هل السفر عبر الزمن ممكن؟

[faissal]

لماذا نطرح هذا السؤال اليوم؟

أفاد عالما رياضيات روسيان أن محطم الذرّة العملاق الذي إنشئ في المركز الأوروبي للأبحاث النووية، «سيرن»، بالقرب من جنيف، يمكن أن يولّد ظروفاً تسمح بالسفر عبر الزمن. في الأساس، يعتقد كل من إيرينا أريفيفا وإيغور فولوفيتش أن المصادم الهدروني الكبير في سيرن، الذي من المتوقع أن يتمّ تشغيله هذا العام للمرة الأولى، قد يحدث «ثقوباً دودية» بالغة الصغر في الفضاء من شأنها السماح بالسفر عبر الزمن بشكل محدود. لو صحّ الأمر، سيسجل التاريخ البشري للمرة الأولى إنشاء آلة للزمن. إذا كانت العودة بالزمن ممكنةً، يجب أن يكون ممكناً، نظرياً، السفر إلى النقطة التي صممت فيها آلة الزمن الأولى، بالتالي، قد يتمكن المسافرون عبر الزمن من المستقبل من زيارتنا. وفقاً لمقال نشر هذا الأسبوع في مجلة «نيو ساينتست»، قد يكون العام 2008 موعد انطلاق مشروع السفر عبر الزمن.

هل يعتبر هذا الاقتراح جاداً؟

يشير المقال في «نيو ساينتست» إلى وجود مشاكل عملية وتناقضات نظرية بشأن السفر عبر الزمن. تقول المجلة على نحو استفزازي: «مع ذلك، لا زال هناك احتمال ضئيل بأن نرى زواراً من المستقبل في العام المقبل».

لا بد من القول إن قلةً من العلماء يتقبلون فكرة توليد المصادم الهدروني الكبير ظروفاً يُعتقد أنها ضرورية للسفر عبر الزمن. صممت هذه الآلة لاكتشاف قوى غامضة موجودة على مستوى الجسيمات ما دون الذرية، بالتالي ستحمل أجوبة عن أسئلة عدة في غاية الأهمية، كالطبيعة الحقيقية للجاذبية ولم تصمم كآلة للسفر عبر الزمن.

في جميع الأحوال، إذا أصبح المصادم الهدروني الكبير آلة زمن بالصدفة، ستبصر هذه الآلة النور على المستوى ما دون الذرة فحسب. هكذا، لسنا بصدد الحديث عن آلة كتلك التي نراها في أفلام الخيال العلمي والتي تحمل أشخاصاً إلى الماضي والمستقبل.

ما رأي الخبراء بفكرة السفر عبر الزمن؟

يعتبر الاحتمال النظري لهذه الفكرة موضع جدل واسعاً، يتفق الجميع على أن المشاكل العملية كبيرة إلى حد يستحيل معها تحقيق ذلك من دون شك. يشير براين كوكس (أحد الباحثين في مركز سيرن في جامعة مانشستر): حتى لو كانت قوانين الفيزياء لا تمنع السفر عبر الزمن، إلا أن ذلك لا يعني أن الأمر سيتحقق، لا سيما في ما يتعلق بالعودة بالزمن.

يقول: إن الحديث عن سماح قوانين الفيزياء، على حد علمنا بها، بالسفر إلى الماضي هو أشبه بالقول إنها تسمح لإبريق شاي بالدوران في مدار حول كوكب فينوس، وفقاً لبرتراند راسل. هذا ممكن، لكنه بعيد الاحتمال.

يضيف: إن السفر إلى المستقبل ممكن بلا شك، يمرّ الزمن بمستوى في المدار يختلف عن المستوى على الأرض ولا بد من أخذ ذلك في الاعتبار لتشغيل أنظمة ملاحة بأقمار إصطناعية. لكن العودة بالزمن إلى الماضي، على الرغم من إمكان حدوثها من الناحية التقنية في نظرية أينشتاين، ستُستبعد برأي معظم علماء الفيزياء، عندما نعمد إلى تطوير مفهوم أفضل لقوانين الفيزياء الأساسية وهذا ما هو عليه المصادم الهدروني الكبير.

من أين أتت فكرة إمكان السفر عبر الزمن؟

تعود هذه الفكرة إلى نظرية النسبية العامة التي ابتكرها ألبرت أينشتاين في العام 1905. إنها أفضل نظرية وجدت حتى الآن حول طبيعة المكان والزمان. كان أينشتاين أول من صاغ معادلات رياضية ربطت الزمان والمكان معاً على شكل كيان يسمى «المتصل المكاني- الزماني». لا تمانع تلك المعادلات والنظرية نفسها فكرة السفر عبر الزمن، على الرغم من محاولات كثيرة أجريت مذ أثبت أينشتاين أن العودة بالزمن مستحيلة.

هل من حجج تدعم هذه النظرية؟

استمتع كثير من كتاب الخيال العلمي بفكرة السفر عبر الزمن، بدءاً من هيربرت جورج ويلز الذي نشر كتابه The Time Machine أي آلة الزمن في العام 1895، قبل عشر سنوات من ابتكار أينشتاين النظرية العامة حول النسبية. كانت تلك محاولة أخرى في عالم الخيال العلمي الذي أنعش الاهتمام الحديث بفكرة السفر عبر الزمن.

عندما كان عالم الفلك الأميركي، كارل ساغان، يكتب روايته Contact التي صدرت في العام 1986، أراد إيجاد طريقة مقبولة للتهرب من مشكلة العجز عن السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء، الأمر الذي قد يخرق إحدى قواعد الفيزياء الأساسية. أراد أن تسافر شخصياته عبر مسافات شاسعة في المكان، لذا طلب من صديقه عالم الكونيات، كيب ثورن، إبتكار طريقة ممكنة للقيام بذلك من دون السفر بسرعة تفوق سرعة الضوء.

عبر التلاعب بالثقوب السوداء، وفق اقتراح ثورن، قد يكون بالإمكان إحداث ثقب دودي عبر المتصل المكاني- الزماني الذي يسمح بالسفر من بقعة في الكون إلى أخرى في لحظة. أدرك لاحقاً إمكانية استخدام ذلك نظرياً للعودة بالزمن. لا شك في أنها كانت مجرد نظرية ولم يتوصل أحد إلى حل المشكلة العملية المتعلقة بالتلاعب بالثقوب السوداء وإحداث ثقوب دودية، لكن الفكرة بدت معقولة. أحدث ذلك اهتماماً كبيراً بالثقوب الدودية والسفر عبر الزمن في وقت لاحق، من هنا خطرت في بال عالمي الرياضيات هذه الفكرة الأخيرة.

ما الذي يمنع السفر عبر الزمن؟

تعرف المشكلة النظرية الكبرى بمفارقة السفر عبر الزمن، إذا سافر أحدهم عبر الزمن وقام بأمر ما لمنع وجوده، كيف يمكن للسفر عبر الزمن أن يكون ممكناً؟ المثال التقليدي على ذلك هو شخص يسافر عبر الزمن ويقتل جده قبل أن يجيء والده إلى الوجود.

من جهة أخرى، توصل علماء الكونيات، الذين عرفوا بعبقريتهم الخيالية، إلى حل لهذه المفارقة. لا يوجد كون واحد، وفق اقتراحهم، إنما أكوان عدة تسمح بظهور أي نتيجة محتملة لأي حادث. في هذا الكون الذي يتألف من أكوان عدة، أو نموذج أكوان متعددة، يمكن للمرأة، التي تعود بالزمن إلى الوراء لقتل جدتها، أن تنجو بفعلتها لأن الجدة، في الكون المجاور، تعيش لتنجب ابنةً تصبح أم القاتلة.

أين كل ذلك من آلة الزمن في جنيف؟

يشير جون غريبن، المتخصص في مجال العلوم والفيزياء الذي فسّر هذه الأمور بشكل أفضل، إلى قول في علم الفيزياء: كل ما هو غير ممنوع لا يمكن إلا أن يتحقق. يقول: إذاً يتوقعون أن يبتكروا آلة للزمن. لكن العائق يكمن في أن النفق الزمني العرضي الذي يمكن أن يحدثه المصادم الهدروني الكبير في جنيف سيكون أشبه بثقب دودي أصغر بكثير من الذرّة، لذا ما من شيء يمكن أن يمر من خلاله. بالتالي، لن يظهر أي زوار من المستقبل في جنيف. لا أصدق هذا الأمر كلياً، لكن من المؤكد أن الفكرة ليست مجنونة تماما إنما فيها مسّ من الجنون.

هل سنتمكن يوماً ما من السفر إلى المستقبل؟

صح

* ما من قانون في الفيزياء يمنع ذلك، تشير الأحداث في جنيف إلى الطريقة لتحقيق ذلك وقد تكون خطوةً أولى.

* يقال في الفيزياء، إذا لم يكن هناك من مانع، لا بد أن تتحقق هذه الفكرة على مستوى معين.

* كل ما علينا فعله هو إيجاد طريقة للتلاعب بالثقوب السوداء والدودية وسنمضي بعيداً.

خطأ

* هناك كثير من المشاكل العملية التي تحول دون السفر عبر الزمن والتي يصعب حلها، حتى لو كان ذلك ممكناً، من سيرغب في خوض هذه التجربة؟

* قد تعود بالزمن وتقتل أحد جدّيك بالصدفة. عندئذ، أين ستكون؟

* لو كان السفر عبر الزمن ممكناً، لماذا ما زلنا في انتظار أول من سيزورنا من المستقبل؟

[faissal]

الى اي شئ يخططون

[FttOOoo]

ههههههههههه.....طبعا مافيش حد عنده رد لأسئلتك دي
بس الجميل في الموضوع إنك لو سافرت ومعاك شارتات الفوركس اللي هتكون مستقبليه في الوقت ده هاتبقى مليونير و مش محتاج ترجع اكتر من سنتين

[I am Mohammad]

أنا هستفيد من الموضوع دا و هروح أبص بصة على سعر المجنون يوم الاثنين عشان أعرف هيفتح على جاب أو لأ

[ahmed s]

[عبدالكريم]

حبيبي فيصل

انا لن اناقش مقالك من ناحية شرعية

لكن عاوزك تسأل الشخص الذي كتب المقال

اذا كان حينجحوا في هذا الاختراع ( في المستقبل يعني )

لماذا لم يسافر أحد من المستقبل ويرجع الينا ويقولنا

انه الآلة نجحت ؟؟؟

[faissal]

حبيبي فيصل

انا لن اناقش مقالك من ناحية شرعية

لكن عاوزك تسأل الشخص الذي كتب المقال

اذا كان حينجحوا في هذا الاختراع ( في المستقبل يعني )

لماذا لم يسافر أحد من المستقبل ويرجع الينا ويقولنا

انه الآلة نجحت ؟؟؟

اخي عبد الكريم
نفس الشئ خطر ببالي

لكن يدور في خاطري بصراحه

رحلة الاسراء والمعراج

ورؤيه النبي الاكرم عليه افضل الصلاة والسلام

لبشر يعذبون وامور اخرى واقوام وكثير من الاشياء تم ذكرها في الحديث
وهي من الامور المستقبليه التي رأها

فها يوجد هنا ربط علمي لحادثة المعراج بالسفر عبر الزمن استنادا لقاعده علميه


لانه الدين مرتبط بالعلم ولايوجد انفصال عنه


نعم سابقا كانت تحصل معجزة ما لاتفسير لها لعدم توفر الدليل العلمي لهذا

كمعجزة نقل عرش بلقيس
الان هناك علم يعمل على نقل الماده من مكان لاخر

ان نجح تكون بذلك اتضحت الكيفيه التي استخدمت في تنفيذ العمليه


معجزة الاسراء
تحققت في وقتنا الحالي
واصبح كل انسان قادر على الاسراء من بلد لاخر بالطيارة بسرعه وبوقت قصير

3 ساعات مثلا من النمسا الى سوريا 3200 كيلو متر

اذا باقي الان تحقق المعراج
هل راح تتحقق هذه المعجزه ويستطيع البشر الوصول الى السموات الاخرى

لاننسى مثلا الدجال لعنه الله عليه يسير بسرعه الريح
في الماضي كان الامر كبير بالنسبه للبشر كيف يدور الارض بسرعه الريح

في يومنا هذا الامر طبيعي ومتاح وقابل للتصديق


مجرد خواطر للتفكر طبعا لا اكثر

[وليد الحلو]

جننتنا يا عم فيصل
بتجيب المواضيع دى منين !!!!!

اله الزمن دى تبقى مفيدة فى شىء واحد
نرجع بالزمن و نشوف الرسول عليه الصلاة و السلام

بأبى انت و أمى يا رسول الله

ودى و تقديرى

[mercury_man]

جننتنا يا عم فيصل

بتجيب المواضيع دى منين !!!!!

اله الزمن دى تبقى مفيدة فى شىء واحد
نرجع بالزمن و نشوف الرسول عليه الصلاة و السلام

بأبى انت و أمى يا رسول الله

ودى و تقديرى

ان شاء الله الله يوفقنا جميعا ونفوز بلقاء حبيبنا محمد (ص)
لكن مش في الماضي انما في المستقبل القريب
قولوا آمين

[محمود علي]

ههههههههههه.....طبعا مافيش حد عنده رد لأسئلتك دي
بس الجميل في الموضوع إنك لو سافرت ومعاك شارتات الفوركس اللي هتكون مستقبليه في الوقت ده هاتبقى مليونير و مش محتاج ترجع اكتر من سنتين

وانتا الصادق مش هيحتاج يرجع اكتر من يومين
وادخل بعشرة لوت استانرد على كل زوج
وبعد كد اعتزل الفوركس


همسة: نرجو من الاخ صاحب الموضوع الا يعتبرها سخرية ولكنها مزحة فقط
واشكرك على التنبيه للنظرية النسبية فكثير ممن يدرسون الهندسة انغمسوا في العلوم التطبيقية ونسوا الاسس الفيزيائة
وجزاك الله كل خير

[محمود علي]

جننتنا يا عم فيصل

بتجيب المواضيع دى منين !!!!!

اله الزمن دى تبقى مفيدة فى شىء واحد
نرجع بالزمن و نشوف الرسول عليه الصلاة و السلام

بأبى انت و أمى يا رسول الله

ودى و تقديرى

ربنا يجعل من نصيبنا نشوفه في الاخرة ونشرب من يده الشريفة شربة لا نظمأ بعدها أبدا

[faissal]

امين يا اخي

[أبو عبد الله]

اخي عبد الكريم
نفس الشئ خطر ببالي

لكن يدور في خاطري بصراحه

رحلة الاسراء والمعراج

ورؤيه النبي الاكرم عليه افضل الصلاة والسلام

لبشر يعذبون وامور اخرى واقوام وكثير من الاشياء تم ذكرها في الحديث
وهي من الامور المستقبليه التي رأها

فها يوجد هنا ربط علمي لحادثة المعراج بالسفر عبر الزمن استنادا لقاعده علميه


لانه الدين مرتبط بالعلم ولايوجد انفصال عنه


نعم سابقا كانت تحصل معجزة ما لاتفسير لها لعدم توفر الدليل العلمي لهذا

كمعجزة نقل عرش بلقيس
الان هناك علم يعمل على نقل الماده من مكان لاخر

ان نجح تكون بذلك اتضحت الكيفيه التي استخدمت في تنفيذ العمليه


معجزة الاسراء
تحققت في وقتنا الحالي
واصبح كل انسان قادر على الاسراء من بلد لاخر بالطيارة بسرعه وبوقت قصير

3 ساعات مثلا من النمسا الى سوريا 3200 كيلو متر

اذا باقي الان تحقق المعراج
هل راح تتحقق هذه المعجزه ويستطيع البشر الوصول الى السموات الاخرى

لاننسى مثلا الدجال لعنه الله عليه يسير بسرعه الريح
في الماضي كان الامر كبير بالنسبه للبشر كيف يدور الارض بسرعه الريح

في يومنا هذا الامر طبيعي ومتاح وقابل للتصديق


مجرد خواطر للتفكر طبعا لا اكثر

رحلة الإسراء والمعراج أخي فيصل لها شأن آخر ،
فهي كانت انتقالاً مكانياً ، لم ولن يكون لها مثيل ،
ليس فقط لأنها معجزة خص بها الرسول ،
ولكن لتفردها في التفاصيل التي لن تتاح لأي بشري حتى يوم الدين ،

فكلامك عن السفر في الزمن يكون ضمن نطاق الكرة الأرضية ،
أو حتى لو بعدنا يتسع النطاق لحدود المجموعة الشمسية ،
ولو بلغ بك الخيال حده لن تتعدى السماء الدنيا التي تشمل بلايين المجرات والنجوم ، وما لا يعلم عدده إلا الله من الكواكب والأجرام ،
ويكون الانتقال في الزمن ضمن هذه الحدود ، وحتى لو أمكن فأمره هين ،

أما رحلة الرسول صلى الله عليه وسلم فقد انطلقت بعد زيارة الأقصى للسماء ، واول محطاتها كانت فوق السماء الدنيا ، وهنا يتعطل الزمن الأرضي والزمن المحدد لكل كوكب وندخل في زمن آخر ذكره المولى جل وعلا في القرآن الكريم "وإن يوماً عند ربك كألف سنة مما تعدون"(الحج 47) ، وبذلك اختلفت موازين الوقت والزمن ، وأري الرسول صلى الله عليه وسلم صوراً متباعدة في الزمان ، وتنقل وتدرج ، ثم عاد لفراشه ووجده دافئاً كأنه لم يغادره.

هذا ما أراه من فارق باختصار شديد يبطل التمثيل برحلة الرسول صلى الله عليه وسلم إلى السماء حين نتحدث عن آلة الزمن.

[faissal]

رحلة الإسراء والمعراج أخي فيصل لها شأن آخر ،
فهي كانت انتقالاً مكانياً ، لم ولن يكون لها مثيل ،
ليس فقط لأنها معجزة خص بها الرسول ،
ولكن لتفردها في التفاصيل التي لن تتاح لأي بشري حتى يوم الدين ،

فكلامك عن السفر في الزمن يكون ضمن نطاق الكرة الأرضية ،
أو حتى لو بعدنا يتسع النطاق لحدود المجموعة الشمسية ،
ولو بلغ بك الخيال حده لن تتعدى السماء الدنيا التي تشمل بلايين المجرات والنجوم ، وما لا يعلم عدده إلا الله من الكواكب والأجرام ،
ويكون الانتقال في الزمن ضمن هذه الحدود ، وحتى لو أمكن فأمره هين ،

أما رحلة الرسول صلى الله عليه وسلم فقد انطلقت بعد زيارة الأقصى للسماء ، واول محطاتها كانت فوق السماء الدنيا ، وهنا يتعطل الزمن الأرضي والزمن المحدد لكل كوكب وندخل في زمن آخر ذكره المولى جل وعلا في القرآن الكريم "وإن يوماً عند ربك كألف سنة مما تعدون"(الحج 47) ، وبذلك اختلفت موازين الوقت والزمن ، وأري الرسول صلى الله عليه وسلم صوراً متباعدة في الزمان ، وتنقل وتدرج ، ثم عاد لفراشه ووجده دافئاً كأنه لم يغادره.

هذا ما أراه من فارق باختصار شديد يبطل التمثيل برحلة الرسول صلى الله عليه وسلم إلى السماء حين نتحدث عن آلة الزمن.

مشكور جدا اخي ابو عبد الله على توضيحك

سمعت انه هناك شئ يقال له عتبة الزمن فزيائيا

اي ان الانسان زي ماقلت يخرج عن قانون المكان والزمن وارتباطهما ببعض

ينتقل الى قانون زمني اخر له خصائصه


انا من الاشخاص المولعين بالفزياء على فكرة اخي ابو عبد الله
كنت في المدرسه من اكثر الطلاب النشطين بماده الفزياء

عتبه الزمن لو عندك فكرة عنها اخي ابو عبد الله

نهاية اسبوع نخرج شوي من جو الفوركس

[faissal]

مقال اعجبني

الزمكان

الأسس الفيزيائية للنظرية النسبية الخاصة

موسى ديب الخوري

غيّرت نظرية النسبية الفيزياء بشكل كامل في القرن العشرين. ويعتقد كثيرون أن هذه النظرية رياضية في حين أنها فيزيائية تماماً. ما هي الأسس الفيزيائية التي نشأت عليها نظرية النسبية الخاصة لأينشتين؟
المثال الذي يبسط نظرية النسبية معروف وشهير. إذا تخيلنا أننا في قطار وننظر من النافذة أثناء حركته، فهل أن قطارنا أم القطار المحاذي الذي يتحرك؟ عندما نكون في قطار أو طائرة ونتحرك فيهما أو نسكب الماء في إناء فإن كل شيء يبدو وكأن المركبة لا تتحرك. كان غاليليه في بداية القرن السابع عشر هو الذي طرح فكرة أن الحركة هي مفهوم نسبي. وقد جاء في محاكمته أننا لو أجرينا تجارب ميكانيكية في سفينة تنتقل وفق خط مستقيم، فإنه سيكون من المستحيل اكتشاف حركة السفينة. وفي القرن السابع عشر أيضاً أكد نيوتن أن الجسم إذا لم يتعرض لأية قوة يبقى ساكناً أو يستمر في حركته بخط مستقيم وسرعة ثابتة. وهذا هو مبدأ العطالة. لكن هذا المبدأ لا ينطبق في كافة المنظومات المرجعية: فالأجسام تنحرف في سيارة تدور أو تكبح سرعتها. ونسمي المنظومة العطالية كل منظومة يتحقق فيها مبدأ العطالة. والأرض بالتالي ليست منظومة عطالية طالما أنها تدور. لكن دورانها بطيء جداً (دورة في اليوم) بحيث أننا نستطيع مماثلتها بمنظومة عطالية في حياتنا اليومية. بالمقابل يعتقد نيوتن أنه توجد منظومة عطالية كاملة، وهو يفرض بالتالي وجود "فضاء مطلق" ساكن. والمنظومات التي تنتقل بخط مستقيم وسرعة ثابتة بالنسبة له هي ايضاً منظومات عطالية. ويمكن التحقق فيه بالضبط من قوانين الميكانيك. ويعتقد نيوتن ايضاً أن الزمن مطلق وأنه يجري بشكل منتظم في كل نقطة من المكان. ولا يعتقد نيوتن بوجود اية تجربة ميكانيكية تسمح بالاكتشاف إذا ما كانت منظومة عطالية تتحرك أو لا بالنسبة للمكان المطلق. وذلك هو مبدأ النسبية الغاليلية.
هل حركة الضوء نسبية؟
اعتقد غاليليه أن الضوء يتحرك بسرعة منتهية، لكنه أخطأ في قياس هذه السرعة واستنتج فقط أن هذه السرعة يجب أن تكون كبيرة جداً. ومع التقنيات التي كانت موجودة في القرن التاسع عشر تم التوصل إلى قيمة قريبة من 300000 كلم/ثا. لكن ما أن تم حل هذه المسألة حتى ظهرت مسألة أخرى، هل الضوء من طبيعة موجية أم جسيمية؟ وتم حسم المسألة بشكل جزئي في عام 1860 بواسطة تجربة العالمين الفرنسيين فيزو وفوكو. فالضوء يتباطأ عندما يدخل في الماء، وهذا يعني أنه موجة. ولكن في ذلك الوقت كانت الموجة تعني وجود وسط ناقل أو وسط لانتشار الموجة. وفي الواقع فإن الأمواج المعروفة تنتشر بتشويه الوسط (كالماء أو الهواء). فما هو الوسط الذي يسمح بانتقال الضوء القادم من الشمس والنجوم البعيدة باتجاه الأرض؟ كان هذا الوسط يسمى الأثير إنما دون معرفة أي شيء عنه! وفي عام 1880 اراد مايكلسون إثبات انتقال الأرض في الأثير. وكان العلماء يتوقعون أن سرعة الضوء لن تكون هي نفسها بحسب ما إذا كنا نقيسها في الاتجاه نفسه لحركة الأرض او في الاتجاه المعاكس. فالأرض تساير على مسارها شعاع الضوء في أحد اتجاهاتها ثم تخالفه في الاتجاه الآخر. وهكذا كان العلماء يتوقعون قياس اختلاف من رتبة 30 كلم/ثا بمقارنة هاتين السرعتين. وكان الجهاز الذي اخترعه مايكلسون يستطيع كشف مثل هذا الفارق. لكن النتائج كانت مخيبة، فلم يتم قياس أي تغير في سرعة الضوء. فكما لو ان الأرض كانت ساكنة طيلة الوقت في الأثير. وحاول الفيزيائيون طيلة خمس وعشرين سنة فهم هذه النتيجة دون جدوى.
ما هي فكرة الحل التي طرحها أينشتين، وهل هي فيزيائية أم رياضية؟
الحل الذي طرحه أينشتين هو حل فيزيائي بحت، ونظرية النسبية هي نظرية فيزيائية رغم الرياضيات العالية التي تلجأ إليها. كان أينشتين قد أرسل في سنة واحدة (عام 1905)، أربعة مواضيع ثورية لمجلة علمية ألمانية. وفي موضوعه الرابع طرح فكرته التي نسميها اليوم النسبية الخاصة. وقد انطلق من "المحاولات المخصصة للكشف عن أية حركة للأرض بالنسبة للأثير، ليصل إلى نتيجة مفادها أن السكونية المطلقة غير موجودة. بعد ذلك طرح فرضيتين أساسيتين فيزيائيتين هما أساس نظريته: أولاً: قوانين الفيزياء هي نفسها في كافة المراجع العطالية. وبالتالي لا يمكن لنا أن نلحظ حالة حركية لمنظومة عطالية بإجراء التجارب على هذه المنظومة، لأن النتائج سوف تكون متكافئة دوماً. إنه مبدأ النسبية الغاليلية، لكنه ينطبق بطريقة أوسع على كافة الظاهرات الفيزيائية. وثانياً: إن سرعة الضوء في الفراغ مستقلة عن حركة المصدر الضوئي. فأياً كان القياس في أي مرجع عطالي فإنه سوف يعطي دوماً القيمة نفسها لسرعة الضوء. وتعطي القياسات الدقيقة الحديثة لهذه السرعة القيمة 299793 كلم/ثا. إن النتيجة غير المفهومة لتجربة مايكلسون تفسر على ضوء هذه الفرضية. فأينشتين يبين أن الفكرة التي نطرحها عن المكان والزمان هي سبب عدم الفهم. فإذا ما اعتمدنا مبدأي النسبية السابقين في كافة المحاكمات المنطقية فلن ينتج أي تعارض رياضي. بالمقابل، فإنه لا بد من إعادة النظر في مفاهيم مثل الوقت والطول والتزامن. كذلك تنسف النسبية الزمان والمكان المطلقين لنيوتن، حيث يبين أينشتين أن هذين المفهومين لا معنى فيزيائي لهما.
ما هي النتائج الأولية لفرضيتي أينشتين؟
النتيجة الأولى هي استحالة الانتقال بسرعة أعلى من سرعة الضوء. لنتخيل أنفسنا على متن مركبة فضائية تصدر شعاعاً ضوئياً نحو الأمام. فإننا نرى هذا الشعاع يبتعد بسرعة الضوء المعروفة. أما الراكب على مركبة أخرى فإنه عندما يرى مركبتكم يقيس سرعة الضوء ويجد القيمة نفسها. فيستنتج أن مركبتنا تسير بسرعة أقل من سرعة الضوء. والنتيجة الثانية هي أن التزامن نسبي. فلو أشعلنا مصباحاً في مركبتنا الفضائية في وسطها. فإن الضوء سينتشر بنفس السرعة في كافة الاتجاهات، وسنلاحظ أن الضوء وصل إلى كافة الجدران المحيطة في اللحظة نفسها. لكن المسافر على متن المركبة الثانية سيخالفنا الرأي. فبما أن مركبتنا تتحرك، فإن الضوء سيكون عليه أن يقطع مسافة أقل باتجاه الحائط الخلفي منها باتجاه الحائط الأمامي للمركبة، وسيصل بالتالي إلى الحائط الخلفي قبل الأمامي. والنتيجة أن الحدثين المتزامنين في مرجع ليس متزامنين بالضرورة في مرجع آخر. وهكذا لم يعد للتزامن في نسبية أينشتين معنى مطلق. فلا بد من تحديد المراجع قبل استخدامه. والنتيجة النهائية لملسلمتي أينشتين هي أن قياسات الزمن والمكان تتغير بالحركة.
غيرت نظرية النسبية المفاهيم الأساسية التي نتعامل معها بشكل يومي مثل الزمان والمكان والطاقة. لماذا تقول النسبية إن الزمن يتمدد؟
لنتخيل ساعة مثالية فائقة الانتظام. ولتكن مثلاً ساعة ضوئية مؤلفة من مرآتين إحداهما مقابل الأخرى. يتم إطلاق وميض ضوئي باتجاه إحدى المرآتين فتعكسه باتجاه الأخرى، وهكذا دواليك. إن هذه الانعكاسات المنتظمة تعتبر مقياساً مثالياً للوقت. فلو وضعنا ساعتين ضوئيتين متطابقتين على مركبتين فضائيتين تسيران بحركة مستقيمة منتظمة إحداهما بالنسبة للأخرى. ونضع الساعتين بحيث تكون المرايا موازية للحركة. عندما تتجاوز المركبة الثانية الأولى، فإن الضوء ينطلق من المرآة السفلى في الساعتين. وبعد فترة قصيرة سيرى راكب المركبة الأولى أن الشعاعين الضوئيين قطعا المسافة نفسها. بالنسبة للراكب الأول بلغ شعاع الضوء في ساعته المرآة الثانية، في حين أن ضوء المركبة الثانية لم يصل إلى المرآة الثانية، طالما أن المركبة الثانية كانت قد تقدمت خلال هذا الوقت. إن زمن منظومة نراها تتحرك يبدو بالتالي أنه يجري ببطء أكثر من زمن المنظومة التي نوجد فيها. إن هذا الاستنتاج البسيط يقلب تماماً مفهومنا للزمن. ولا يتوقف الأمر عند هذا الحد. فلو كان الراكب الثاني هو الذي يرصد ساعة المركبة الأولى، وبما أن المركبة الأولى تبتعد هي الأخرى عن المركبة الثانية، فإنه سيلاحظ أن ساعة المركبة الأولى تتأخر بالنسبة له. أما إذا كنا نرصد مركبة تبتعد بسرعة الضوء، فإننا سوف نرى ساعة تكاد تتوقف، أو بعبارة أخرى أن الزمن يتوقف فيها، في حين أن راكبي هذه المركبة سيرون ساعة المركبة الأخرى هي التي تكاد تتوقف.
ولماذا نقول إن المسافات والأمكنة تنضغط أو تتطاول في نظرية النسبية؟
إن قياس طول جسم ما يعني أن نرصد أين توجد نهايتيه في لحظة معطاة، بالنسبة لمرجع معين. لكن المشكلة التي تواجهنا كما رأينا أن الراكبين في منظومتين مختلفتين لا يتفقان على تزامنية القياس الزمني. وهما بالتالي لا يتفقان على قياس المسافات أو الأطوال. ويمكن أن نبرهن أنه إذا كان زمن منظومة تتحرك يبدو أن يجري بسرعة أقل بمقدار النصف، فإن أطوال الأجسام التي ترافقه ستبدو أقصر بمرتين في اتجاه الحركة. إن معامل انضغاط الأطوال هو عكس معامل تمدد الزمن. ولكن هنا أيضاً يمكن للمسافرين أن يقولا الأمر نفسه كل عن الآخر. فكل منهما يرى الأجسام المتحركة وقد انضغطت أو قصرت. إن الانضغاط الظاهري ينجم عن الطريقة المختلفة التي يضع فيها المراقبان طرفي الأجسام: فالأجسام لا تتغير بالحركة، لكن الراصدين يختلفان حول موضع طرفي كل جسم مرصود. إن المحاكمتين بالنسبة لكل من الراصدين تكون صحيحة في المنظومة المرجعية لكل منهما، لكن أياً منهما ليست مطلقة.
لماذا نقول إن الزمن والمكان يندمجان في النسبية؟
في النسبية الخاصة يمكن وصف كل حدث بمقدار ما يوجد من منظومات مرجعية. ومن الممكن إنشاء صلة ربط بين مختلف هذه المنظومات، وذلك من خلال تحويلات لورنتز، وهي عبارة عن أربع معادلات رياضية تسمح بمعرفة في أي موضع وفي أية ساعة وقع حادث ما في منظومة مرجعية ما وذلك عندما نعرف المكان والزمان اللذين وقع فيهما في منظومة مرجعية أخرى. كان قياس الزمن في الميكانيك الكلاسيكي مطلقاً. إن المسافر الجالس في قطار يقيس الوقت المار بين فتحه لجريدته مثلاً ثم إغلاقها بدقيقة مثلاً، بينما يقيس المسافة المكانية بين الحدثين بأنها مسافة معدومة لأنه لم ينتقل من مكانه بالنسبة للقطار. أما المراقب الواقف على رصيف المحطة فإنه سوف يقيس هو أيضاً دقيقة زمنية فاصلة بين فتح الجريدة وإغلاقها، لكنه سيقيس مسافة كيلومتر قطعه القطار بين الحدثين. فالزمن مطلق هنا في حين أن المسافة ليست كذلك. ولكن تحويلات لورنتز تعلمنا أن الوقت يتعلق بالموضع، وأن الموضع يتعلق بالوقت. فالزمان والمكان مندمجان. فزمن قراءة الجريدة كما والمسافة التي تم قطعها خلال هذه المدة يتعلقان بالمراقب أو الراصد. ومع ذلك فهناك تأليف معين مشترك لهذين القياسين بالنسبة لجميع المراقبين: إنه المسافة الزمكانية، وهي مسافة مطلقة. فالزمان والمكان مختلفان بالنسبة للراصدين، أما الزمكان فهو واحد بالنسبة للجميع.
ترجمة وإعداد عن:
La Recherche; 353;Mai 2002