الحوار المتمدن - موبايل



في نسبية الزمن

جواد البشيتي

2017 / 9 / 14
الطب , والعلوم


جواد البشيتي
كم هو مألوف وعادي وبديهي هذا الشيء الذي نَدْعوه "الزمن"؛ ولو ظَلَلْنا نَفْهَم "الزمن" كما اعتادت أذهاننا فهمه، منذ القِدَم، أو كما فهمه نيوتن، وأراد لنا أنْ نفهمه، لَمَا استبدَّ بنا الشعور بتهافُت المنطق؛ فإنَّ ما اكتشفه آينشتاين في أَمْر "الزمن" قد أَشْعَرَنا أنَّ هذا الشيء (أيْ الزمن) سيظل مُسْتَغْلَقاً علينا فهمه ما بَقِيَت "كفَّة المنطق" ترجح على "كفَّة الخيال" في تفكيرنا فيه؛ فلا لغز محيِّراً للألباب أكثر من "لغز الزمن".
كم عُمْركَ الآن؟ وكم عُمْري؟
إذا كان عُمْركَ الآن 30 عاماً، وعُمْري (الآن) 40 عاماً؛ فَكَمْ يصبح عُمْركَ، إذا ما أصبح عُمْري 60 عاماً؟
يصبح عُمْرَكَ 50 عاماً؛ فالفَرْق بين عُمْرَيْنا ثابت لا يتغيَّر أبداً، وهو 10 أعوام؛ فأنا أظل أكبر منكَ عُمْراً 10 أعوام، مهما تقادم بنا الزمن.
أليس في هذه الإجابة كل معاني "البديهية"؟!
وفي "بديهية" أخرى مشابهة، أقول إنَّ البِنْت أصغر عُمْراً من أُمِّها؛ ولا بدَّ من أنْ تظل أصغر منها عُمْراً مهما كَبِرتا (عُمْراً).
هذا ما يقوله، ويقول به، الناس جميعاً، ومنهم نيوتن؛ وهذا ما يقره "المنطق"؛ أمَّا آينشتاين فيرى رأياً آخر، رأياً فيه من "الصواب" ما يحعله يبدو منافياً لـ "المنطق" الذي اعتادت أذهاننا التفكير بما يتوافق مع قواعده.
لقد اكتشف آينشتاين في أمْر "الزمن" ما يسمح بجَعْل عُمْركَ أكبر من عُمْري، وبجَعْل البِنْت أكبر عُمْراً من أُمِّها!
كيف؟
سأُجيب عن هذا السؤال في منتهى البساطة.
نأتي بالأُمِّ، ونَضَعَها في مَرْكَبة فضائية، تنطلق من الأرض في رحلة فضائية، تستغرق، ذهاباً وإياباً، 10 ساعات (مثلاً) بحسب ساعة المَرْكَبة، أو ساعة الأُم.
ما قُلْناه حتى الآن لا يجيب عن السؤال (كيف؟).
وفي الإجابة عن هذا السؤال، نقول الآن إنَّ على هذه المَرْكَبَة (ولو سارت في خطٍّ مستقيم) أنْ تزيد سرعتها في استمرار (أنْ تزيدها كل ثانية) حتى تُقارِب (أقول "تُقارِب"، ولا أقول "تَعْدِل") سرعة الضوء (التي هي 300 ألف كيلومتر في الثانية الواحدة تقريباً).
لقد بلغت المَرْكَبَة "محطتها النهائية" في الفضاء، ثمَّ استدارت، بادئةً رحلة العودة إلى الأرض؛ فلمَّا وَصَلَت، زاد عُمْر الأُم (زيادة حقيقية، لا وهمية) 10 ساعات فحسب؛ أمَّا عُمْر ابْنَتها فزاد (زيادة حقيقية، لا وهمية) 40 عاماً (مثلاً). وهكذا أصبحت الأُم أصغر عُمْراً من ابْنَتها!
وهذا الذي قُلْت هو قولٌ فيزيائي رصين مُحْكَم، لا أثر فيه للوَهْم، وتؤيِّده تجارب فيزيائية أُجْرِيَت.
إنَّه "التسارُع (بمعنى الزيادة المستمرة في السرعة)" وصولاً إلى سرعة تُقارِب سرعة الضوء (مع أنَّ بلوغ هذه السرعة ليس شَرْطاً في حدِّ ذاته) الذي فيه يَكْمُن سبب تباطؤ الزمن عند الأُم المسافرة؛ وهذا التباطؤ يمكن الحصول عليه من طريق أخرى، هي "الجاذبية"؛ فلو عاشت الأُم على سطح كوكب جاذبيته عند سطحه أعظم كثيراً من الجاذبية عند سطح كوكب الأرض لتباطأ الزمن عندها أيضاً.
ما اكتشفه آينشتاين في أمْر الزمن حلَّ لنا، ولو نظرياً حتى الآن، مشكلة غزو أقاصي الفضاء أو الكون.
مِنْ قَبْل، استعصى علينا (نظرياً) حل مشكلة سَفَر الإنسان إلى كوكب يَبْعُد عن الأرض 1000 مليون سنة ضوئية، مثلاً؛ فكيف لإنسان، ولو سارت مَرْكَبته بسرعة الضوء (وهذا أمْرٌ مستحيل) أنْ يَصِل إلى هذا الكوكب؟!
لا وجود لإنسان يعيش 1000 مليون سنة (أو أقل، أو أكثر).
إنَّ بعض الحقائق الفيزيائية أغرب حتى من الخيال؛ فالإنسان يستطيع (إذا ما تسارعت مركبته حتى قاربت سرعتها سرعة الضوء) أنْ يَصِل إلى هذا الكوكب (البعيد جِدَّاً) وأنْ يعود منه إلى الأرض في دقيقة واحدة، بحسب ساعة هذا الإنسان المسافِر!
لقد زاد عُمْره (زيادة حقيقية، لا وهمية) في رحلته (ذهاباً وإياباً) دقيقة واحدة فحسب؛ فلَمَّا عاد إلى الأرض، وسأل عن أُمِّه، أَخْبروه أنَّها ماتت قَبْل نحو 1200 مليون سنة (مثلاً)!
هذا الإنسان، وبرحلته الفضائية هذه، إنَّما سافَر في الزمن، فَزَار (إذْ عاد إلى كوكب الأرض) مستقبل الأرض.
عندما وَصَل مسافرنا إلى الكوكب البعيد رأى هذا الكوكب في حاضره؛ وعندما عاد إلى الأرض رأى كوكبنا في مستقبله، أيْ في الهيئة التي سيكون عليها بعد 1200 مليون سنة من انطلاقه في رحلته. ولو نَظَرَ مسافِرنا، قبل انطلاقه في رحلته الفضائية، بـ "عَيْنٍ اصطناعية متطورة (تِلِسْكُوب)" إلى الكوكب البعيد الذي يعتزم زيارته، لرآهُ في الهيئة التي كان عليها قبل 1000 مليون سنة؛ وها هو (مسافرنا) سيراهُ بعد نصف دقيقة (بحسب ساعته، أو ساعة مَرْكبته) في الهيئة التي أصبح عليها بعد نحو 600 مليون سنة.
حتى مفهوم "الآن (أو الحاضر)" مزَّقه آينشتاين إرباً إرباً؛ كيف؟
أنتَ "الآن" في الليل، تَكْتُب رسالة؛ وما أنْ فَرَغْتَ من كتابة عبارة "عزيزتي سين.." حتى سمعتَ دوي انفجار، وقع في مكان يبعد عنكَ 5 كم، ورَأَيْتَ نجماً ينفجر في السماء، ويبعد عن كوكب الأرض مليون سنة ضوئية.
إنَّها ثلاثة أحداث متزامنة، من وجهة نظركَ، أو بحسب ساعتكَ؛ لكنها من وجهة نظر آينشتاين (أيْ من وجهة نظر الفيزياء) ليست متزامنة؛ فالانفجار وَقَع قَبْل سماعكَ دويه، والنجم انفجر قبل مليون سنة؛ وانفجار النجم هذا شاهده سكَّان كوكب أقرب إلى النجم من كوكبنا قبل نصف مليون سنة مثلاً؛ وسوف يشاهده سكَّان كوكب آخر بعد 1000 مليون سنة مثلاً.
الزمن يتباطأ ويتسارع؛ لكن هذا لا يعني أنَّ في مقدوركَ إطالة أو تقصير عُمْركَ؛ فأنتَ مِنْ وجهة نظر سكَّان الأرض (وبحسب ساعتهم) قد تستمر على قَيْد الحياة ملايين السنين في مَرْكبتكَ التي تسير مبتعدة عن كوكب الأرض بسرعة متزايدة؛ أمَّا مِنْ وجهة نظرك (وبحسب ساعتكَ) فَلَمْ تستغرق رحلتك (ذهاباً وإياباً) إلاَّ بضع دقائق، أو بضع ساعات، أو بضعة أشهر.
هل للزمن عُمْر؟ وكم عُمْره إذا ما كان له عُمْر؟
عن هذا السؤال، سأُجيب إجابة غير مُقْتِنع بصوابها، وإنْ أيَّدتها غالبية علماء الكوزمولوجيا من القائلين بنظرية "الانفجار الكبير" Big Bang.
هؤلاء يقولون بنشأة الكون (أيْ بنشأة كل شيء) قبل نحو 13.7 بليون سنة؛ ويقولون بنشأته من طريق (أو بواسطة) هذا "الانفجار" الذي ليس كمثله انفجار. ويقولون، أيضاً، بنشأة الزمن بهذا "الانفجار" قبل نحو 13.7 بليون سنة؛ وهذا إنَّما يعني أنَّ عُمْر هذا المخلوق المسمَّى "الزمن" 13.7 بليون سنة؛ إنَّه في ريعان شبابه!







التعليقات


1 - متعة علمية وذات فائدة
احمد السيد علي ( 2017 / 9 / 14 - 20:58 )


أستاذ جواد

، وانا استرسل في القراءة في السهل الممتنع

اجد نفسي احلق معك في الزمن، فكان استاذي الراحل د محمد عبد اللطيف مطلب في كلية


العلوم جامعة بغداد في سبعينيات القرن المنصرم يتحفنا بأمثلة في الفيزياء وبالنظرية النسبية تقترب بما كتبته
تحياتي


2 - امور معقدة
ايدن حسين ( 2017 / 9 / 15 - 08:08 )
زمن الزمن .. او عمر الزمن
وجود الوجود .. انعدام العدم .. صوت الصوت .. طول الطول .. الخ
عندما تزداد السرعة او الجاذبية .. هل فعلا تتباطأ الزمن .. ام تتباطا الاحداث فقط
هل تتباطأ زمن الخلية .. ام تتباطا فقط العمليات الكيميائية داخل الخلية .. مؤديا بذلك الى تباطؤ في شيخوخة الخلية
اذا كنا نعتبر الزمن مجرد الاحداث .. فالزمن تتباطأ
اما اذا كان الزمن شيئا اخر غير الاحداث .. فالزمن لا تتباطأ .. فقط الشيخوخة تأتي بعد فترة اطزل من السابق
و احترامي
..


3 - فهل تتفق معى ؟
حسن عبد اللطيف ( 2017 / 12 / 8 - 14:28 )
الأستاذ الفاضل

كل الشكر والتقدير على هذا المقال الدسم الممتع .. وأرجو أن تسمح لى بتعليق بسيط

أنت حدثتنا عن شخص قرر أن يذهب الى كوكب يبعد عن الأرض مسافة مليار سنة ضوئية مستخدما مركبة فضاء .. وأن هذه المركبة سوف -تتسارع- حتى تبلغ سرعة قريبة من سرعة الضوء حيث يصل الى ذلك الكوكب فى بضع دقائق (حسب ساعته) .. هذا حسن - والآن دعنا نثير السؤال الآتى:
نفرض أن ذلك الرجل كان يمسك فى يديه تليسكوبا يشاهد فيه الأحداث على سطح ذلك الكوكب البعيد .. ولتكن هذه الأحداث مثلا هى عملية دوران الكوكب حول نفسه وحول النجم الذى يتبعه ..
ولنفرض أن المركبة الفضائية التى يستقلها الرجل بدأت فى الحركة والتسارع دون أن يفارق التليسكوب يد الرجل
المفروض أن الرجل يرى من خلال التليسكوب الأحداث الماضية قبل مليار سنة .. والمفروض أنه بعد دقائق سيصل الى الكوكب ليرى الأحداث الحاضرة !!
ترى : كيف انتقلت الأحداث (المرئية فى التليسكوب) فجأة من الماضى السحيق الى الحاضر ؟
الجواب الذى أعتقده بينى وبين نفسى هو أن الأحداث على الكوكب ستتسارع جدا فى عين الرجل (خلال تلك الدقائق) كشريط فيديو نقوم بإسراعه لنصل الى نهايته فى دقيقة أو أكثر


4 - حول قوانين الفيزياء
حسن عبد اللطيف ( 2017 / 12 / 8 - 14:45 )
شريط الفيديو فى هذه الحالة هو شعاع الضوء (الممتد بين النجم والأرض) والمسجل عليه الأحداث .. والسير عكس اتجاه ذلك الشعاع (وطبقا لتأثير دوبلر) يعنى زيادة تردده جدا بحيث أن الصور التى ينقلها تتسارع -تماما- كشريك الفيديو المتسارع .. وكأن تلك الموجات الضوئية انضغطت فى مسافة أقل .. وهذا ما يحدث فعلا للمسافة فى اتجاه الحركة (المنتظمة) .. وكلما كانت تلك السرعة المنتظمة أكبر كلما كان الانضغاط أعظم طبقا للنسبية الخاصة ..

الآن .. المركبة تتحرك بسرعة ثابتة منتظمة قريبة من سرعة الضوء .. فى تلك الحالة نقول بأن الرجل موجود فى نظام مرجعى قصورى ولا شك ان قوانين الفيزياء كلها تعمل عنده كما تعمل على الأرض .. ولكنه إذا نظر فى التليسكوب فإنه يرى كوكبا (ذو كتلة معتبرة) تتوالى أحداثه بسرعة خرافية - فهو مثلا يدور حول شمسه بسرعة هائلة تتجاوز سرعة الضوء محتفظا بمداره .. !!!!
فكيف يمكن القول بأن قوانين الفيزياء فى ذلك النظام القصورى سارية مطبقة ؟
أعتقد أنه لابد من التضحية بشىء ما من أجل استمرار المبدأ الأول للنسبية


5 - رد على الأستاذ حسن عبد اللطيف
جواد البشيتي ( 2017 / 12 / 13 - 17:50 )
تحياتي عزيزي
الجواب باختصار هو أنَّ النظام في هذه الرحلة الافتراضية هو نظام لاقصوري؛ هو نظام تسارعي


6 - رد - 1
حسن عبد اللطيف ( 2017 / 12 / 13 - 19:38 )

شكرا استاذ جواد على الرد

قبل ان يتوصل اينشتين الى النسبية العامة كان مقتنعا تماما من خلال نظريته للنسبية الخاصة أن الزمن يكون أبطأ فى النظام القصورى ذى السرعة المنتظمة -دون ذكر للتسارع- .. كان ما قدمه من برهان على ذلك كاف تماما لاقتناعه واقتناع القراء بهذه الحقيقة .. ففى معادلة الزمن الشهيرة هناك تناسب عكسى بين سرعة تدفق الزمن (سرعة دوران عقارب الساعة) وبين السرعة (المنتظمة) للنظام .. وبإلقاء نظرة سريعة على برهان ذلك فى النسبية الخاصة ستقتنع انت أيضا بتلك الحقيقة دون الحاجة لوجود التسارع

من خلال مناقشاتى مع سيادتكم مرات عديدة أعلم جيدا انك تعتقد أن التسارع (((فقط))) هو المسئول عن ذلك التباطوء الزمنى وليس السرعة المنتظمة .. وأن النظام متى زادت سرعته من الصفر الى سرعة نهائية ثابتة فإن الزمن بداخله يتباطأ بسبب ذلك التسارع .. فإن استمرمتحركا بتلك السرعة النهائية الثابتة فإن التباطؤ - الذى أحدثه التسارع - يبقى موجودا بداخل النظام .. فإذا تعرض لفرامل وعاد للسكون فإن الزمن يعود سريعا كما كان قبل بدء الحركة ..

هذا الكلام أتفق معك فيه تماما .. رغم انك لا تعلم لماذا يسبب التسارع ذلك البطء


7 - رد - 2
حسن عبد اللطيف ( 2017 / 12 / 13 - 19:52 )
ولو أننى سألتك لماذا تسبب الجاذبية ذلك التباطؤ فلن نجد عندك أو عند آينشتين ردا .. فقط هو تلازم الحوادث تلازم السبب بالنتيجة لا أكثر

ما أردت الإشارة اليه فقط هو أن السفينة الفضائية بعد أن تصل الى سرعة ثابتة (أقل من سرعة الضوء) ستستمر متحركة بتلك السرعة زمنا محددا قبل الوصول الى الكوكب .. أى أنها صارت نظاما قصوريا ..

أنت تفترض أنه ببلوغ السرعة النهائية يكون الرجل قد وصل الى سطح الكوكب - وهذا افتراض تعسفى - فالأكثر واقعية (وعملية) هو أن يصل لسرعة نهائية ثابتة يظل منطلقا بها كنظام قصورى عدد من الساعات أو الأيام يشاهد خلالها فى تتابع الأحداث على ذلك الكوكب متسارعة جدا بالنسبة اليه بحيث يتحقق (( الاتصال )) فى تسلسل تلك الحوادث من الماضى السحيق وحتى حاضره فى تلك السفينة .. وهذا التسارع الحادث فى نظام قصورى سيكون غير مبرر من جهة قوانين الفيزياء فى الأنظمة القصورية .. أنا متمثل الموقف للغاية وأدعوك بإخلاص أن تعيد النظر فى القضية

مع خالص التحية والتقدير


8 - رد ثانٍ على الأستاذ حسن عبد اللطيف
جواد البشيتي ( 2017 / 12 / 17 - 19:11 )
أستاذ حسن عبد اللطيف
بدايةً، أشكرك كل الشكر على جودة وحصافة وذكاء تعليقاتك.
أعتذر إليك عن تأخري في الرَّد والذي سببه اشتداد مرض ديسك الرقبة عليَّ حتى أني توقَّفت (وما زلت) عن الكتابة.
ولهذا السبب لن أتمكن من التوسُّع في الرَّد مع أني شديد الرغبة في ذلك.
لماذا التسارع (والجاذبية باشتدادها) يتسبب في إبطاء الزمن؟ لأنَّ التسارع له فِعْل -إبطاء كل تغيير ضمن النظام المتسارع-.
بطء الزمن في النظام المتسارع أو اللاقصوري هو بطء فعلي حقيقي؛ أمَّا بطء الزمن في النظام القصوري (حيث تعمل النسبية الخاصة) فهو خادع غير حقيقي.
افتراضي الذي تحدَّثْتَ عنه منتقِداً هو فعلاً افتراض تعسفي؛ فغايتي كانت الاختصار توصُّلاً إلى إبراز فكرة أخرى.
كل التحية لك


9 - أجمل الأمنيات بالشفاء
حسن عبد اللطيف ( 2017 / 12 / 26 - 06:41 )

أستاذنا جواد البشيتى

دعاء الى الله منى ومن كل محبينك بالصحة والشفاء السريع والعودة الى الكتابة من جديد

اخر الافلام

.. فوائد الثوم تطيح بأنواع من السرطانات


.. سامسونغ تطور تلفزيونا يمكن التحكم به بـ-الدماغ-


.. -دعوة باريس-.. مبادرة لتنظيم الانترنت




.. بتحلى الحياة – فقرة الطبخ مع الشيف شادي ناصيف – حساء ياباني


.. حقائق جديدة حول هجمة اختراق فيسبوك وانطباع أولي للـ Mate 20