أخطاء شائعة في تكافؤ الكتلة والطاقة و قاعدة اللاتيقن ومعادلة آينشتين

هذه قد تكون أكثر الأخطاء انتشارا في فهم أهم ثلاث معادلات في فيزياء الكم والنسبية: أولا :معادلة تكافؤ الكتلة والطاقة لاينشتين هي معادلة طرفها الايسر الطاقة وطرفها الأيمن هو الكتلة مضروبة في قيمة ثابتة، يظن بعض الناس أنها معادلة لتحوُل الكتلة لطاقة أو لحساب الطاقة التي تحتويها كتلة ما وقد يفرق بعضهم بين الكتلة والطاقة ويقول الكتلة طاقة كثيفة أو طاقة مجمدة و الطاقة هي كتلة منطلقة ومفتتة و منتشرة وكل هذه المفاهيم خطأ. الصحيح هو أنه قبل اكتشاف هذه المعادلة واستنتاجها من النظرية النسبية كانت طاقة حركة الجسم يعبر عنها بكمية تعتمد على سرعة الجسم وكتلته وبهذا تكون شيئا آخر غير كتلة الجسم ، لما جاءت النسبية الخاصة أعيد النظر في تعريفات جميع الكميات لتتوافق مع العلاقات الجديدة الخاصة بالزمان والمكان فوُجد أن تعريف طاقة الحركة الجديد هو التعريف الجديد لكتلة الجسم( وهو يتأثر بالسرعة) مضروبا في مربع سرعة الضوء، وبما أن سرعة الضوء ثابتة فهذا التعريف يجعل تعريف الطاقة متطابقا مع تعريف الكتلة لأن قيمة سرعة الضوء يمكن أن نتحكم فيها بتغيير نظام وحدات القياس فنجعلها مساوية لواحد صحيح. فإذن النسبية جعلتنا نكتشف أن ما كنا نظن أنهما مفهومين مختلفين هما مفهوم واحد وليس في الموضوع أي تحول من شي لاخر. نؤكد هذا بمثال : فوتونات الضوء هي طاقة وكتلة لأن لها كتلة حركة وطاقتها وكتلتها شيء واحد فهي ليست طاقة خالصة كما يفهم من يفرق بين المفهومين، الكرة الأرضية التي نعيش عليها أيضا هي كتلة وطاقة في نفس الوقت ولو انفجرت وتحولت لاشعاع -لا قدّر الله- لا تكون تحولت من كتلة لطاقة لكن ببساطة تكون مكوناتها الذرية من الكترونات وبروتونات ونيوتترونات وغيرها تحولت الى فوتونات. ثانيا: معادلة عدم التحديد لهايزنبيرج بعض الدارسين يظن أن هذه المعادلة تعني أن للجسم الكمي موضع وكمية تحرك و أنك لو أردت قياسهما في وقت ما فيجب أن تضحي بدقة قياس أحد المتغيرين إذا أردت أن تقيس الآخر بدقة ، هذا فهم غير دقيق للمعادلة. الصحيح هو أن الواقع الكمي (لو سميناه جسما أو موجة ) ليس كالجسيمات المعروفة في الفيزياء القديمة اذ ليس له موضع معين ولا كمية تحرك معينة ، لكن هذا الواقع الكمي له بعض خصائص الجسيمات فلذلك اذا افترضت أنه جسما و أن له موضعا محددا و كمية تحرك محددة فإن افتراضك لن يكون صحيحا ولكنه لن يكون خطأ كله و لذلك اذا أردت أن تتعامل معه بهذا الافتراض الخاطيء جزئيا فستصل لنتائج ناقصة جزئيا أيضا بغض النظر عن دقة الأجهزة التي تستعملها في قياساتك. ثالثا: معادلة اينشتين في تأثير المادة على الزمكان بعض الدارسين يحاول أن ينطلق في فهمه لهذه المعادلة من شرح النسبية العامة المبني على مثال البساط المرن الذي ينحني لوجود كتلة ثقيلة فوقه. فيظن أن طرف المعادلة الأيمن هو ما يمثل المادة وهي الكتلة الثقيلة و أن طرف المعادلة الأيسر هو انحناء الفراغ وهو ما يمثل في المثال التبسيطي بالبساط الذي ينحني حول هذه الكتلة. الصحيح هو أن معادلة اينشتين لا تربط بين المادة و انحناء الفراغ حولها كما يوحي المثال التبسيطي بل تربط بين المادة وانحناء الفراغ في نفس المكان الذي توجد فيه المادة وليس حوله ولتتاكد من ذلك ارجع الى الحل التطبيقي الوحيد لهذه المعادلة الذي اكتشفه شفارزشيلد فقد طبق المعادلة خارج المادة حول الكواكب والنجوم فوضع في الطرف الايمن الذي يمثل المادة صفرا واستعمل قواعد التماثل ليصل للنتائج التي وصل اليها..ولذلك فالمادة تؤثر على الفراغ الذي توجد فيه بمعادلة اينشتين لكن تأثيرها على الفراغ حولها ليس وفقا لهذه المعادلة لكن هذه التأثير يحسب بحسابات أخرى موجودة في حل شفارزشيلد.