الزمان في النسبية
السلام عليكم
لم
يكتف آينشتين بأن أثبت أن المكان نسبي ولكن عمم نسبية المكان على الزمان
(البعد الرابع) حيث أنه قال طالما أننا نعيش في عالم ذو أربعة ابعاد ووجد
أن الأبعاد المكانية الثلاثة التي تحدد ب x,y,z هي نسبية لا بد وان يكون
الزمان (البعد الرابع) نسبياً أيضا هذا هو أينشتين الذي يفكر ويضع النظريات
ويحلل النتائج في عقله ويخرج للناس بمفاهيم جديدة لم يستطيع احد ان ينفيها
ولا ان يبطلها ولا ان يصدقها ولكن كانت نسبية المكان والزمان منذ ذلك
الوقت وحتي يومنا هذا تبرهن على صحتها من خلال تفسيرها للعديد من الظواهر
الفيزيائية التي حيرت العلماء ولم يكن امامهم الا تطبيق نظرية اينشتين
ليجدوها تفسر تلك الظواهر وسيأتي شرح تفصيلي لهذه الظواهر..
اعتبر
العلماء ومن بينهم العالم نيوتن أن الزمن مطلق ويجري بالتساوي دون أية
علاقة بأي مؤثر خارجي. ولكن اينشتين لم يتقيد بما سبقه من العلماء وفكر
بالأمر من وجهة نظر مختلفة تشمل الكون الفسيح كيف ذلك؟؟...
تعودنا
نحن سكان الكرة الأرضية على تقدير الزمن من خلال اليوم واجزائه (الساعة
والدقيقة والثانية) ومضاعفاته (الاسبوع والشهر والسنة والقرن) ويومنا هو
مقدار الزمن اللازم للأرض لتدور حول نفسها دورة كاملة والسنة هي مقدار
الزمن اللازم للأرض لاكمال دورة كاملة حول الشمس وتساوي 365 يوم وربع
اليوم. ولكن ماذا عن اليوم والسنة على كوكب عطارد أو كوكب بلوتو لا شك أن
ذلك سيكون مختلف بالنسبة لمقايسنا فالسنة على كوكب عطارد ثلاثة أشهر من
الوقت الذي نقيسه على الأرض بينما السنة على كوكب بلوتو فهي اكبر من ذلك
بكثير وتساوي 248 سنة من سنوات الأرض.. الأمر عند هذا الحد معقول ولكن ماذا
عن المجرات الأخرى كيف تقدر اليوم والسنة عندها؟ وهل يمكن استخدام الازمنة
الأرضية كمقياس للزمن على ارجاء هذا الكون الفسيح؟ وتجدر الاشارة هنا إلى
أن مصطلح فسيح لا يعبر عن مدى كبر حجم هذا الكون ...لنرى معا المقصود بكلمة
فسيح.
مما سبق تبين أن هذا الكون يحتاج إلى طريقة جديدة لتقدير
المسافات بين مجراته ونجومه لأن استخدام وحدة المتر أو الميل ستقودنا إلى
ارقام كبيرة جدا لا يمكن تخيلها ولهذا فإن العلماء يستخدمون سرعة الضوء
لقياس المسافة حيث أن سرعة الضوء 300 ألف كيلومتر في الثانية (الضوء يدور
حول الأرض 7 مرات في الثانية أي عندما تقول كلمة واحدة يكون الضوء قد لف
حول الارض سبع مرات) واذا حسبنا المسافة التي يقطعها الضوء في السنة نجد
انها مسافة كبيرة جدا (الارقام الفلكية) فمثلا نعلم أن اشعة الشمس تصلنا
خلال ثمانية دقائق وبهذا يكون بعد الشمس عنا ثماني دقائق ضوئية وهنا
استخدمنا وحدة الزمن لقياس المسافة.
مثال اخر على اقرب نجم إلى
المجموعة الشمسية يسمى الفا قنطورس يبعد عنا اربعة سنوات ضوئية والنجوم
البعيدة في مجرتنا تبعد عنا الاف السنوات الضوئية ويقدر قطر درب التبانة ب
80 الف سنة ضوئية (تخيل ان الضوء الذي يصدر عند احد اطرافها يصل إلى الطرف
الآخر بعد ثمانين الف سنة) كل هذا في مجرتنا وبعض التلسكوبات رصدت مجرات
تبعد عشرة الف مليون سنة ضوئية ذلك يعني أنه اذا وقع حدث ما في طرف الكون
فإنه لا يصل إلى الطرف الاخر قبل مرور عشرة الاف مليون سنة!!! وسنعلم ايضا
أن الكون لا زال يتمدد وبسرعات هائلة... سبحان الله ولا نملك إلا أن نقول
ذلك..
الارقام والابعاد الفلكية السابقة ضرورية لشرح الموضوع التالي والذي من خلاله سنوضح مفهوم نسبية الزمن لدى آينشتين.
افترض
انك في غرفة مظلمة تماماً وتحرك جسم من مكان إلى مكان آخر في هذه الغرفة
فإنك لا تعلم بذلك (على افتراض انك لا تعتمد على حاسة السمع) ولكن في وجود
الضوء فإن انتقال الجسم او حركته ترصدها من خلال انعكاس الضوء من على الجسم
المتحرك إلى العين. الضوء هو الوسيلة الوحيدة التي نعلم من خلالها حدوث
حدث ما في الكون وهو اسرع وسيلة لنقل المعلومات بين النجوم والمجرات فحدث
ما على الشمس نعلم به على الارض بعد ثمانية دقائق من وقوعه، وانفجار نجم
الفا قنطورس يصلنا خبره بعد اربعة سنوات لان الضوء القادم منه سيصل الارض
بعد اربعة سنوات وكذلك النجوم التي نراها في الليل قد لا تكون موجودة الان
ولكننا نرى الضوء الذي صدر عنها منذ سنوات او الاف السنوات حسب بعدها عنا
أما التي تبعد عنا الف مليون سنة ضوئية فإن ضوءها الذي يصلنا الآن يعطينا
معلومات عنها قبل ظهور الحياة على الارض!! هذا يقودنا إلى أن كلمة الآن لا
وجود لها إلا على الأرض هذا كله يدركه الناس ولا غرابة فيه لأننا نعلم كم
هذا الكون واسع وفسيح.. لم تقف النظرية النسبية عند هذا الحديث فقط بل
تعدته إلى القول أن الزمن نفسه لا يجري في الكون بشكل متساوي بل يقصر ويطول
حسب سرعتنا ومكاننا بالنسبة للحدث.
وليس المقصود هنا ان ذلك مجرد
شعورنا بان الزمن يمر ببطء أو أنه يمر بسرعة حسب مشاعرنا بالسعادة أو
التعاسة عندما نقوم بعمل ما. فنسبية الزمن لا تعتمد على شعورنا ومزاجيتنا
انما المقصود في النظرية النسبية أن الساعة الزمنية التي تدل على فترة
معينة من الزمن هي التي تطول أو تقصر حسب السرعة والمكان.
لتوضيح
هذا الفكرة نفرض ان شخصين لديهما ساعات متماثلة تم ضبطهما بدقة، احد
الشخصين قرر البقاء على الارض والشخص الآخر سافر في مركبة فضائية تسير
بسرعة كبيرة، فإذا وفرت للشخص الارضي مرصدا يراقب من خلاله ساعة الشخص
الفضائي فإنه كلما زادت سرعة الشخص الفضائي كلما تباطئت حركة عقارب ساعته
بالنسبة للشخص الأرضي واذا ما وصلت سرعة المركبة الفضائية إلى سرعة الضوء
فإن الشخص الارضي سوف يجد ان عقارب ساعة الشخص الفضائي توقفت عن الحركة أي
أن الزمن توقف واصبح صفراً (لا يمكن الوصول بسرعة جسم إلى سرعة الضوء
وسنعرف ذلك قريباً) وهذا التباطئ في ساعة الفضائي ليس بسبب خلل في الساعة
انما نتيجة لسرعته..
إن الامر لا يقف عند هذا الحد في النظرية
النسبية لأن ذلك انعكس على مفهومنا للماضي والحاضر والمستقبل فمثلا انفجار
نجم ما قد يكون ماضي بالنسبة لشخص في هذا الكون ويكون حاضر لشخص آخر في
مكان اخر وقد يكون مستقبلا بالنسبة لشخص ثالث في مكان ثالث. وهذا بسبب
تباطئ الزمن. حسب سرعة كل شخص بالنسبة للحدث ومكانه. ولها لا معني للماضي
والحاضر والمستقبل إلا على الارض لان الشريط الزمني المعروف لنا يتباطئ
بدرجة معينة في مكان معين في الكون ويتباطئ بدرجة مختلفة في مكان آخر
وهكذا..
وهنا أود ان اوضح أننا نعيش الزمن من خلال تقسيمه إلى ماضي
وحاضر ومستقبل وكلنا يستطيع ان يسبح بخياله في احداث الماضي ويعيش اللحظات
الحاضرة بحلوها ومرها ولكن المستقبل فلا قدرة لنا عليه وعلى توقع ماذا
سيحدث فيه وذلك لاننا كمخلوقات لله سبحانه وتعالي حجب عنا احداث المستقبل
(كما حجب عنا رؤية الاشعة تحت الحمراء والفوق بنفسجية وحجب عن سمعنا ترددات
معينا يمكن لمخلوقات اخرى سماعها لاننا بشر محدودين لكوننا مخلوقات) أما
الله سبحانه وتعالى فالازمنة والاحداث عنده كالكتاب المفتوح. الله يعلم
بالماضي والحاضر والمستقبل فهو يعلم ماذا فعلنا وماذا نفعل وماذا سنفعل في
أي وقت وفي اي لحظة.
كل ماذكر في نسبية المكان ونسبية الزمان هو
توضيح لمفاهيم وضعها آينشتين لتكون تمهيدا للدخول إلى النظرية النسبية وفهم
مضمونها وعندها ستكون الصورة اوضح.
بعد أن تكلمنا عن نسبية المكان
ونسبية الزمان اصبحنا اقرب ما يكون لفرضيات النظرية النسبية ولكن من
الضروري المرور عبر الملابسات التي سبقت ظهور النظرية النسبية وتوضيح
التخبط الذي احاط بالعلماء الفيزيائين عند عجزهم عن الوصول إلى تفسير مقنع
للتجارب التي اعتمدت على الضوء .
السلام عليكم
لم
يكتف آينشتين بأن أثبت أن المكان نسبي ولكن عمم نسبية المكان على الزمان
(البعد الرابع) حيث أنه قال طالما أننا نعيش في عالم ذو أربعة ابعاد ووجد
أن الأبعاد المكانية الثلاثة التي تحدد ب x,y,z هي نسبية لا بد وان يكون
الزمان (البعد الرابع) نسبياً أيضا هذا هو أينشتين الذي يفكر ويضع النظريات
ويحلل النتائج في عقله ويخرج للناس بمفاهيم جديدة لم يستطيع احد ان ينفيها
ولا ان يبطلها ولا ان يصدقها ولكن كانت نسبية المكان والزمان منذ ذلك
الوقت وحتي يومنا هذا تبرهن على صحتها من خلال تفسيرها للعديد من الظواهر
الفيزيائية التي حيرت العلماء ولم يكن امامهم الا تطبيق نظرية اينشتين
ليجدوها تفسر تلك الظواهر وسيأتي شرح تفصيلي لهذه الظواهر..
اعتبر
العلماء ومن بينهم العالم نيوتن أن الزمن مطلق ويجري بالتساوي دون أية
علاقة بأي مؤثر خارجي. ولكن اينشتين لم يتقيد بما سبقه من العلماء وفكر
بالأمر من وجهة نظر مختلفة تشمل الكون الفسيح كيف ذلك؟؟...
تعودنا
نحن سكان الكرة الأرضية على تقدير الزمن من خلال اليوم واجزائه (الساعة
والدقيقة والثانية) ومضاعفاته (الاسبوع والشهر والسنة والقرن) ويومنا هو
مقدار الزمن اللازم للأرض لتدور حول نفسها دورة كاملة والسنة هي مقدار
الزمن اللازم للأرض لاكمال دورة كاملة حول الشمس وتساوي 365 يوم وربع
اليوم. ولكن ماذا عن اليوم والسنة على كوكب عطارد أو كوكب بلوتو لا شك أن
ذلك سيكون مختلف بالنسبة لمقايسنا فالسنة على كوكب عطارد ثلاثة أشهر من
الوقت الذي نقيسه على الأرض بينما السنة على كوكب بلوتو فهي اكبر من ذلك
بكثير وتساوي 248 سنة من سنوات الأرض.. الأمر عند هذا الحد معقول ولكن ماذا
عن المجرات الأخرى كيف تقدر اليوم والسنة عندها؟ وهل يمكن استخدام الازمنة
الأرضية كمقياس للزمن على ارجاء هذا الكون الفسيح؟ وتجدر الاشارة هنا إلى
أن مصطلح فسيح لا يعبر عن مدى كبر حجم هذا الكون ...لنرى معا المقصود بكلمة
فسيح.
مما سبق تبين أن هذا الكون يحتاج إلى طريقة جديدة لتقدير
المسافات بين مجراته ونجومه لأن استخدام وحدة المتر أو الميل ستقودنا إلى
ارقام كبيرة جدا لا يمكن تخيلها ولهذا فإن العلماء يستخدمون سرعة الضوء
لقياس المسافة حيث أن سرعة الضوء 300 ألف كيلومتر في الثانية (الضوء يدور
حول الأرض 7 مرات في الثانية أي عندما تقول كلمة واحدة يكون الضوء قد لف
حول الارض سبع مرات) واذا حسبنا المسافة التي يقطعها الضوء في السنة نجد
انها مسافة كبيرة جدا (الارقام الفلكية) فمثلا نعلم أن اشعة الشمس تصلنا
خلال ثمانية دقائق وبهذا يكون بعد الشمس عنا ثماني دقائق ضوئية وهنا
استخدمنا وحدة الزمن لقياس المسافة.
مثال اخر على اقرب نجم إلى
المجموعة الشمسية يسمى الفا قنطورس يبعد عنا اربعة سنوات ضوئية والنجوم
البعيدة في مجرتنا تبعد عنا الاف السنوات الضوئية ويقدر قطر درب التبانة ب
80 الف سنة ضوئية (تخيل ان الضوء الذي يصدر عند احد اطرافها يصل إلى الطرف
الآخر بعد ثمانين الف سنة) كل هذا في مجرتنا وبعض التلسكوبات رصدت مجرات
تبعد عشرة الف مليون سنة ضوئية ذلك يعني أنه اذا وقع حدث ما في طرف الكون
فإنه لا يصل إلى الطرف الاخر قبل مرور عشرة الاف مليون سنة!!! وسنعلم ايضا
أن الكون لا زال يتمدد وبسرعات هائلة... سبحان الله ولا نملك إلا أن نقول
ذلك..
الارقام والابعاد الفلكية السابقة ضرورية لشرح الموضوع التالي والذي من خلاله سنوضح مفهوم نسبية الزمن لدى آينشتين.
افترض
انك في غرفة مظلمة تماماً وتحرك جسم من مكان إلى مكان آخر في هذه الغرفة
فإنك لا تعلم بذلك (على افتراض انك لا تعتمد على حاسة السمع) ولكن في وجود
الضوء فإن انتقال الجسم او حركته ترصدها من خلال انعكاس الضوء من على الجسم
المتحرك إلى العين. الضوء هو الوسيلة الوحيدة التي نعلم من خلالها حدوث
حدث ما في الكون وهو اسرع وسيلة لنقل المعلومات بين النجوم والمجرات فحدث
ما على الشمس نعلم به على الارض بعد ثمانية دقائق من وقوعه، وانفجار نجم
الفا قنطورس يصلنا خبره بعد اربعة سنوات لان الضوء القادم منه سيصل الارض
بعد اربعة سنوات وكذلك النجوم التي نراها في الليل قد لا تكون موجودة الان
ولكننا نرى الضوء الذي صدر عنها منذ سنوات او الاف السنوات حسب بعدها عنا
أما التي تبعد عنا الف مليون سنة ضوئية فإن ضوءها الذي يصلنا الآن يعطينا
معلومات عنها قبل ظهور الحياة على الارض!! هذا يقودنا إلى أن كلمة الآن لا
وجود لها إلا على الأرض هذا كله يدركه الناس ولا غرابة فيه لأننا نعلم كم
هذا الكون واسع وفسيح.. لم تقف النظرية النسبية عند هذا الحديث فقط بل
تعدته إلى القول أن الزمن نفسه لا يجري في الكون بشكل متساوي بل يقصر ويطول
حسب سرعتنا ومكاننا بالنسبة للحدث.
وليس المقصود هنا ان ذلك مجرد
شعورنا بان الزمن يمر ببطء أو أنه يمر بسرعة حسب مشاعرنا بالسعادة أو
التعاسة عندما نقوم بعمل ما. فنسبية الزمن لا تعتمد على شعورنا ومزاجيتنا
انما المقصود في النظرية النسبية أن الساعة الزمنية التي تدل على فترة
معينة من الزمن هي التي تطول أو تقصر حسب السرعة والمكان.
لتوضيح
هذا الفكرة نفرض ان شخصين لديهما ساعات متماثلة تم ضبطهما بدقة، احد
الشخصين قرر البقاء على الارض والشخص الآخر سافر في مركبة فضائية تسير
بسرعة كبيرة، فإذا وفرت للشخص الارضي مرصدا يراقب من خلاله ساعة الشخص
الفضائي فإنه كلما زادت سرعة الشخص الفضائي كلما تباطئت حركة عقارب ساعته
بالنسبة للشخص الأرضي واذا ما وصلت سرعة المركبة الفضائية إلى سرعة الضوء
فإن الشخص الارضي سوف يجد ان عقارب ساعة الشخص الفضائي توقفت عن الحركة أي
أن الزمن توقف واصبح صفراً (لا يمكن الوصول بسرعة جسم إلى سرعة الضوء
وسنعرف ذلك قريباً) وهذا التباطئ في ساعة الفضائي ليس بسبب خلل في الساعة
انما نتيجة لسرعته..
إن الامر لا يقف عند هذا الحد في النظرية
النسبية لأن ذلك انعكس على مفهومنا للماضي والحاضر والمستقبل فمثلا انفجار
نجم ما قد يكون ماضي بالنسبة لشخص في هذا الكون ويكون حاضر لشخص آخر في
مكان اخر وقد يكون مستقبلا بالنسبة لشخص ثالث في مكان ثالث. وهذا بسبب
تباطئ الزمن. حسب سرعة كل شخص بالنسبة للحدث ومكانه. ولها لا معني للماضي
والحاضر والمستقبل إلا على الارض لان الشريط الزمني المعروف لنا يتباطئ
بدرجة معينة في مكان معين في الكون ويتباطئ بدرجة مختلفة في مكان آخر
وهكذا..
وهنا أود ان اوضح أننا نعيش الزمن من خلال تقسيمه إلى ماضي
وحاضر ومستقبل وكلنا يستطيع ان يسبح بخياله في احداث الماضي ويعيش اللحظات
الحاضرة بحلوها ومرها ولكن المستقبل فلا قدرة لنا عليه وعلى توقع ماذا
سيحدث فيه وذلك لاننا كمخلوقات لله سبحانه وتعالي حجب عنا احداث المستقبل
(كما حجب عنا رؤية الاشعة تحت الحمراء والفوق بنفسجية وحجب عن سمعنا ترددات
معينا يمكن لمخلوقات اخرى سماعها لاننا بشر محدودين لكوننا مخلوقات) أما
الله سبحانه وتعالى فالازمنة والاحداث عنده كالكتاب المفتوح. الله يعلم
بالماضي والحاضر والمستقبل فهو يعلم ماذا فعلنا وماذا نفعل وماذا سنفعل في
أي وقت وفي اي لحظة.
كل ماذكر في نسبية المكان ونسبية الزمان هو
توضيح لمفاهيم وضعها آينشتين لتكون تمهيدا للدخول إلى النظرية النسبية وفهم
مضمونها وعندها ستكون الصورة اوضح.
بعد أن تكلمنا عن نسبية المكان
ونسبية الزمان اصبحنا اقرب ما يكون لفرضيات النظرية النسبية ولكن من
الضروري المرور عبر الملابسات التي سبقت ظهور النظرية النسبية وتوضيح
التخبط الذي احاط بالعلماء الفيزيائين عند عجزهم عن الوصول إلى تفسير مقنع
للتجارب التي اعتمدت على الضوء .
