أهم النظريات العلمية في الفيزياء

أهم النظريات العلمية في الفيزياء

هناك الكثير من الأفكار المثيرة للاهتمام في الفيزياء القديمة والحديثة على وجه التحديد حيث يقدم لكم محيط أهم النظريات العلمية في الفيزياء التي شغلت العلماء عن الضوء والكون والمادة وفرضيات كثيرة عن مختلف المجالات.

النظرية النسبية من أهم النظريات العلمية في الفيزياء

نسبية أينشتاين تتحدث عن فرضيات واكتشافات أساسية هامة ومذهلة للغاية وغيرت النظرية بشكل دائم نظرتنا للكون، وذكر فيها أينشتاين أن الزمان والمكان ليسوا قيمًا مطلقة وأن الجاذبية ليست مجرد قوة جذب بل هي مصاحبة لأي جسم تسبب انحناء في الزمان والمكان حوله.

مثال للنظرية تخيل أنك تسافر عبر الأرض في خط مستقيم من مكان ما في نصف الكرة الشمالي وتتجه نحو الشرق، إذا أراد شخص بعد فترة أن يحدد موقعك على الخريطة سيجد أنك في الشرق وفي أقصى الجنوب من الموقع الذي انطلقت منه، والسبب هو أن الأرض كروية.

الأمر مشابه تمامًا للأرض في حالة الفراغ. بالنسبة إلى رواد الفضاء داخل مكوك فضائي يدور حول الأرض سيبدو لهم أنهم يتحركون في خط مستقيم في الفراغ ولكن في الواقع فإن الزمن والمكان من حولهم اتخذ شكل منحنى بسبب جاذبية الأرض.

كان لهذه النظرية أثر كبير على مستقبل الفيزياء الفلكية وعلم الكون وقد قدمت تفسيراً للشذوذ في مدار كوكب عطارد وفسرت كذلك ظاهرة انحناء الضوء النجمي والثقوب السوداء.

قانون الجذب العام من أهم النظريات العلمية في الفيزياء

اقترح نيوتن فكرته الثورية قبل 300عام التي تفيد بأن أي جسمين مهما كانت كتلتهما يؤثر كل منهما بقوة جذب على الآخر، ولتحديد هذه القوة ذكر هذا القانون الشهير [F = G × [(m1m2)/r²].

حيث أن F هي قوة الجذب بين الجسمين، بينما تمثل M1 وM2 كتلة الجسم الأول والثاني، وr هو المسافة بين الجسمين، أما G فهو ثابت الجاذبية.

تعتبر أهمية هذا القانون أنه يسمح لنا أن نحسب قوة الجذب بين أي جسمين في الكون مهما كانت كتلتهما أو المسافة بينهما، وهو أمر مفيد للغاية في مجالات عدة بدءًا بالفضاء مثل دراسة حركة الأجرام السماوية وإطلاق الأقمار الصناعية للوصول إلى المستوى الذري للمادة.

قانون نيوتن للحركة من أهم النظريات العلمية في الفيزياء

توجد مجموعة قوانين أخرى شهيرة للعالم إسحاق نيوتن، حيث قدم نيوتن ثلاثة قوانين للحركة تميزت بالبساطة والسهولة، وكانت من المكونات الأساسية التي قامت عليها الفيزياء الحديثة، كما ينص القانون الأول على أن الجسم المُتحرك يستمر في حركته طالما لم تؤثر عليه قوة خارجية.

القانون الثاني يفسر العلاقة بين كتلة الجسم وتسارعه بالعلاقة التالية: F = m × a كما تمثل F محصلة القوى وتقاس بوحدة النيوتن وM هي كتلة الجسم وa هي عجلة الجسم أي معدل زيادة أو تباطؤ سرعة الجسم.

القانون الثالث هو يكون أكثرهم انتشارًا حيث ينص على أنه لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه، ويعني أنه عند التأثير بأي قوة على أي جسم فإن الجسم يؤثر بنفس القوة في الاتجاه المعاكس.

قوانين الديناميكا الحرة من أهم النظريات العلمية في الفيزياء

الديناميكا الحرارية هو علم يدرس انتقال الطاقة داخل أي نظام سواء كان محركًا أو مركز الأرض أو الكون كله، ويتكون من عدة قوانين أساسية تم جمعها بشكل ذكي في ثلاثة قوانين.

في القانون الأول يقصد سنو عدم القدرة على الفوز بما أن المادة والطاقة لا يُمكن فناؤهم فلا يمكن الحصول على إحداهما دون خسارة الأخرى، ويعني لكي ينتج المحرك حركة يجب تزويده بالحرارة، في حالة أي نظام غير النظام المغلق فإن جزء من الحرارة سيخرج خارج النظام.

يقصد في القانون الثاني بأنه لا يمكن التوقف بسبب زيادة الإنتروبي المستمرة ولا يمكن العودة لنفس حالة الطاقة، أي أن الطاقة المُتمركزة في مكان معين ستنتشر دائمًا نحو الأماكن ذات التركيز الأقل.

يشير في القانون الثالث بعدم القدرة على الخروج من اللعبة إلى الصفر المطلق، وهو أقل درجة حرارة ممكنة نظريًا، وعندما تصل درجة حرارة النظام إلى الصفر المُطلق تتوقف الجزيئات عن الحركة.

يعني أنه لن يكون هناك طاقة حركة وسيصل الإنتروبي إلى أقل قيمة ممكنة أي انعدام وجود عشوائية في النظام ولكن في العالم الحقيقي هذه الحالة غير ممكنة وفي أفضل الأحوال يمكننا الاقتراب من هذه القيمة فقط.

إقرأ أيضًا: 5 دورات مجانية بشهادات معتمدة

نظرية التطور والانتخاب الطبيعي من أهم النظريات العلمية في الفيزياء

أعتقد داروين ومعظم العلماء أن الحياة على الأرض كلها مشتركة في جنس واحد وتنحدر من نفس الأصل، ويأتي تفسير التنوع الهائل في أشكال الكائنات الحية بأن بعض هذه الأسلاف قد تطورت إلى أنواع مختلفة.

حيث طورت الكائنات خصائصها بها عبر وسائل مثل الطفرات الجينية، وكانت مهمة لبقائها وتكيفها مع بيئتها، حيث تحدد الطبيعة الخصائص المهمة التي يجب الإبقاء عليها أو التي يجب تطويرها لتظهر في الأجيال التالية.

نظرية الانفجار العظيم من أهم النظريات العلمية في الفيزياء

تشير نظرية الانفجار العظيم أن الكون قد بدأ منذ 14 مليار سنة تقريبًا بانفجار عظيم، كان الكون في ذلك الوقت مُنضغطًا في نقطة واحدة صغيرة وعالية الكثافة، وتحتوي بداخلها على كل المادة الموجودة في الكون.

ثم تمددت هذه النقطة في أقل من تريليون جزء من الثانية، ومازال هذا التمدد مستمرًا حتى الآن، وهذه أحد الأدلة التي تدعم النظرية، انتشرت هذه النظرية وحصلت على دعم العديد من العلماء بعد اكتشاف إشعاع الخلفية الكونية الميكروي.