نظرية النسبية في الميزان
لا خلاف أن ما يُقرَّر من النظريات والمفاهيم والمبادئ العلمية , يقوم على نهاية فهمنا لطبيعة الأشياء المُدرَكة , وعلاقتها ببعضها بعضاً , بما يتوفر لدينا من معارف وعلوم .
ولما كانت هذه المعارف والعلوم محدودة , لأن أفهامنا محدودة , وكان الكون أعظم وأشمل منها , وكان توغلنا فيه متواصل و دؤوب , وبقدر توغلنا في مكوناته وأوصافها , تزداد معارفنا وعلومنا , لما كان كل ذلك , لزم أن ندقق باستمرار في النظريات والمفاهيم العلمية , ونرصد حالها مع تجدد معارفنا ؛ فإن استمرت موافقة لها , فسيلازم ذلك الحكمُ عليها بأنها مازالت صالحة ويحسن العمل بها , وإن خالفتها في كل صورها الجديدة أو في بعضها , وجب علينا آنئذٍ إعادة النظر فيها كاملة لإصلاحها , بالإضافة أو الحذف أو التعديل , وربما لإسقاطها وإلغائها جملة وتفصيلاً .
إن ( نظرية النسبية ) التي وضعها العالم ألبرت أينشتاين عام 1905 م , لا تميز عن غيرها في شيء من ذلك , رغم كل ما يقال عنها من رسوخ قدمها في أسُس العلوم , ومن تأثيرها المباشر وغير المباشر في شتى فروع العلوم التطبيقية والنظرية . فقد أضاف إليها أُستاذ أينشتاين ( مينكوفيسكي ) في عام 1909 م , مفهوم ( المتصل الزماني – المكاني , الزمكان ) . كما أضاف إليها أينشتاين نفسه عام 1916 م , مفهوم ( التعادل بين العطالة والثقالة ) ثم فرق بين ما أتى به أولاً وما أضافه آخراً , فأطلق على الأولى ( نظرية النسبية الخاصة – أو المقيدة - ) وأطلق على الأخيرة ( نظرية النسبية العامة ) . واليوم يتطلع العلماء إلى إيجاد توافق بين ( نظرية النسبية العامة ونظرية الكَمْ ) بتعديل هذه أو تلك , لأن توافقهما سيؤدي , بنظرهم , إلى صياغة النظرية الموحدة للكون برمته .
لقد مضى ما يزيد على مئة عام على ظهور نظرية النسبية , وقد قيل فيها ما لم يُقل في أية نظرية أخرى , وتقدر الدراسات التحليلية التي نُشرت حولها , والأبحاث التفسيرية الجادة لبيان مبهماتها وفك رموزها وتبسيط مفاهيمها , بعشرات الآلاف منذ صدورها وحتى يوم الناس هذا , ولا تفتأ المؤسسات العلمية والتعليمية تتسابق إلى طرح وتقديم الأبسط و الأوضح . ولا يمكن لأحد أن يتجاهل ما فتَّقت هذه النظرية أذهاننا عليه ودفعتها للإبحار والغوص في رحاب هذا الكون الفسيح , وما قدمته تلك الدراسات والتحليلات من تطورات في شتى فروع العلوم , ولكننا رغم ذلك كله , نجد أن هذه النظرية مازالت عصيّة الفهم على كثير من المفكرين والمنظرين , وعلى جمهور كبير من المثقفين , وهذا ما يجعل تساؤلاتنا التالية مُلِحَّة , وتفرض نفسها علينا بشدة :
تُرى ؛ هل أصبح العقل البشري الذي أنتج جميع الحضارات والمدنيات السائدة و البائدة , والذي غاص في أعماق المحيطات وحلق في أجواز الفضاء , هل أصبح عاجزاً عن إدراك وفهم ما جاءت به هذه النظرية ؟ !
أم إن شُرّاح هذه النظرية ومفسريها , رغم كل ما بذلوه وقدموه , قد قصروا في أداء مهامّهم اتجاهها ؟ !
أم إن هذه النظرية تضمّ بين طياتها تناقضاتٍ , يستحيل على العقل البشري السليم ذي المنطق الصحيح قبولها ؟ !
لاشك أن مُضي مئة عام على ظهور نظرية النسبية , وهي مازالت بين أخذ وردّ , يُبين لنا مدى صعوبة الإجابة على هذه التساؤلات إجابة قطعية جازمة .
ولاشك أيضاً أنه من السذاجة أن يقال : إن سبب عدم فهم نظرية النسبية لدى غالبية الناس , هو مخالفتها للحس العام , ولِما اعتاده الناس في حياتهم اليومية .
فكلنا يعلم أن المفكرين والمنظرين وجماهير المثقفين , لا تقف رؤاهم و أنظارهم عند الحس العام .
إنه لمن الثابت أن عدم فهم غالبية البشر لهذه النظرية , هو ما يرونه ويسجلونه من تناقضات في نتائج ما بُنيت عليه , دون أن يجدوا لها حلاً مثبتاً بدليل بَيِّن قطعي .
لذلك فإن خير ما نتلمس به الإجابة على هذه التساؤلات , هو عرض ما يظهر لنا من إخفاق نظرية النسبية وعجزها عن إزالة ما نسجله عليها من تناقضات , لنفتح الباب على مصراعيه , أمام كل مَن لديه الإجابة الكافية الشافية عليها , طالبين منه أن لا يبخل علينا , وأن لا يتوانى ولا يتردد في شيء من ذلك , علَّنا بهذا نصل إلى الإجابة المرجوة عن تساؤلاتنا المُلِحَّة .
بنية نظرية النسبية لألبرت أينشتاين :
إن نظرية النسبية لأينشتاين هي واحدة من نظريات ( الفيزياء النظرية ) التي بسطت نفوذها على علمي الفلك والفيزياء , ولاسيما بعد أن تحققت نبوءتها في انحراف الشعاع الضوئي المار بجوار الشمس عام 1919 م , وهي تقول :
" إن الأثير فرض لا مبرر لوجوده , وإن الموجات الكهرطيسية لا تحتاج إلى وسط يحملها , وسرعتها ثابتة كيفما تم رصدها , وإن لكل جملة حركية زمناً خاصاً بها , فالزمان والمكان نسبيان "
وقد أقام العالم ألبرت أينشتاين نظرية النسبية الخاصة على فرضين اثنين ؛
أحدهما : ( إن قوانين الطبيعة تبقى هي هي في كل المراجع التي يتحرك أحدها بالنسبة لآخر حركة مستقيمة منتظمة )
أي : لا يمكن تحديد حالة الجسم ، هل هو يتحرك حركة مستقيمة منتظمة أم هو ساكن , من خلال تجارب ميكانيكية أو كهربائية أو ضوئية تجري فيه , لأن قوانين الطبيعة تبقى هي هي في كل المراجع التي يتحرك أحدها بالنسبة لآخر حركة مستقيمة منتظمة .
( ثم عمم هذا الفرض في النسبية العامة بتكافؤ العطالة والثقالة , ليشمل المراجع التي يتحرك أحدها بدلالة آخر حركة متسارعة )
والفرض الآخر : ( إن سرعة الضوء ثابتة في الفراغ , سواء أكان المنبع الضوئي ساكناً أم متحركاً , وسواء أكان الراصد ساكناً أم متحركاً )
أي : إن الأثير فرض لا مبرر لوجوده , وإن الأشعة الكهرطيسية التي منها الضوء , لا تحتاج إلى وسط – حامل – في حركاتها .
وقد أ نتج الأخذُ بهذين الفرضين مجتمعين , مفهوم ( التواقت النسبي ) الذي مفاده ( أن لكل جملة حركية زمناً خاصاً بها )
وعن التواقت النسبي تفرعت مفاهيم ( تمدد الزمن وانكماش الطول وازدياد الكتلة )
وعن هذه المفاهيم نتج ( أن مقدار السرعة القصوى للأجسام ذات الكتلة الموجبة في الكون , هو مقدار سرعة الضوء , أي : إن سرعة الضوء هي السرعة القصوى في الكون المنظور ) .
واستدل أينشتاين على صحة نظريته هذه , من خلال قدرتها على التعليل المنطقي للتجربة الشهيرة التي أجراها العالمان ( مايكلسون و مورلي ) عام 1887 م , لتعيين ( الحركة الانسحابية للأرض بدلالة الأثير الساكن ) تلك التجربة التي كانت نتائجها على غير ما توقع العالمان وغير ما أرادا منها , فكانت مفاجئة ومحيرة للعلماء قاطبة , وهزت الأوساط العلمية وزعزعت التعاليم القائمة آنذاك , وبقيت نحو عشرين عاماً دون تعليل وتفسير ( فيزيائي ) منطقي , إلى أن جاء أينشتاين بالنسبية الخاصة عام 1905 م , وقدم بها التعليل المنشود لنتائج تلك التجربة الشهيرة .
وأما الأساس والركن المتين الذي أفاد منه أينشتاين في بناء هذه النظرية , فهو :
( التعليل الفيزيائي والمعادلات الرياضية للعالِمَين فتزجرالد و لورانتز , اللذَين وضعاها لتفسير تجربة مايكلسون و مورلي , والتي تُعرف حتى اليوم بتحويلات لورانتز )
وقد علل لورانتز انكماش الطول في الأجسام المتحركة بقوله : إن المادة مؤلفة من ذرات موجبة وسالبة , وهذه الذرات عبارة عن كرات مشحونة , فإذا تحركت هذه الكرات , تحول شكلها إلى مجسم قطع ناقص يكون محوره في اتجاه الحركة .
فأخذ أينشتاين تحويلات لورانتز كما هي , بعد أن قال بثبات سرعة الضوء وأن الأثير فرض لا مبرر لوجوده , وضمنها نسبيته , التي لا تقوم لها قائمة من غير هذه التحويلات .
منشأ التناقضات الظاهرة في نسبية أينشتاين :
من البدهيات في معارفنا , أن كل حركة لابد لها من مُحرك , وأنه لا يمكن لجسم أن يتحرك من غير قوة تُبذل لتحريكه .
فعندما يتحرك إنسان بدلالة آخر , نقول : إن هناك قوة مبذولة تحركه ؛ وعندما نشاهد قطاراً يتحرك بدلالتنا على سكته , نقول : إن هناك قوة ما تحركه ؛ وعندما نشاهد مركبة فضائية تجوب أجواز الفضاء , نقول : إن هناك قوة ما تحركها ؛ وعندما نرصد جرماً سماوياً يتحرك , نقول : إن هناك قوة ما تحركه ؛ وكذلك نقول في كل جسم يتحرك بالنسبة لآخر : إن هناك قوة مبذولة تحركه . وقد نعلم مصدر تلك القوة المحركة , إذا كانت الحركة تحت سيطرتنا وإرادتنا , وقد نجهله في جميع الحالات .
فكل حركة لابد لها من قوة مبذولة تُنتجها , سواء أعلمنا مصدر هذه القوة المبذولة أم جهلناه .
وإن النسبية الكلاسيكية , نسبية غاليليو ونيوتن , ونسبية أينشتاين , تقرران أنه : إذا كانت هناك حركة مستقيمة منتظمة بين الجسمين ( أ ) و ( ب ) وأردنا تحديد مصدر القوة المنتجة لهذه الحركة من خلال تجارب ميكانيكية – أو كهربائية أو ضوئية - تجري في أي من هذين الجسمين , فإنه يستحيل علينا ذلك , لأن قوانين الطبيعة هي هي في كلا الجسمين .
ونستنتج من ذلك : أن النسبيتين – الكلاسيكية والخاصة لأينشتاين - لم تصوغا هذا الفرض , بل لم تُوضعا أصلاً بكل ما فيهما , إلا لجهل الراصدَين المُطْبِق , في تعيين وتحديد أيٍّ من الجسمين يتحرك حقيقة , بفعل القوة المبذولة , حركة مستقيمة منتظمة , واستحالة ذلك عليهما .
ولقد قبِل العلماء بهذا الوصف و عملوا بمقتضاه , وأقاموا عليه جُل العلوم الكونية التي مازلنا نقطف ثمارها حتى يومنا هذا .
ولكن نسبية أينشتاين بإضافتها للفرض الآخر , فرض ( ثبات سرعة الضوء في الفراغ ) نتج عنها أن الجسم المتحرك حقيقة , حركة مستقيمة منتظمة , بفعل القوة المبذولة , ينكمش طوله وتزداد كتلته ويتمدد الزمن فيه , حقيقة , ( بدليلي : حدية السرعة , ومعضلة التوأمين ) وأنه رغم ذلك , فإن كلاً من الراصدَين , الموجود في الجسم المتحرك حقيقة , والموجود في الجسم غير المتحرك حقيقة , يرصد في الجسم الآخر انكماشاً للطول وازدياداً للكتلة وتمدداً للزمن بالمقادير نفسها . والسؤال المنطقي ههنا : كيف يتقلص طول ( ويتمدد زمن , وتزداد كتلة ) أحد الجسمين حقيقة , بفعل حركته الحقيقية , وهذا المتقلص حقيقة , يرصد تقلص طول الجسم الآخر غير المتحرك حقيقة ؟
فلو ضغطنا المسطرة ( أ ) جهة تدريجاتها , ثم قسنا بها المسطرة ( ب ) غير المضغوطة , فهل من الممكن أن نجد بهذا القياس أن المسطرة ( ب ) هي المضغوطة ؟ أم إن ذلك من المحال ؟
إذن ؛ إن منشأ التناقضات الظاهرة في نسبية أينشتاين , هو رصد هذه التغيرات في كلا الجسمين , رغم أن حدوثها حقيقة , قد يكون في أحدهما فقط !!
بعض التناقضات الظاهرة في نسبية أينشتاين :
تجدر الإشارة , قبل عرض بعض التناقضات المرصودة في نسبية أينشتاين , إلى ثلاثة أمور ؛
أحدها : أن هذه التناقضات المرصودة لا تمس رياضيات النسبية في شيء , وذلك أن دور الرياضيات في بنية نظرية النسبية , بل في بنية النظرية العلمية عموماً , يأتي - كما هو معلوم - بعد وضع فرضياتها ؛ فالنتائج التي تنشأ عن الفروض إيجاباً أو سلباً , لا يد للرياضيات في شيء منها , وإنما وظيفة الرياضات فيها تكون مقتصرة على تعيين نتائج الفروض المُقتَرحة , كالآلة الحاسبة التي تعطي نتيجة ما تضعه أولاً في العملية الحسابية .
والثاني : أن نسبية أينشتاين قائمة على فرض ( ثبات سرعة الضوء في الخلاء )
وهذا الفرض ليس هو فرضاً رياضياً بحتاً .
ولا هو فرض فيزيائي يمكن اختباره عملياً .
وإنما هو فرض فيزيائي ( فكري ) بحت لا يمكن اختباره عملياً .
فهو من قبيل المستحيل عادة , والممكن عقلاً .
بدليل التجارب الفكرية المحضة التي طرحها أينشتاين نفسه لإثبات التواقت النسبي وتمدد الزمن وانكماش الطول .
وبدليل استحالة أن – نُرسل – راصداً على متن مركبة تتحرك بسرعة تقترب من سرعة الضوء – بحسب النسبية نفسها - ثم يرجع إلينا هذا الراصد ويطلعنا على ما سجله من نتائج التجارب التي أجراها على مركبته في حالته تلك .
لذلك ستكون مناقشة هذا الفرض وما نتج عنه بتجارب ( فكرية - فيزيائية ) .
والأمر الثالث : أنه لما كان تماسك فروض النظرية العلمية من عدمه , يظهر من خلال ما ينتج عن هذه الفروض , فستُعرض التناقضات المرصودة فيما نتج عن فرضي النسبية أولاً , ثم يُنظر في تعليل فرضيها لتجربة مايكلسون و مورلي .
1 - ( تركيب الحركات ) :
عندما يتحرك قطار بسرعة ( 50 كم / سا ) بدلالة المحطة , وتتحرك سيارة داخل القطار , باتجاه حركة القطار , بسرعة ( 60 كم / سا ) بدلالة القطار , نقول : إن سرعة السيارة بدلالة المحطة , هي : ( 50 +60 = 110 كم / سا ) .
وأما إذا كانت سرعة هذه السيارة بدلالة المحطة ( 60 كم / سا ) فنقول : إن سرعتها بدلالة القطار , هي : ( 60 - 50 = 10 كم /سا ) .
و لو تحركت السيارة داخل هذا القطار بعكس اتجاه حركة القطار , بسرعة ( 60 كم / سا ) بدلالة القطار , فنقول : إن سرعة السيارة بدلالة المحطة , هي : ( 60 -50 = 10 كم / سا ) .
وأما إذا كانت سرعة السيارة المتحركة بعكس اتجاه حركة القطار , بدلالة المحطة ( 60 كم / سا ) فنقول : إن سرعتها بدلالة القطار , هي : ( 60 + 50 = 110 كم / سا ) .
هذا هو مفاد ( قوانين غاليليو ) من تركيب الحركات .
وقد أقرت بذلك نسبية أينشتاين بعد أن استثنت منها السرعات العالية , فاستبدلت بتحويلات غاليليو ما استنتجته من تحويلات لورانتز في السرعات العالية , فنتج عنها أن حاصل تركيب الحركات , لن يتجاوز سرعة الضوء , مهما كانت سرعة أحدهما بدلالة الآخر . فلو افترضنا أن سرعة القطار ( 200 ألف كم / ثا ) بدلالة المحطة , وأن سرعة السيارة المتحركة باتجاه حركة القطار ( 200 ألف كم / ثا ) بدلالة القطار , فإن سرعة السيارة بدلالة المحطة تكون :
أ - ( 400 ألف كم / ثا ) بحسب نسبية غاليليو ونيوتن , وفق ( تحويلات غاليليو ) .
ب - و تكون ( 276923 كم /ثا ) بحسب نسبية أينشتاين , وفق ما استنتجته من ( تحويلات لورانتز ) .
وتكون مثل ذلك سرعة السيارة بدلالة القطار , فيما لو كانت حركة السيارة , بعكس اتجاه حركة القطار , وبسرعة ( 200 ألف كم / ثا ) بدلالة المحطة .
إن التباينات في النتيجة بين النسبيتين , ظاهرة ولا تحتاج إلى مزيد إيضاح .
فأي النسبيتين محقة فيما ذهبت إليه في تركيب السرعات العالية ؟ أهي نسبية غاليليو ونيوتن ؟ أم نسبية أينشتاين ؟
لنتحقق من ذلك من خلال التجربة ( الفكرية - الفيزيائية ) التالية :
لنتخيل أن لدينا قطاراً طوله ( 500 ألف كم ) , وأنه توجد سيارة داخل هذا القطار عند مقدمته , ووجهتها نحو مؤخرته . ولنفرض أننا ربطنا السيارة بسلك متين ( من الفولاذ ) و أمررنا هذا السلك على طول أرض القطار , ثم أخرجناه من نهايته , و أمررناه على بكرة مثبتة على محور أفقي ثابت في المحطة , يشكل مع القطار صورة الحرف ( t ) اللاتيني (غير أن القطار والمحور مفصولان عن بعضهما ) , ثم أخذنا نهاية السلك من أسفل البكرة وربطناه في مؤخرة القطار , بحيث إذا تحرك القطار بدلالة المحطة , سحب معه السلك من أسفل البكرة , فتتحرك السيارة داخل القطار بعكس اتجاهه بدلالة المحطة .
فلو تحرك هذا القطار بدلالة المحطة بسرعة ( 250 ألف كم / ثا ) ؛
فكم ستكون سرعة السيارة بدلالة المحطة ؟
وكم ستكون سرعة السيارة بدلالة القطار ؟
الجواب :
أولاً : إن سرعة السيارة المتحركة بعكس اتجاه حركة القطار بدلالة المحطة , هي سرعة القطار نفسها بدلالة المحطة ( 250 ألف كم / ثا ) , لأن السيارة بالنسبة للمحطة , هي جزء من القطار , كعربة يجرها وراءه .
ثانياً : إنني لا أرى أن الإجابة الصحيحة على الجواب الثاني إلا في تحويلات غاليليو , التي تنص في الإجابة على ذلك , على وجوب جمع الحركتين بالنسبة للمحطة جمعاً فقط , وعليه ؛ فإن سرعة السيارة بدلالة القطار هي : ( 250000 + 250000 = 500 ألف كم / ثا ) . ولإثبات صحة هذا الجواب , نعيد التجربة بعد أن نرسل ( خالداً ) إلى داخل القطار ليرصد حركة السيارة فيه , وهو لا علم له بحال السلك , ويجلس في نهاية القطار , في موضع لا يستطع من خلاله رصد شيء خارج القطار .
فعندما يكون القطار ساكناً بالنسبة للمحطة , تكون السيارة ساكنة أيضاً بالنسبة لخالد . ولنفرض أن القطار تحرك حركة منتظمة بدلالة المحطة بسرعة ( 250 ألف كم / ثا ) وخالد لا يشعر بهذه الحركة , أي : يبقى القطار ساكناً بالنسبة له ( وهذا مُسلَّم به في نظريات النسبية ) , وبحركة القطار تتحرك السيارة داخله ويرصد خالد حركتها , ولنفرض أن ساعة خالد عند ابتداء الحركة كانت تشير إلى ( صفر ) بدلالة القطار . فعندما يقطع القطار ( ثانية واحدة بدلالة المحطة ) تكون ساعة خالد تشير أيضاً إلى ثانية واحدة فقط بدلالة القطار ( أي : إن المحطة قد قطعت في حركتها ثانية واحدة بدلالة القطار – بالنسبة لخالد - ) لأن الحركة نسبية بين القطار والمحطة , سواء أرصدها مَن بداخل القطار أم لم يرصدها . وفي هذه الأثناء تكون السيارة قد وصلت إلى نهاية القطار , إلى مكان جلوس خالد , لأن مقدمة القطار تهرب من السيارة بسرعة ( 250 ألف كم / ثا ) , بفعل حركته بدلالة المحطة , والسيارة تتقدم نحو مؤخرته , بفعل جر القطار إياها بنفس مقدار السرعة , أي : تكون السيارة قد قطعت طول القطار البالغ ( 500 ألف كم ) في ثانية واحدة بدلالة خالد الجالس داخل القطار ( الساكن بالنسبة له ) ؛ وفي هذا دليل بيِّن على أن سرعة الضوء ليست هي السرعة القصوى المرصودة في الكون , وأن ما استنتج من تحويلات لورانتز في تركيب الحركات , لا تصح في تركيب الحركات النسبية .
فليُتأمل ذلك ملياً .. !!
2 - ( انكماش الطول وتمدد الزمن وازدياد الكتلة ) :
نتج عن مفهوم التواقت النسبي في نسبية أينشتاين : أن الجسم المتحرك ينكمش طوله ويتمدد الزمن فيه وتزداد كتلته بالنسبة للجسم الساكن بدلالته , ولما كانت الحركة نسبية بين الجسمين , فإن كلاً منهما يرصد انكماش الجسم الآخر بالنسبة له وتمدد الزمن فيه وازدياد كتلته , وعندما تتساوى السرعة بينهما مع سرعة الضوء , فإن كلاً منهما , وفق فرض ثبات سرعة الضوء و تحويلات لورانتز , يرصد أن الجسم الآخر قد انكمش إلى نقطة الصفر , وأن الزمن فيه قد توقف , وأن كتلته أصبحت لانهائية في الكِبر . وينتج عن ذلك استحالة وجود جسم يتحرك بالنسبة لآخر بأسرع من الضوء , لأنه لزيادة سرعة جسم على سرعة الضوء , يحتاج إلى طاقة لانهائية – لتحريك الكتلة اللانهائية - أي : يحتاج إلى أعظم من طاقة الكون المرصود كافة , وهذا أمر محال .
وبالرغم مما تقدم في التجربة المذكورة ( في تركيب الحركات ) التي ترد وتُبطل ما نتج عن مفاهيم ( انكماش الطول وتمدد الزمن وازدياد الكتلة ) فإن تساؤلات منطقية عن تعيين المراد من هذه المفاهيم , قد تزيد من رسوخ ما نتج عن تلك التجربة .
فما هو المراد من مفاهيم انكماش الطول وتمدد الزمن وازدياد الكتلة في نظرية أينشتاين النسبية ؟
هل المراد منها : أن هذه التغييرات , ظاهرية فقط في كِلا الجسمين اللذين بينهما حركة نسبية ؟
أم المراد منها : أن هذه التغييرات , تحدث فعلاً – حقيقة – في كِلا الجسمين معاً , جراء الحركة الفعلية لكل واحد منهما ؟
أم المراد منها : أن هذه التغييرات , تحدث فعلاً في أحدهما , وظاهراً في الآخر ؟
٭ فإن قيل : المراد منها أنها حوادث ظاهرية فقط , في كِلا الجسمين .
٭٭ يقال : فإذن ؛ من الممكن أن نغض الطرف عن مدلول مفاهيم تمدد الزمن وانكماش الطول وازدياد الكتلة , لأنها ظاهرية , ( كما هو حالنا مع الشمس التي توحي بأنها هي التي تتحرك والأرض ثابتة , فنغض الطرف عن هذه الحركة الظاهرية , ونؤسس ونبني معارفنا وعلومنا على أن الأرض هي التي تدور حول الشمس )
وإذا غضضنا الطرف عن مدلول تلك المفاهيم , لأنها ظاهرية , فإنه من الممكن أن نزيد ( في علومنا ومعارفنا ) سرعة أي من الجسمين بالمقدار الذي نريد , ولن يكون هناك حدّ للسرعة , لأن أياً من الجسمين لا يتأثر فعليا في الحركة .
وعليه ؛ فإذا كان هذا مراد النسبية من تلك المفاهيم , فإن جميع ما جاءت به النسبية , يكون وجوده كعدمه .
٭ وإن قيل : بل المراد منها أن كل واحد من الجسمين يتأثر فعلاً من جراء حركته الفعلية .
٭٭ يقال : لما كانت الحركة بين الجسمين ناتجة , إما عن حركة أحدهما فقط فعلاً , وإما عن حركة كِلا الجسمين فعلاً , ( وللتحقق من ذلك نفترض أن الجسمين ساكنان عند نقطة تخيلية " م " لا ارتباط لها بأي من الجسمين , وبعد وجود الحركة بينهما , فإما أن يبتعد عن النقطة " م " أحد الجسمين , أو كلاهما )
يقال : لما كان منشأ الحركة كذلك , فإنه لتعيين المتحرك منهما فعلاً , ثلاثة احتمالات لا رابع لها , وهي :
1 - إما أن يكون أحد الجسمين ساكناً فعلاً , والجسم الآخر يتحرك فعلاً .
2 - أو يكون الجسمان يتحركان فعلاً , ( وفي أمثلتنا يكونان بجهتين متعاكستين ) وتكون سرعة كل منهما تساوي سرعة الآخر .
3 - أو يكون الجسمان يتحركان فعلاً ( بجهتين متعاكستين ) وتكون سرعة أحدهما أكبر من سرعة الآخر .
فعلى الاحتمال الأول ( الذي يفيد أن الحركة الفعلية لأحد الجسمين فقط ) : فإن الجسم الذي يتحرك منهما فعلاً , حين تصل سرعته إلى سرعة الضوء , ينكمش طوله إلى نقطة الصفر ويتوقف الزمن فيه وتصبح كتلته لانهائية فعلاً , وأما الجسم الساكن فعلاً , فيبقى على حاله , أي : لا ينكمش طوله ولا يتوقف زمنه ولا تزداد كتلته شيئاً , وهذا مناقض للنسبية , لأنها تدعي أن كلاً منهما يحدث له ما يحدث للآخر .
وعلى الاحتمالين الثاني والثالث ( اللذين يفيدان حركة الجسمين معاً فعلاً ) : تكون السرعة بين الجسمين هي مجموع سرعتي الجسمين الفعلية . فعندما تتساوى السرعة بينهما مع سرعة الضوء , فلن يكون أي من الجسمين يتحرك فعلاً بتلك السرعة , لأن هذه السرعة هي مجموع سرعتي الجسمين . ولما كان أيُّ واحد من هذين الجسمين لا يتحرك بسرعة الضوء , فلا يمكن لأي منهما , أن يرصد انكماش الجسم الآخر إلى نقطة الصفر وتوقف زمنه ووصول كتلته إلى اللانهاية في الكِبر , رغم أن السرعة بينهما هي سرعة الضوء . إذن ؛ هذا أيضاً مناقض للنسبية .
٭ وإن قيل : بل مراد النسبية من تلك المفاهيم , أن التغييرات تحدث فعلاً في أحدهما فقط , وظاهراً في الآخر .
٭٭ يقال : إذا كان هذا مراد نسبية أينشتاين من تلك المفاهيم , فإنها بذلك تخرج عن معنى النسبية , لأن جوهر النسبية في نظريات النسبية , يفيد : أن ما يرصده الجسم ( أ ) عن الجسم ( ب ) هو عين ما يرصده ( ب ) عن ( أ ) ( أي : التكافؤ بين الراصدين ) .
وهذا الاحتمال أيضاً مناقض للنسبية .
وبهذا يتضح ؛ أن مدلولات مفاهيم ( انكماش الطول وتمدد الزمن وازدياد الكتلة ) التي ادعتها نسبية أينشتاين , نتيجة الحركة بين الجسمين , متناقضة , ولا تستقيم مع المفهوم العام لنسبية الحركة .
لا خلاف أن ما يُقرَّر من النظريات والمفاهيم والمبادئ العلمية , يقوم على نهاية فهمنا لطبيعة الأشياء المُدرَكة , وعلاقتها ببعضها بعضاً , بما يتوفر لدينا من معارف وعلوم .
ولما كانت هذه المعارف والعلوم محدودة , لأن أفهامنا محدودة , وكان الكون أعظم وأشمل منها , وكان توغلنا فيه متواصل و دؤوب , وبقدر توغلنا في مكوناته وأوصافها , تزداد معارفنا وعلومنا , لما كان كل ذلك , لزم أن ندقق باستمرار في النظريات والمفاهيم العلمية , ونرصد حالها مع تجدد معارفنا ؛ فإن استمرت موافقة لها , فسيلازم ذلك الحكمُ عليها بأنها مازالت صالحة ويحسن العمل بها , وإن خالفتها في كل صورها الجديدة أو في بعضها , وجب علينا آنئذٍ إعادة النظر فيها كاملة لإصلاحها , بالإضافة أو الحذف أو التعديل , وربما لإسقاطها وإلغائها جملة وتفصيلاً .
إن ( نظرية النسبية ) التي وضعها العالم ألبرت أينشتاين عام 1905 م , لا تميز عن غيرها في شيء من ذلك , رغم كل ما يقال عنها من رسوخ قدمها في أسُس العلوم , ومن تأثيرها المباشر وغير المباشر في شتى فروع العلوم التطبيقية والنظرية . فقد أضاف إليها أُستاذ أينشتاين ( مينكوفيسكي ) في عام 1909 م , مفهوم ( المتصل الزماني – المكاني , الزمكان ) . كما أضاف إليها أينشتاين نفسه عام 1916 م , مفهوم ( التعادل بين العطالة والثقالة ) ثم فرق بين ما أتى به أولاً وما أضافه آخراً , فأطلق على الأولى ( نظرية النسبية الخاصة – أو المقيدة - ) وأطلق على الأخيرة ( نظرية النسبية العامة ) . واليوم يتطلع العلماء إلى إيجاد توافق بين ( نظرية النسبية العامة ونظرية الكَمْ ) بتعديل هذه أو تلك , لأن توافقهما سيؤدي , بنظرهم , إلى صياغة النظرية الموحدة للكون برمته .
لقد مضى ما يزيد على مئة عام على ظهور نظرية النسبية , وقد قيل فيها ما لم يُقل في أية نظرية أخرى , وتقدر الدراسات التحليلية التي نُشرت حولها , والأبحاث التفسيرية الجادة لبيان مبهماتها وفك رموزها وتبسيط مفاهيمها , بعشرات الآلاف منذ صدورها وحتى يوم الناس هذا , ولا تفتأ المؤسسات العلمية والتعليمية تتسابق إلى طرح وتقديم الأبسط و الأوضح . ولا يمكن لأحد أن يتجاهل ما فتَّقت هذه النظرية أذهاننا عليه ودفعتها للإبحار والغوص في رحاب هذا الكون الفسيح , وما قدمته تلك الدراسات والتحليلات من تطورات في شتى فروع العلوم , ولكننا رغم ذلك كله , نجد أن هذه النظرية مازالت عصيّة الفهم على كثير من المفكرين والمنظرين , وعلى جمهور كبير من المثقفين , وهذا ما يجعل تساؤلاتنا التالية مُلِحَّة , وتفرض نفسها علينا بشدة :
تُرى ؛ هل أصبح العقل البشري الذي أنتج جميع الحضارات والمدنيات السائدة و البائدة , والذي غاص في أعماق المحيطات وحلق في أجواز الفضاء , هل أصبح عاجزاً عن إدراك وفهم ما جاءت به هذه النظرية ؟ !
أم إن شُرّاح هذه النظرية ومفسريها , رغم كل ما بذلوه وقدموه , قد قصروا في أداء مهامّهم اتجاهها ؟ !
أم إن هذه النظرية تضمّ بين طياتها تناقضاتٍ , يستحيل على العقل البشري السليم ذي المنطق الصحيح قبولها ؟ !
لاشك أن مُضي مئة عام على ظهور نظرية النسبية , وهي مازالت بين أخذ وردّ , يُبين لنا مدى صعوبة الإجابة على هذه التساؤلات إجابة قطعية جازمة .
ولاشك أيضاً أنه من السذاجة أن يقال : إن سبب عدم فهم نظرية النسبية لدى غالبية الناس , هو مخالفتها للحس العام , ولِما اعتاده الناس في حياتهم اليومية .
فكلنا يعلم أن المفكرين والمنظرين وجماهير المثقفين , لا تقف رؤاهم و أنظارهم عند الحس العام .
إنه لمن الثابت أن عدم فهم غالبية البشر لهذه النظرية , هو ما يرونه ويسجلونه من تناقضات في نتائج ما بُنيت عليه , دون أن يجدوا لها حلاً مثبتاً بدليل بَيِّن قطعي .
لذلك فإن خير ما نتلمس به الإجابة على هذه التساؤلات , هو عرض ما يظهر لنا من إخفاق نظرية النسبية وعجزها عن إزالة ما نسجله عليها من تناقضات , لنفتح الباب على مصراعيه , أمام كل مَن لديه الإجابة الكافية الشافية عليها , طالبين منه أن لا يبخل علينا , وأن لا يتوانى ولا يتردد في شيء من ذلك , علَّنا بهذا نصل إلى الإجابة المرجوة عن تساؤلاتنا المُلِحَّة .
بنية نظرية النسبية لألبرت أينشتاين :
إن نظرية النسبية لأينشتاين هي واحدة من نظريات ( الفيزياء النظرية ) التي بسطت نفوذها على علمي الفلك والفيزياء , ولاسيما بعد أن تحققت نبوءتها في انحراف الشعاع الضوئي المار بجوار الشمس عام 1919 م , وهي تقول :
" إن الأثير فرض لا مبرر لوجوده , وإن الموجات الكهرطيسية لا تحتاج إلى وسط يحملها , وسرعتها ثابتة كيفما تم رصدها , وإن لكل جملة حركية زمناً خاصاً بها , فالزمان والمكان نسبيان "
وقد أقام العالم ألبرت أينشتاين نظرية النسبية الخاصة على فرضين اثنين ؛
أحدهما : ( إن قوانين الطبيعة تبقى هي هي في كل المراجع التي يتحرك أحدها بالنسبة لآخر حركة مستقيمة منتظمة )
أي : لا يمكن تحديد حالة الجسم ، هل هو يتحرك حركة مستقيمة منتظمة أم هو ساكن , من خلال تجارب ميكانيكية أو كهربائية أو ضوئية تجري فيه , لأن قوانين الطبيعة تبقى هي هي في كل المراجع التي يتحرك أحدها بالنسبة لآخر حركة مستقيمة منتظمة .
( ثم عمم هذا الفرض في النسبية العامة بتكافؤ العطالة والثقالة , ليشمل المراجع التي يتحرك أحدها بدلالة آخر حركة متسارعة )
والفرض الآخر : ( إن سرعة الضوء ثابتة في الفراغ , سواء أكان المنبع الضوئي ساكناً أم متحركاً , وسواء أكان الراصد ساكناً أم متحركاً )
أي : إن الأثير فرض لا مبرر لوجوده , وإن الأشعة الكهرطيسية التي منها الضوء , لا تحتاج إلى وسط – حامل – في حركاتها .
وقد أ نتج الأخذُ بهذين الفرضين مجتمعين , مفهوم ( التواقت النسبي ) الذي مفاده ( أن لكل جملة حركية زمناً خاصاً بها )
وعن التواقت النسبي تفرعت مفاهيم ( تمدد الزمن وانكماش الطول وازدياد الكتلة )
وعن هذه المفاهيم نتج ( أن مقدار السرعة القصوى للأجسام ذات الكتلة الموجبة في الكون , هو مقدار سرعة الضوء , أي : إن سرعة الضوء هي السرعة القصوى في الكون المنظور ) .
واستدل أينشتاين على صحة نظريته هذه , من خلال قدرتها على التعليل المنطقي للتجربة الشهيرة التي أجراها العالمان ( مايكلسون و مورلي ) عام 1887 م , لتعيين ( الحركة الانسحابية للأرض بدلالة الأثير الساكن ) تلك التجربة التي كانت نتائجها على غير ما توقع العالمان وغير ما أرادا منها , فكانت مفاجئة ومحيرة للعلماء قاطبة , وهزت الأوساط العلمية وزعزعت التعاليم القائمة آنذاك , وبقيت نحو عشرين عاماً دون تعليل وتفسير ( فيزيائي ) منطقي , إلى أن جاء أينشتاين بالنسبية الخاصة عام 1905 م , وقدم بها التعليل المنشود لنتائج تلك التجربة الشهيرة .
وأما الأساس والركن المتين الذي أفاد منه أينشتاين في بناء هذه النظرية , فهو :
( التعليل الفيزيائي والمعادلات الرياضية للعالِمَين فتزجرالد و لورانتز , اللذَين وضعاها لتفسير تجربة مايكلسون و مورلي , والتي تُعرف حتى اليوم بتحويلات لورانتز )
وقد علل لورانتز انكماش الطول في الأجسام المتحركة بقوله : إن المادة مؤلفة من ذرات موجبة وسالبة , وهذه الذرات عبارة عن كرات مشحونة , فإذا تحركت هذه الكرات , تحول شكلها إلى مجسم قطع ناقص يكون محوره في اتجاه الحركة .
فأخذ أينشتاين تحويلات لورانتز كما هي , بعد أن قال بثبات سرعة الضوء وأن الأثير فرض لا مبرر لوجوده , وضمنها نسبيته , التي لا تقوم لها قائمة من غير هذه التحويلات .
منشأ التناقضات الظاهرة في نسبية أينشتاين :
من البدهيات في معارفنا , أن كل حركة لابد لها من مُحرك , وأنه لا يمكن لجسم أن يتحرك من غير قوة تُبذل لتحريكه .
فعندما يتحرك إنسان بدلالة آخر , نقول : إن هناك قوة مبذولة تحركه ؛ وعندما نشاهد قطاراً يتحرك بدلالتنا على سكته , نقول : إن هناك قوة ما تحركه ؛ وعندما نشاهد مركبة فضائية تجوب أجواز الفضاء , نقول : إن هناك قوة ما تحركها ؛ وعندما نرصد جرماً سماوياً يتحرك , نقول : إن هناك قوة ما تحركه ؛ وكذلك نقول في كل جسم يتحرك بالنسبة لآخر : إن هناك قوة مبذولة تحركه . وقد نعلم مصدر تلك القوة المحركة , إذا كانت الحركة تحت سيطرتنا وإرادتنا , وقد نجهله في جميع الحالات .
فكل حركة لابد لها من قوة مبذولة تُنتجها , سواء أعلمنا مصدر هذه القوة المبذولة أم جهلناه .
وإن النسبية الكلاسيكية , نسبية غاليليو ونيوتن , ونسبية أينشتاين , تقرران أنه : إذا كانت هناك حركة مستقيمة منتظمة بين الجسمين ( أ ) و ( ب ) وأردنا تحديد مصدر القوة المنتجة لهذه الحركة من خلال تجارب ميكانيكية – أو كهربائية أو ضوئية - تجري في أي من هذين الجسمين , فإنه يستحيل علينا ذلك , لأن قوانين الطبيعة هي هي في كلا الجسمين .
ونستنتج من ذلك : أن النسبيتين – الكلاسيكية والخاصة لأينشتاين - لم تصوغا هذا الفرض , بل لم تُوضعا أصلاً بكل ما فيهما , إلا لجهل الراصدَين المُطْبِق , في تعيين وتحديد أيٍّ من الجسمين يتحرك حقيقة , بفعل القوة المبذولة , حركة مستقيمة منتظمة , واستحالة ذلك عليهما .
ولقد قبِل العلماء بهذا الوصف و عملوا بمقتضاه , وأقاموا عليه جُل العلوم الكونية التي مازلنا نقطف ثمارها حتى يومنا هذا .
ولكن نسبية أينشتاين بإضافتها للفرض الآخر , فرض ( ثبات سرعة الضوء في الفراغ ) نتج عنها أن الجسم المتحرك حقيقة , حركة مستقيمة منتظمة , بفعل القوة المبذولة , ينكمش طوله وتزداد كتلته ويتمدد الزمن فيه , حقيقة , ( بدليلي : حدية السرعة , ومعضلة التوأمين ) وأنه رغم ذلك , فإن كلاً من الراصدَين , الموجود في الجسم المتحرك حقيقة , والموجود في الجسم غير المتحرك حقيقة , يرصد في الجسم الآخر انكماشاً للطول وازدياداً للكتلة وتمدداً للزمن بالمقادير نفسها . والسؤال المنطقي ههنا : كيف يتقلص طول ( ويتمدد زمن , وتزداد كتلة ) أحد الجسمين حقيقة , بفعل حركته الحقيقية , وهذا المتقلص حقيقة , يرصد تقلص طول الجسم الآخر غير المتحرك حقيقة ؟
فلو ضغطنا المسطرة ( أ ) جهة تدريجاتها , ثم قسنا بها المسطرة ( ب ) غير المضغوطة , فهل من الممكن أن نجد بهذا القياس أن المسطرة ( ب ) هي المضغوطة ؟ أم إن ذلك من المحال ؟
إذن ؛ إن منشأ التناقضات الظاهرة في نسبية أينشتاين , هو رصد هذه التغيرات في كلا الجسمين , رغم أن حدوثها حقيقة , قد يكون في أحدهما فقط !!
بعض التناقضات الظاهرة في نسبية أينشتاين :
تجدر الإشارة , قبل عرض بعض التناقضات المرصودة في نسبية أينشتاين , إلى ثلاثة أمور ؛
أحدها : أن هذه التناقضات المرصودة لا تمس رياضيات النسبية في شيء , وذلك أن دور الرياضيات في بنية نظرية النسبية , بل في بنية النظرية العلمية عموماً , يأتي - كما هو معلوم - بعد وضع فرضياتها ؛ فالنتائج التي تنشأ عن الفروض إيجاباً أو سلباً , لا يد للرياضيات في شيء منها , وإنما وظيفة الرياضات فيها تكون مقتصرة على تعيين نتائج الفروض المُقتَرحة , كالآلة الحاسبة التي تعطي نتيجة ما تضعه أولاً في العملية الحسابية .
والثاني : أن نسبية أينشتاين قائمة على فرض ( ثبات سرعة الضوء في الخلاء )
وهذا الفرض ليس هو فرضاً رياضياً بحتاً .
ولا هو فرض فيزيائي يمكن اختباره عملياً .
وإنما هو فرض فيزيائي ( فكري ) بحت لا يمكن اختباره عملياً .
فهو من قبيل المستحيل عادة , والممكن عقلاً .
بدليل التجارب الفكرية المحضة التي طرحها أينشتاين نفسه لإثبات التواقت النسبي وتمدد الزمن وانكماش الطول .
وبدليل استحالة أن – نُرسل – راصداً على متن مركبة تتحرك بسرعة تقترب من سرعة الضوء – بحسب النسبية نفسها - ثم يرجع إلينا هذا الراصد ويطلعنا على ما سجله من نتائج التجارب التي أجراها على مركبته في حالته تلك .
لذلك ستكون مناقشة هذا الفرض وما نتج عنه بتجارب ( فكرية - فيزيائية ) .
والأمر الثالث : أنه لما كان تماسك فروض النظرية العلمية من عدمه , يظهر من خلال ما ينتج عن هذه الفروض , فستُعرض التناقضات المرصودة فيما نتج عن فرضي النسبية أولاً , ثم يُنظر في تعليل فرضيها لتجربة مايكلسون و مورلي .
1 - ( تركيب الحركات ) :
عندما يتحرك قطار بسرعة ( 50 كم / سا ) بدلالة المحطة , وتتحرك سيارة داخل القطار , باتجاه حركة القطار , بسرعة ( 60 كم / سا ) بدلالة القطار , نقول : إن سرعة السيارة بدلالة المحطة , هي : ( 50 +60 = 110 كم / سا ) .
وأما إذا كانت سرعة هذه السيارة بدلالة المحطة ( 60 كم / سا ) فنقول : إن سرعتها بدلالة القطار , هي : ( 60 - 50 = 10 كم /سا ) .
و لو تحركت السيارة داخل هذا القطار بعكس اتجاه حركة القطار , بسرعة ( 60 كم / سا ) بدلالة القطار , فنقول : إن سرعة السيارة بدلالة المحطة , هي : ( 60 -50 = 10 كم / سا ) .
وأما إذا كانت سرعة السيارة المتحركة بعكس اتجاه حركة القطار , بدلالة المحطة ( 60 كم / سا ) فنقول : إن سرعتها بدلالة القطار , هي : ( 60 + 50 = 110 كم / سا ) .
هذا هو مفاد ( قوانين غاليليو ) من تركيب الحركات .
وقد أقرت بذلك نسبية أينشتاين بعد أن استثنت منها السرعات العالية , فاستبدلت بتحويلات غاليليو ما استنتجته من تحويلات لورانتز في السرعات العالية , فنتج عنها أن حاصل تركيب الحركات , لن يتجاوز سرعة الضوء , مهما كانت سرعة أحدهما بدلالة الآخر . فلو افترضنا أن سرعة القطار ( 200 ألف كم / ثا ) بدلالة المحطة , وأن سرعة السيارة المتحركة باتجاه حركة القطار ( 200 ألف كم / ثا ) بدلالة القطار , فإن سرعة السيارة بدلالة المحطة تكون :
أ - ( 400 ألف كم / ثا ) بحسب نسبية غاليليو ونيوتن , وفق ( تحويلات غاليليو ) .
ب - و تكون ( 276923 كم /ثا ) بحسب نسبية أينشتاين , وفق ما استنتجته من ( تحويلات لورانتز ) .
وتكون مثل ذلك سرعة السيارة بدلالة القطار , فيما لو كانت حركة السيارة , بعكس اتجاه حركة القطار , وبسرعة ( 200 ألف كم / ثا ) بدلالة المحطة .
إن التباينات في النتيجة بين النسبيتين , ظاهرة ولا تحتاج إلى مزيد إيضاح .
فأي النسبيتين محقة فيما ذهبت إليه في تركيب السرعات العالية ؟ أهي نسبية غاليليو ونيوتن ؟ أم نسبية أينشتاين ؟
لنتحقق من ذلك من خلال التجربة ( الفكرية - الفيزيائية ) التالية :
لنتخيل أن لدينا قطاراً طوله ( 500 ألف كم ) , وأنه توجد سيارة داخل هذا القطار عند مقدمته , ووجهتها نحو مؤخرته . ولنفرض أننا ربطنا السيارة بسلك متين ( من الفولاذ ) و أمررنا هذا السلك على طول أرض القطار , ثم أخرجناه من نهايته , و أمررناه على بكرة مثبتة على محور أفقي ثابت في المحطة , يشكل مع القطار صورة الحرف ( t ) اللاتيني (غير أن القطار والمحور مفصولان عن بعضهما ) , ثم أخذنا نهاية السلك من أسفل البكرة وربطناه في مؤخرة القطار , بحيث إذا تحرك القطار بدلالة المحطة , سحب معه السلك من أسفل البكرة , فتتحرك السيارة داخل القطار بعكس اتجاهه بدلالة المحطة .
فلو تحرك هذا القطار بدلالة المحطة بسرعة ( 250 ألف كم / ثا ) ؛
فكم ستكون سرعة السيارة بدلالة المحطة ؟
وكم ستكون سرعة السيارة بدلالة القطار ؟
الجواب :
أولاً : إن سرعة السيارة المتحركة بعكس اتجاه حركة القطار بدلالة المحطة , هي سرعة القطار نفسها بدلالة المحطة ( 250 ألف كم / ثا ) , لأن السيارة بالنسبة للمحطة , هي جزء من القطار , كعربة يجرها وراءه .
ثانياً : إنني لا أرى أن الإجابة الصحيحة على الجواب الثاني إلا في تحويلات غاليليو , التي تنص في الإجابة على ذلك , على وجوب جمع الحركتين بالنسبة للمحطة جمعاً فقط , وعليه ؛ فإن سرعة السيارة بدلالة القطار هي : ( 250000 + 250000 = 500 ألف كم / ثا ) . ولإثبات صحة هذا الجواب , نعيد التجربة بعد أن نرسل ( خالداً ) إلى داخل القطار ليرصد حركة السيارة فيه , وهو لا علم له بحال السلك , ويجلس في نهاية القطار , في موضع لا يستطع من خلاله رصد شيء خارج القطار .
فعندما يكون القطار ساكناً بالنسبة للمحطة , تكون السيارة ساكنة أيضاً بالنسبة لخالد . ولنفرض أن القطار تحرك حركة منتظمة بدلالة المحطة بسرعة ( 250 ألف كم / ثا ) وخالد لا يشعر بهذه الحركة , أي : يبقى القطار ساكناً بالنسبة له ( وهذا مُسلَّم به في نظريات النسبية ) , وبحركة القطار تتحرك السيارة داخله ويرصد خالد حركتها , ولنفرض أن ساعة خالد عند ابتداء الحركة كانت تشير إلى ( صفر ) بدلالة القطار . فعندما يقطع القطار ( ثانية واحدة بدلالة المحطة ) تكون ساعة خالد تشير أيضاً إلى ثانية واحدة فقط بدلالة القطار ( أي : إن المحطة قد قطعت في حركتها ثانية واحدة بدلالة القطار – بالنسبة لخالد - ) لأن الحركة نسبية بين القطار والمحطة , سواء أرصدها مَن بداخل القطار أم لم يرصدها . وفي هذه الأثناء تكون السيارة قد وصلت إلى نهاية القطار , إلى مكان جلوس خالد , لأن مقدمة القطار تهرب من السيارة بسرعة ( 250 ألف كم / ثا ) , بفعل حركته بدلالة المحطة , والسيارة تتقدم نحو مؤخرته , بفعل جر القطار إياها بنفس مقدار السرعة , أي : تكون السيارة قد قطعت طول القطار البالغ ( 500 ألف كم ) في ثانية واحدة بدلالة خالد الجالس داخل القطار ( الساكن بالنسبة له ) ؛ وفي هذا دليل بيِّن على أن سرعة الضوء ليست هي السرعة القصوى المرصودة في الكون , وأن ما استنتج من تحويلات لورانتز في تركيب الحركات , لا تصح في تركيب الحركات النسبية .
فليُتأمل ذلك ملياً .. !!
2 - ( انكماش الطول وتمدد الزمن وازدياد الكتلة ) :
نتج عن مفهوم التواقت النسبي في نسبية أينشتاين : أن الجسم المتحرك ينكمش طوله ويتمدد الزمن فيه وتزداد كتلته بالنسبة للجسم الساكن بدلالته , ولما كانت الحركة نسبية بين الجسمين , فإن كلاً منهما يرصد انكماش الجسم الآخر بالنسبة له وتمدد الزمن فيه وازدياد كتلته , وعندما تتساوى السرعة بينهما مع سرعة الضوء , فإن كلاً منهما , وفق فرض ثبات سرعة الضوء و تحويلات لورانتز , يرصد أن الجسم الآخر قد انكمش إلى نقطة الصفر , وأن الزمن فيه قد توقف , وأن كتلته أصبحت لانهائية في الكِبر . وينتج عن ذلك استحالة وجود جسم يتحرك بالنسبة لآخر بأسرع من الضوء , لأنه لزيادة سرعة جسم على سرعة الضوء , يحتاج إلى طاقة لانهائية – لتحريك الكتلة اللانهائية - أي : يحتاج إلى أعظم من طاقة الكون المرصود كافة , وهذا أمر محال .
وبالرغم مما تقدم في التجربة المذكورة ( في تركيب الحركات ) التي ترد وتُبطل ما نتج عن مفاهيم ( انكماش الطول وتمدد الزمن وازدياد الكتلة ) فإن تساؤلات منطقية عن تعيين المراد من هذه المفاهيم , قد تزيد من رسوخ ما نتج عن تلك التجربة .
فما هو المراد من مفاهيم انكماش الطول وتمدد الزمن وازدياد الكتلة في نظرية أينشتاين النسبية ؟
هل المراد منها : أن هذه التغييرات , ظاهرية فقط في كِلا الجسمين اللذين بينهما حركة نسبية ؟
أم المراد منها : أن هذه التغييرات , تحدث فعلاً – حقيقة – في كِلا الجسمين معاً , جراء الحركة الفعلية لكل واحد منهما ؟
أم المراد منها : أن هذه التغييرات , تحدث فعلاً في أحدهما , وظاهراً في الآخر ؟
٭ فإن قيل : المراد منها أنها حوادث ظاهرية فقط , في كِلا الجسمين .
٭٭ يقال : فإذن ؛ من الممكن أن نغض الطرف عن مدلول مفاهيم تمدد الزمن وانكماش الطول وازدياد الكتلة , لأنها ظاهرية , ( كما هو حالنا مع الشمس التي توحي بأنها هي التي تتحرك والأرض ثابتة , فنغض الطرف عن هذه الحركة الظاهرية , ونؤسس ونبني معارفنا وعلومنا على أن الأرض هي التي تدور حول الشمس )
وإذا غضضنا الطرف عن مدلول تلك المفاهيم , لأنها ظاهرية , فإنه من الممكن أن نزيد ( في علومنا ومعارفنا ) سرعة أي من الجسمين بالمقدار الذي نريد , ولن يكون هناك حدّ للسرعة , لأن أياً من الجسمين لا يتأثر فعليا في الحركة .
وعليه ؛ فإذا كان هذا مراد النسبية من تلك المفاهيم , فإن جميع ما جاءت به النسبية , يكون وجوده كعدمه .
٭ وإن قيل : بل المراد منها أن كل واحد من الجسمين يتأثر فعلاً من جراء حركته الفعلية .
٭٭ يقال : لما كانت الحركة بين الجسمين ناتجة , إما عن حركة أحدهما فقط فعلاً , وإما عن حركة كِلا الجسمين فعلاً , ( وللتحقق من ذلك نفترض أن الجسمين ساكنان عند نقطة تخيلية " م " لا ارتباط لها بأي من الجسمين , وبعد وجود الحركة بينهما , فإما أن يبتعد عن النقطة " م " أحد الجسمين , أو كلاهما )
يقال : لما كان منشأ الحركة كذلك , فإنه لتعيين المتحرك منهما فعلاً , ثلاثة احتمالات لا رابع لها , وهي :
1 - إما أن يكون أحد الجسمين ساكناً فعلاً , والجسم الآخر يتحرك فعلاً .
2 - أو يكون الجسمان يتحركان فعلاً , ( وفي أمثلتنا يكونان بجهتين متعاكستين ) وتكون سرعة كل منهما تساوي سرعة الآخر .
3 - أو يكون الجسمان يتحركان فعلاً ( بجهتين متعاكستين ) وتكون سرعة أحدهما أكبر من سرعة الآخر .
فعلى الاحتمال الأول ( الذي يفيد أن الحركة الفعلية لأحد الجسمين فقط ) : فإن الجسم الذي يتحرك منهما فعلاً , حين تصل سرعته إلى سرعة الضوء , ينكمش طوله إلى نقطة الصفر ويتوقف الزمن فيه وتصبح كتلته لانهائية فعلاً , وأما الجسم الساكن فعلاً , فيبقى على حاله , أي : لا ينكمش طوله ولا يتوقف زمنه ولا تزداد كتلته شيئاً , وهذا مناقض للنسبية , لأنها تدعي أن كلاً منهما يحدث له ما يحدث للآخر .
وعلى الاحتمالين الثاني والثالث ( اللذين يفيدان حركة الجسمين معاً فعلاً ) : تكون السرعة بين الجسمين هي مجموع سرعتي الجسمين الفعلية . فعندما تتساوى السرعة بينهما مع سرعة الضوء , فلن يكون أي من الجسمين يتحرك فعلاً بتلك السرعة , لأن هذه السرعة هي مجموع سرعتي الجسمين . ولما كان أيُّ واحد من هذين الجسمين لا يتحرك بسرعة الضوء , فلا يمكن لأي منهما , أن يرصد انكماش الجسم الآخر إلى نقطة الصفر وتوقف زمنه ووصول كتلته إلى اللانهاية في الكِبر , رغم أن السرعة بينهما هي سرعة الضوء . إذن ؛ هذا أيضاً مناقض للنسبية .
٭ وإن قيل : بل مراد النسبية من تلك المفاهيم , أن التغييرات تحدث فعلاً في أحدهما فقط , وظاهراً في الآخر .
٭٭ يقال : إذا كان هذا مراد نسبية أينشتاين من تلك المفاهيم , فإنها بذلك تخرج عن معنى النسبية , لأن جوهر النسبية في نظريات النسبية , يفيد : أن ما يرصده الجسم ( أ ) عن الجسم ( ب ) هو عين ما يرصده ( ب ) عن ( أ ) ( أي : التكافؤ بين الراصدين ) .
وهذا الاحتمال أيضاً مناقض للنسبية .
وبهذا يتضح ؛ أن مدلولات مفاهيم ( انكماش الطول وتمدد الزمن وازدياد الكتلة ) التي ادعتها نسبية أينشتاين , نتيجة الحركة بين الجسمين , متناقضة , ولا تستقيم مع المفهوم العام لنسبية الحركة .
