نتعرف اليوم الى احد النتائج اللتى توصل اليها البرت اينشتاين من خلال تجاربه الذهنية في ميدان النظرية النسبية العامة وقبل توصله للصيغة الرياضية النهائية لهذه النظرية. وهذه النتيجة توصل اليها اينشتاين في عام 1911 بينما قد توصل للصيغة الرياضية لنظريته النسبية العامة في عام 1915.

وموضوع اليوم يتناول الضوء الصادر من الشمس او من اي نجم اخر. فالشمس من المعروف عنها  ان لها مجال جاذبية قوي وخصوصا عند مقارنته بمجال جاذبية الارض. والضوء كما هو معروف عبارة عن حزمة من الموجات الكهرومغناطيسية ذات الترددات المختلفة. ومن المعلوم ان اللون الاحمر هو اقل الالوان المنظورة  ترددا بينما اللون البنفسجي هو اعلاها  ترددا. واذا سألنا انفسنا ما معنى كلمة تردد؟ لوجدنا الاجابة انها عدد الاهتزازات الكاملة في الثانية الواحدة. ولن نشغل انفسنا هنا  بماذا تعني كلمة اهتزازة كاملة في حالة الضوء.و لمزيد من المعلومات عن الضوء و الموجات الكهرومغناطيسية يمكنكم مراجعة هذا الرابط.

ازاجة طيف الشمس نحو اللون الاحمر

وقد توصل اينشتاين من خلال تجاربه الذهنية كما سبق ورأينا الى  ان الجاذبية تعيق انسياب الزمن. فاذا فرضنا ان اللون الازرق يصنع مثلا 100 اهتزازة كاملة في الثانية الواحدة بينما اللون الاحمر يصنع 50 اهتزازة في الثانية. ولكن كما ذكرنا لان عند الشمس تكون قوة الجاذبية عالية فيسري الزمن بطيئا عند الشمس وتبدو ثانية عند الشمس كثانيتين مثلا عند الارض. اذن فاللون اللذي يصنع 100 اهتزازة كاملة عند الشمس يبدو وكانه يصنع 100 اهتزازة كاملة في ثانيتين بالنسبة لنا على الارض. ولذلك يبدو اللون الازرق الصادر من الشمس احمر بالنسبة لنا. وهذا ينطبق على كافة الاطياف الاخري. ولذلك يبدو طيف الشمس ككل منزاح الى ناحية الالوان الاقل ترددا. ونقول على هذا مجازا ان طيف اشعة الشمس يبدو مزاحا نحو اللون الاحمر.

كان هذا الاستنتاج يبدو فى البداية غريبا ولكنه كان يمثل ايضا شرطا لصحة النظرية النسبية العامة. وبالفعل اثبتت التجارب العلمية بعد عشرات السنوات من اعلان النظرية النسبية العامة صدق هذا الاستنتاج و ان اطياف النجوم عموما تبدو مزاحة نحو اللون الاحمر تحت تأثير الجاذبية.