحد الجسمين كرة ، والآخر مجسم كروي ، أي كرة مضغوطة. يبقى الشكل الفيزيائي المرئي للجسمين كما هو في جميع الأطر. يخضع إطار المجسم الكروي غير الدوار لقوانين فيزيائية تقع أسبابها خارج النظام، وهي المسؤولة عن تفلطح المجسم الكروي. لا يتطلب إطار الكرة غير الدوارة وجود أسباب خارجية، مما يجعله مميزًا لعدم حاجته إليها. وينطبق هذا على جميع الأطر المرجعية العطالية، التي تتمتع بالميزة نفسها. [ 1 ] : 209 ثم طور أينشتاين النسبية العامة ومبدأ التكافؤ ، حيث لم تعد الأطر المرجعية العطالية الجاذبية تتمتع بالميزة، [ 1 ] : 215-223 لأن خطوط الجيوديسية في الزمكان تفسر هذه التأثيرات العطالية الجاذبية دون الحاجة إلى سبب خارجي. [ 2 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 3 فيرارو، رافائيل (2007)، زمكان أينشتاين: مقدمة في النسبية الخاصة والعامة ، سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا، رمز Bibcode : 2007esti.book.....F ، ISBN 9780387699462
- ↑ جيلسون، جيمس ج. (1 سبتمبر 2004)، مبدأ ماخ 2 ، arXiv : physics/0409010 ، Bibcode : 2004physics...9010G
للمزيد من القراءة
- أينشتاين (1954) النسبية، النظريتان الخاصة والعامة
- النسبية الخاصة
- نظريات الأثير
- أطر مرجعية