في عام 1915 ، وجد كارل شوارزشيلد حلاً لمعادلات أينشتاين. كانت نتيجة عمله استثنائية ولا تصدق: أخبرتنا نتيجة عمله أن الوقت يعتمد على الطول ، ويمكن أن يخلق هذا ثقوبًا حيث ينتهي المكان والزمان. بعد بضعة أشهر ، وجد أينشتاين حلاً لمعادلاته. يصف هذا الحل الموجات في انحناء الزمكان الذي ينتقل بسرعة الضوء. كانت نظرية آينشتاين مثيرة للجدل لمدة نصف قرن تقريبًا.
هل الموجات حقيقية أم أنها مجرد رياضيات؟ هل تخزن موجات الجاذبية الطاقة؟ هل الثقوب السوداء التي افترضها علماء الفلك هي نفسها الثقوب السوداء التي قدمها شوارزشيلد؟ أم أنها نوع آخر من كثافة المادة المكثفة؟
على مدى الأربعين سنة الماضية ، أظهرت الأدلة أن موجات الجاذبية موجودة بالفعل ، وأن الثقوب السوداء حقيقية. يؤمن الآلاف من الفيزيائيين بهذه النظرية وقضوا سنوات عديدة في اختراع التكنولوجيا من أجل تحقيقات دقيقة وحساسة لإثباتها. عندما تم اكتشاف موجات الجاذبية أخيرًا ، كانت لا تزال صدمة. صدمت الصدمة فجأة ما هو المعتقد وما هو الأمل على مر السنين.
أدركنا فجأة أن هناك موجات. كنا نعلم أن مستكشفينا يمكنهم التعرف عليهم بالفعل ، وأن الثقوب السوداء في الفضاء هي بالضبط نفس الثقوب السوداء التي توقعها شوارزشيلد. بدد هذا الاكتشاف كل الشكوك حول هذا: تعريف أينشتاين للزمكان والمكان هو أفضل تعريف لدينا للكون. كشفت موجات الجاذبية الأولى المكتشفة عن عدد غير متوقع من الثقوب السوداء الثقيلة جدًا في الكون. لا يمكن تفسير هذه الاكتشافات إلا بنظرية أينشتاين.
نظرية انشتاين تحفة علمية
عام 2016 هو بالتأكيد عام تم فيه تسليم الفيزياء النيوتونية إلى كتب التاريخ لتحل محلها فيزياء أينشتاين. إلى متى ستبقى فيزياء نيوتن - مع وقتها المطلق ومساحتها الثابتة ونقص موجات الجاذبية - في المناهج الدراسية في معظم البلدان؟ إذن متى ستحل نظرية النسبية العامة لأينشتاين محل الفيزياء النيوتونية للطلاب لفهم الكون بشكل أفضل؟
في الآونة الأخيرة ، اجتمع 40 خريجًا في الفيزياء من جميع أنحاء العالم في مركز استكشاف الجاذبية في غرب أستراليا لتعلم كيف يمكن إعادة تصور المعرفة المدرسية في العصر الفلكي لموجات الجاذبية. كان جميع الأعضاء يرون أننا مدينون للأطفال بتعليمنا فهمهم الأمثل للطبيعة والكون ، ولكن بهذه الطريقة يجب علينا أن ننحي العلم القديم للقرن التاسع عشر ، الذي لا يزال يهيمن على المناهج الدراسية. لقد سمعنا أن ثلاث دول في طليعة دروس الفيزياء في أينشتاين: كوريا الجنوبية والنرويج واسكتلندا. قال هونغ بين كيم ، عالم فيزياء ومعلم كوري ، إن النمو الاقتصادي لكوريا الجنوبية وثقافتها الإبداعية يرتبطان ارتباطًا وثيقًا بتعليمهما. وقد أدت هذه العوامل إلى أدائها الأفضل من أستراليا في التصنيف العالمي للعلوم والرياضيات.
إقرأ ايضا: فوائد الرياضيات للدماغ.
أحد أسباب فقدان نظريات آينشتاين من الفصول الدراسية هو أن العديد من الناس يعتقدون أن نظرياته تتطلب مهارات رياضية واسعة النطاق. رفض خبراء التعليم في المؤتمر هذا الرأي رفضًا تامًا. قال آخرون أنه يجب تدريس فيزياء أينشتاين لجمالها الرائع. قال كارلو رولي: "هناك روائع خالصة تحركنا: قطعة موسيقى موزارت ، وأوديسة هومر ، وسيستين تشابل ، وجوهر أينشتاين ، ونظرية النسبية العامة لأينشتاين".
لا تزال فيزياء أينشتاين أكثر قيمة من المجوهرات. لقد جلب لنا عمل أينشتاين المثير للاهتمام الفوتونات والكاميرات الرقمية والليزر والاقمار الصناعية وانظمة تحديد المواقع والثقوب السوداء والأوتار الزمنية والتشابك الكمي والألواح الشمسية وما إلى ذلك. وصفت اكتشافاته وتغيير العالم الجديد. دعت مجلة تايم ألبرت أينشتاين أعظم شخص في القرن العشرين. الباحثون التربويون لديهم أدلة كثيرة على أن الأطفال حريصون على تعلم فيزياء أينشتاين وأنهم تعبوا من النظام التعليمي القديم. "أظهر فريق فيزياء أينشتاين في جامعة أستراليا الغربية أن فتيات السنة التاسعة يتنافسن مع الأولاد على شغفهم بتعلم فيزياء أينشتاين ومواقفهم تجاه الفيزياء."
بعد البرهنة على نظرية انشتاين تم دخول عصر جديد
جلب اكتشاف موجات الجاذبية طريقة جديدة لرصد الكون. لعب الأستراليون دورًا مهمًا للغاية في اكتشاف هذا النجاح ومشاركته من أجل تحقيقهم. الآن يمكننا الاستماع مباشرة إلى الأحداث والظواهر غير العادية للكون. يمكننا الآن ملاحظة ظاهرة الفضاء الضخمة الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء الهائلة. قريباً سيتم عمل مجسات جديدة وتطويرها ، سيكون الكون متصلاً بإشارات يومية ستساعد في الكشف عن تاريخ المادة بالكامل في الكون ، من النجوم الأولى ، حيث صنعت أدوات الحياة الأساسية إلى التدمير المطلق للمادة في الثقوب السوداء التي تنمو باستمرار.
تعتبر النسبية العامة لأينشتاين في النرويج جزءًا من منهج المدرسة الإعدادية ، ويتم تطوير العديد من مصادر التعلم عبر الإنترنت. في اسكتلندا ، يُظهر إدخال المناهج تفوق فيزياء أينشتاين. أستراليا والدول الأخرى متخلفة عن بقية العالم ، وهذا يشير إلى انخفاض بطيء في التصنيف ، كل ذلك بسبب عدم وجود مبادرة في المناهج الدراسية.
فلماذا لا تعلم النسبية في أستراليا أو البلدان الأخرى؟ إحدى أكبر العقبات أمام مدارس العلوم هي الحفاظ على المعلمين وتعليمهم لتدريس فيزياء أينشتاين. بالنظر إلى المبادرات التعليمية ، يجب على الحكومات والإدارات التعليمية أن تعرف أن الفشل في الاستثمار في تحديث المناهج هو بداية التدهور الاقتصادي وغياب المنافسة الدولية!