الفيسبوك
التويتر
اليوتيوب
الانستغرام
لينكدإن
تيلكرام
بنترست
بودكاست
الحوار المتمدن
- موبايل
الموقع
الرئيسي
أين يكمن السبب في تباطؤ الزمن؟
جواد البشيتي
2013 / 10 / 27الطب , والعلوم
"تباطؤ الزمن"، و"توقُّف الزمن (التَّام)"، و"السَّفر في الزمن (إلى المستقبل؛ وثمَّة من يتحدَّث عن السَّفر في الزمن إلى الماضي)"، و"ولادة الزمن"، و"عُمْر الزمن"، و"موت الزمن"، و"الزمن النسبي (أو نسبية الزمن)"، و"الزمن المُطْلَق"؛ وغير ذلك من مصطلحات ومفاهيم خاصة بالزمن.
وفي هذه المقالة، سأتحدَّث فحسب عن "تباطؤ الزمن"، وعن الصِّلة السببية لهذا التباطؤ بـ "التسارع".
لقد أصبح "تباطؤ (أو تمدُّد) الزمن" حقيقة فيزيائية لا ريب، ولا جدال، فيها؛ ويعود الفضل في ذلك، في المقام الأوَّل، إلى آينشتاين، في نظريتيه "النسبية الخاصة"، و"النسبية العامة".
وعن ظهر قلب، حَفِظَ كثيرٌ من المُهْتَمِّين بأمر "تباطؤ الزمن" عبارتيِّ "الساعة المتحرِّكة أبطأ من الساعة الساكنة"، و"الجسم الأسرع هو الذي يبطؤ فيه الزمن أكثر".
دَعوني، أوَّلاً، أَتَصَوَّر الموضع (أو المكان، أو المُخْتَبَر، أو المَرْجِع، أو الإطار المرجعي) الذي فيه سنُراقِب، ونَخْتَبِر، حركة الزمن، على شكل، أو هيئة، "حُجْرَة صغيرة شفَّافة، فيها مُراقِب (أيْ شخص) مزوَّد كل ما يَلْزَمه من أدوات وأجهزة (وأشياء أخرى) للقياس والاختبار، ومنها الساعة".
وقَبْل أنْ نَنْظُر إلى الأمر بعَيْن "النسبية العامة"، دَعونا نَنْظُر إليه بعين "النسبية الخاصة"، وأنْ نُهيِّئ، من ثمَّ، مسرح العمل الخاص بها.
وتهيئةً لهذا المسرح، لا بدَّ أوَّلاً من أنْ نَضَع تلك الحُجْرة في فضاء لا وجود فيه للجاذبية؛ لا وجود فيه لحقول (ومصادِر ومنابع) الجاذبية؛ لا وجود فيه للأجسام الضخمة (كالكواكب والنجوم). إنَّنا نريد لحُجْرتنا هذه أنْ تكون بمنأى عن الجاذبية؛ ولا بدَّ، من ثمَّ، من أنْ تكون الحُجْرة "ساكنة"، أو تسير (تتحرَّك) في هذا الفضاء؛ لكن بسرعة ثابتة (لا تزيد، ولا تنقص) وفي الاتِّجاه نفسه (أيْ في خطٍّ، أو مسارٍ، مستقيم).
هل يبطؤ الزمن في هذه الحُجْرَة؟
في إجابتي الواضحة (التي لا لبس فيها) عن هذا السؤال، أقول: كلاَّ، إنَّ الزمن لا يبطؤ (لا يتمدَّد) فيها؛ لا يبطؤ فيها ولو كانت سرعتها 280 ألف كيلومتر في الثانية الواحدة.
الزمن لا يبطؤ في هذه الحجرة ما دامت تسير في "هذا" الفضاء، في مسارٍ مستقيم، وفي سرعة ثابتة (أكانت هذه السرعة 280 متر في الثانية أم 280 ألف كيلومتر في الثانية).
وإنِّي لأسْمَع الآن مُعْتَرِضاً يقول إنَّ الساعة في هذه الحُجْرَة هي ساعة متحرِّكة لا ساكنة (ولا بدَّ للزمن من أن يبطؤ في الساعة المتحرِّكة) وإنَّ هذه الحُجْرَة تسير بسرعة تُقارِب سرعة الضوء (والتي هي السرعة القصوى في الكون والطبيعة) ولا بدَّ للزمن فيها، من ثمَّ، من أنْ يسير في بطء شديد.
وردَّاً على هذا الاعتراض أقول: كلاَّ، إنَّ هذه الحُجْرة، مع ساعتها، ساكنة، غير متحرِّكة؛ فالحُجْرة تكون ساكنة ما بَقِيَت بمنأى عن قوى خارجية، تَدْفعها، أو تسحبها، وما بَقِيَت تسير في مسارٍ مستقيم، ولو سارت فيه بسرعة ثابتة تُقارِب سرعة الضوء؛ فإنَّ جوهر الأمر هو "كيف" تتحرَّك الحُجْرة، لا "كَمْ" سرعتها (أو حركتها).
حتى الآن، لم نُغادِر مسرح عمل "النسبية الخاصة"؛ ولسوف نأتي بحُجْرَةٍ ثانيةٍ مماثِلة.
دَعونا نَفْتَرِضْ أنَّ زَيْد هو المراقِب في الحُجْرَة الأولى القديمة، وأنَّ عمرو هو المراقِب في الحُجْرة الثانية الجديدة، التي قد تكون ساكنة، أو تسير كحُجْرة زَيْد، في مسار مستقيم، وفي سرعة ثابتة.
افْتِراضاً أقول إنَّ الحُجْرتين تسيران في "هذا" الفضاء في اتِّجاهين متعاكسين (كسيَّارتين، إحداهما تسير في اتِّجاه الشمال، والأخرى في اتِّجاه الجنوب).
حُجْرة زَيْد تسير في مسارٍ مستقيم، وفي سرعة 280 ألف كيلومتر في الثانية؛ أمَّا حُجْرة عمرو (التي هي أيضاً في مسارٍ مستقيم) فتسير (افْتِراضاً) بسرعة 10 آلاف كيلومتر في الثانية.
عمرو، والذي هو( كزَيْد) مراقِب غير متسارع، عديم الوزن، ليس لديه إلاَّ كل ما يجعله متأكِّداً أنَّ حُجْرته هي الساكنة، وأنَّ حُجْرة زيدٍ هي المتحرِّكة. إنَّه يرى حُجْرَة زيد تبتعد، وتزداد ابتعاداً، عن حُجْرته؛ وأنَّها تبتعد عن حُجْرته بسرعة 290 ألف كيلومتر في الثانية؛ وأنَّ سرعة ابتعادها هذه ثابتة لا تتغيَّر، زيادةً أو نقصاناً.
لو سُئِل عمرو عن سَيْر الزمن عند زَيْد لأجاب على البديهة قائلاً: إنَّ الزمن عند زَيْد (أو في حُجْرَة زيد) يسير بطيئاً، أيْ أبطأ من سَيْره عنده؛ وإنَّ كل شيء في حُجْرة زيد يسير، أو يَحْدُث، في بطء، أيْ أنَّ الشيء، أو الحادث، نفسه يَسْتَغْرِق حدوثه عند زيد زمناً أطول، بحسب ساعة عمرو؛ ولَمَّا سُئِل عمرو عن عدد نبضات قَلْب زيد (مثلاً) أجاب قائلاً: 35 نبضة في الدقيقة الواحدة (بحسب ساعة عمرو).
أمَّا المراقِب زَيْد فلا يرى إلاَّ ما رآه المراقِب عمرو؛ فزَيْد متأكِّدٌ أنَّ حُجْرته هي الساكنة، وأنَّ حُجْرة عمرو هي التي تسير مبتعدةً عن حُجْرته بسرعة 290 ألف كيلومتر في الثانية..
ما رآه المراقِبان عمرو وزيد يَفِيدنا في فَهْم وتَمَثُّل معاني "نسبية الحركة"، و"نسبية السرعة"، و"نسبية الزمن".
وسؤالنا الآن هو: هل هذا البطء في سَيْر الزمن، والذي رآه عمرو عند زيد، ورآه زيد عند عمرو، بطء فعلي (حقيقي، واقعي)؟
قبل أنْ نجيب، وحتى نجيب، عن هذا السؤال، لا بدَّ لنا من الانتقال إلى مسرح عمل "النسبية العامة".
لن نغادِر الفضاء نفسه (أيْ الفضاء الخالص من الجاذبية). سَنَجْعَل الحُجْرتين ساكنتين، تَقِفان في المكان نفسه، ونَضَعْ حُجْرة زيد أمام حُجْرة عمرو. ودَعونا نَفْتَرِضْ أنَّ عُمْريِّ زيد وعمرو متساويان (كلاهما عُمْره الآن 30 سنة). وكلاهما مراقِب غير متسارِع، عديم الوزن.
"قوَّة خارجية ما"، تَدْفَع حُجْرة زيد، فتشرع تسير (في مسار مستقيم) مبتعدةً عن حُجْرة عمرو؛ وتستمر في دَفْعها بما يجعلها تسير بسرعة متزايدة (أيْ بسرعة تزداد كل ثانية).
عمرو يرى الآن أنَّ حُجْرَة زيد تتحرَّك مبتعدةً عن حجرته الساكنة بسرعة متزايدة؛ ولقد تزايدت سرعتها حتى قاربت سرعة الضوء؛ ويرى، أيضاً، أنَّ الزمن في حُجْرة زيد يسير بطيئاً، ويزداد بطئاً، وأنَّ زَيْداً يَصْغُره (الآن) عُمْراً.
أمَّا زيد (الذي هو الآن في حُجْرة تمتلئ جاذبيةً، متأتيةً من تسارُعها، أيْ من تسارُع حُجْرته) فيرى أنَّ حُجْرة عمرو هي التي تبتعد، وتزداد ابتعاداً، عن حُجْرته الساكنة، المليئة بالجاذبية، مع أنَّها تسير في فضاء عديم الجاذبية؛ ويرى أنَّ حُجْرة عمرو سارت مبتعدةً عنه بسرعةٍ تزايدت حتى قاربت سرعة الضوء؛ وأنَّ الزمن عند عمرو يسير متباطئاً؛ وأنَّ عمرو يَصْغُره (الآن) عُمراً.
"القوَّة الخارجية" نفسها شَرَعَت الآن تُبْطئ سرعة حُجْرة زيد حتى جَعَلَتْها ساكنة؛ ثمَّ شَرَعَت تَدْفعها لتسير بسرعة متزايدة في اتِّجاه حُجْرة عمرو؛ ثمَّ أَبْطَاَت سَيْرها حتى أَوْقَفَتْها حيث تَقِف حُجْرة عمرو.
نَظَرَ الآن زيد في ساعته؛ ثمَّ أَخْبَر عمرو أنَّ رحلته، ذهاباً وإياباً، قد استغرقت 12 شهراً؛ فأصبح عُمْره الآن 31 سنة.
لقد اقتنع عمرو الآن أنَّ التباطؤ الفعلي للزمن كان عند زيد فحسب؛ فالرحلة استغرقت، بحسب ساعة عمرو، 10 سنوات؛ وإنَّ عُمْر عمرو الآن 40 سنة.
من أين جاء هذا الفَرْق (9 سنوات) في عُمْرَيْهما؟
جاء من تباطؤ (أو تمدُّد) الزمن عند زيد؛ لكن من أين جاء هذا التباطؤ؟
لو كانت حُجْرة زيد موجودة على سطح كوكب شديد الجاذبية، لقُلْنا إنَّ هذا التباطؤ في الزمن عند زيد جاء من هذه الجاذبية الشديدة؛ لكنَّ حُجْرة زيد كانت تسير دائماً في فضاء عديم الجاذبية.
نَعْلَم أنَّ جاذبية شديدة قد تولَّدت في حُجْرة زيد في أثناء رحلته (أو في بعضٍ من زمن رحلته). ونَعْلَم، أيضاً، أنَّ هذه الجاذبية أَتَت من "تسارُع" حُجْرة زيد.
إنَّ "التسارُع" هو "سبب"، أو هو "الذي فيه يكمن سبب"، تباطؤ الزمن في حُجْرة زيد؛ وكلَّما قاربت السرعة المتزايدة للجسم سرعة الضوء، اشتد بطء الزمن في هذا الجسم.
و"التسارُع"، بمعناه الفيزيائي العام، هو كل تغيُّر (يأتي من "قوَّة خارجية") في حركة حُجْرة زيد؛ هو كل زيادة، أو خَفْض، في سرعتها؛ هو كل تحريك، أو تسكين، للحُجْرة؛ هو كل خروج لها عن الاستقامة في خطِّ سَيْرها.
حُجْرَة زيد ظلَّت تسير في خطٍّ مستقيم؛ لكن سرعتها تزايدت، ثمَّ تباطأت، ثمَّ توقَّفت الحُجْرة عن الحركة، ثمَّ تحرَّكت الحُجْرة للعودة إلى حيث تَقِف حُجْرة عمرو، ثمَّ تزايدت سرعتها، ثمَّ تباطأت، ثمَّ توقَّفت الحُجْرة عن الحركة، في نهاية رحلتها.
كل لحظة تسارُع تتسبَّب بإبطاء جديد في سَيْر الزمن؛ وكلَّما زادت لحظات التسارُع اشتدَّ بطء الزمن، أيْ طالت (في حُجْرة زيد) المسافة الزمنية بين بداية ونهاية الحادث نفسه؛ لكن من وجهة نظر عمرو؛ فهذه الإطالة يُدْركها عمرو، ولا يُدْركها زيد.
وعلى سبيل المثال، أقول كانت "المسافة الزمنية" بين "النبضة الأولى" و"النبضة السبعين" من نبضات قَلْب زيد، تَعْدِل "دقيقة واحدة"؛ فأصبح عمرو يرى هذه المسافة تَعْدِل دقيقتين، في ساعته هو، ثمَّ ثلاث دقائق، ثمَّ أربع دقائق.
إذا استغرق حدوث شيء ما عند عمرو دقيقة واحدة، بحسب ساعته، فسوف يستغرق حدوثه عند زيد دقيقة واحدة، أيضاً، بحسب ساعة زيد؛ لكنَّ هذه الدقيقة الواحدة عند زيد قد تعدل دقيقتين أو ثلاث دقائق أو عشر دقائق.. أو سنة أو 100 سنة.. عند عمرو.
تخيَّل "ساعة الزمن" على هيئة ساعة دائرية الشكل، في منتصفها، أو مركزها، عقرب واحد، يسير بسرعة ثابتة لا تتغيَّر في كل ساعات الكون؛ لكنَّ طوله قابل للزيادة والنقصان؛ وكل دورة تسمَّى "دقيقة".
تمدُّد الزمن إنَّما يعني اتِّساع هذه الدائرة؛ فتغدو الدقيقة الواحدة تعدل (مثلاً) دقيقتين في الأرض. وهكذا يمكننا فهم استطالة المسافة الزمنية (أيْ تباطؤ الزمن).
|
|
التعليق والتصويت على الموضوع في الموقع الرئيسي
التعليقات
1 - لست أدري
محمد ماجد ديُوب
(
2013 / 10 / 27 - 23:14
)
وتهيئةً لهذا المسرح، لا بدَّ أوَّلاً من أنْ نَضَع تلك الحُجْرة في فضاء لا وجود فيه للجاذبية؛ لا وجود فيه لحقول (ومصادِر ومنابع) الجاذبية؛ لا وجود فيه للأجسام الضخمة (كالكواكب والنجوم). إنَّنا نريد لحُجْرتنا هذه أنْ تكون بمنأى عن الجاذبية؛ ولا بدَّ، من ثمَّ، من أنْ تكون الحُجْرة -ساكنة-، أو تسير (تتحرَّك) في هذا الفضاء؛ لكن بسرعة ثابتة (لا تزيد، ولا تنقص) وفي الاتِّجاه نفسه (أيْ في خطٍّ، أو مسارٍ، مستقيم).
هل يبطؤ الزمن في هذه الحُجْرَة؟
في إجابتي الواضحة (التي لا لبس فيها) عن هذا السؤال، أقول: كلاَّ، إنَّ الزمن لا يبطؤ (لا يتمدَّد) فيها؛ لا يبطؤ فيها ولو كانت سرعتها 280 ألف كيلومتر في الثانية الواحدة.
الزمن لا يبطؤ في هذه الحجرة ما دامت تسير في -هذا- الفضاء، في مسارٍ مستقيم، وفي سرعة ثابتة (أكانت هذه السرعة 280 متر في الثانية أم 280 ألف كيلومتر في الثانية)
هذا الكلام يضرب بعلاقة الإرتباط بين الزمن والسرعة في النظرية عرض الحائط هذه العلاقةالتي لاوجود للتسارع فيها وإنما هي فقط علاقة فيها الزمن الإبتدائي والسرعة الآنيةوسرعة الضوء وسؤالي لمقامكم الكريم هنا والذي لابد منه هو : ماهي دراستكم
2 - رد على ديوب
جواد البشيتي
(
2013 / 10 / 28 - 12:30
)
كنتُ أود ألاَّ يُقْحِم السيد ممجد ماجد ديوب -السياسة- في -الفيزياء-؛ فكراهيته السياسية لي لكَوْنِه مُحِبٌّ عاشق لبشار الأسد لا تُجيز له أنْ يتطاول على حقائق فيزيائية.
مع ذلك أقول له موضِحاً إنَّ تأثيرات الجاذبية لا يمكن تمييزها من تأثيرات التسارُع (لا السرعة)-، بحسب مبدأ -التكافؤ (أو التاْثُل)-؛ فإذا كان بطء (أو تمدد) الزمن نتيجة حتمية لحقل الجاذبية القوي، فلا بدَّ لـ -التسارُع (لا السرعة بحد ذاتها)- من يعطي النتيجة نفسها، وهي بطء الزمن؛ فهلاَّ فَهِمْت.
3 - ليست السياسة هي السبب
محمد ماجد ديُوب
(
2013 / 10 / 29 - 12:02
)
لاأعتقد أن السياسة هي التي تجعلك لاترد
وفي معرض ردك على تعليقي أجيبك أن التسارعات سببها إنحاء الفضاءوليس تمدده وليست الجاذبية إن التخلي عن مفهو الجاذبية سبب أن النسبية هي توضيح هندسي بقوانين صارمة لحالة الكون هذا ماتقوله النسبية وأيضاً ما تقره النسبية من خلال معادلاتها هو أن السرعة هي التي تحدد تمدد الزمن أو تقلصه حتى لو كان يسير بسرعة منتظمة لاكما إدعيت في بداية مقالك وهنا أرجو أن تنتبه أن التعاطي مع الفيزياء من منظور فلسفي يحتاج أولاً إلى فهم الفيزياء كحالة علمية صرفة وهذا هو سبب سؤالي الذي لم تجب عنه ما هو تخصصك ؟ لأني أجدك تعتمدكثيراً على تأويلات فلسفية يدحضها العلم من حيث هو حالة تجريبية ومنطقية في آن ولا أعتقد أن بشار الأسد والموقف منه سيؤثر على موقفي الأخلاقي من العلم الذي يتعرض للتشويه من خلال مالاحظته في أكثر من مقال لك والسبب هو خلفية دينية مستترة تظهر بوضوح لمن يتابعك بدقة
لك تحية علمية خالصة بعيدة عن أي موقف سياسي
4 - نعم فهمت
محمد ماجد ديُوب
(
2013 / 10 / 29 - 12:26
)
نعم فهمت أنك تنطحت لتفسير قانون من نتائج معرفته معرفة تمدد الزمن ولم يجرؤ أحد على القول بما قلت عن سبب تمدد الزمن لأن النسبية تتحدث عن سرعة محددة في لحظة ما وليس فقط عن سرعة متغيرة بسبب التسارع الذي يسببه إنحناء الفضاء
5 - كل كلمة فى المقال صحيحة
د. حسن عبد اللطيف
(
2013 / 11 / 9 - 18:39
)
الأخ محمد ماجد ديوب
أعدت قراءة المقال أكثر من مرة فلم أجد أى خطأ وقع فيه الكاتب بل وجدت مقاله من أقوى ما قدم من مقالات وأدقها وأوضحها حتى الآن .. وفيما يتعلق باعتراضك الذى ذكرته عن بطء الزمن أثناء الحركة بسرعة منتظمة من خلال معادلة النسبية الخاصة أرى أن الكاتب لم يخالف هذه المعادلة بل أكدها فى قوله:
-لو سُئِل عمرو عن سَيْر الزمن عند زَيْد لأجاب على البديهة قائلاً: إنَّ الزمن عند زَيْد (أو في حُجْرَة زيد) يسير بطيئاً، أيْ أبطأ من سَيْره عنده؛ وإنَّ كل شيء في حُجْرة زيد يسير، أو يَحْدُث، في بطء-
فعمرو يرى زيداً متحركا بسرعة منتظمة ثابتة والكاتب يقول أن عمرو يرى الأحداث عند زيد المتحرك تبدو بطيئة - وذلك طبقا لمعادلة النسبية الخاصة التى تؤرقك فاسمح لى أن أسألك بإخلاص : ما هى دراستك أنت ؟
6 - اللغز الحقيقى
د. حسن عبد اللطيف
(
2013 / 11 / 9 - 19:06
)
التمدد أو الزيادة فى الزمن الناتجة عن الحركة بسرعة منتظمة - مستقرة - ثابتة - (واتى تصفها معادلة النسبية الخاصة - حدثت فى الحقيقة فى الفترة الصغيرة التى استغرقها الجسم المتحرك فى التسارع من السكون الى أن وصل الى تلك السرعة النهائية الثابتة التى استقر عليها .. فالبطء حدث فى أثناء التسارع فقط فأصبح الزمن يمضى داخل الحجرة المتحركة بمعدل أبطأ - استمر هذا المعدل البطىء أثناء الحركة المنتظمة - ولا يمكن لهذا المعدل الجديد البطىء أن يزول إلا إذا ظهر المسبب وهو التسارع سواء كان موجبا أو سالبا
الأمر يشبه تماما ما يحدث فى الكتلة - فزيادة الكتلة تحدث فقط أثناء التسارع حيث يتم منح الجسم المتحرك طاقة حركة بواسطة قوة خارجية محركة .. ويستمر هذا المنح متصلا باستمرار تأثير هذه القوة (أى أثناء التسارع) وبمجرد زوال القوة تتخزن طاقة الحركة التى اكتسبها الجسم على صورة زيادة فى الكتلة .... فلدينا معادلة تقرر الآتى
الطاقة الكلية للجسم المتحرك = طاقة السكون + طاقة الحركة
الذى يشغلنى فعلا هو السؤال:
التسارع يمنح طاقة (وبالتالى كتلة) وهذا مفهوم - لكن غير المفهوم هو .. كيف يمنح زمنا ؟
ما هو الزمن ؟
.. بسبب نفاد الوقود.. انقطاع التيار الكهربائي في مجمع ناصر الطب
.. وسائل التواصل الاجتماعي أدت لأزمة في الصحة العقلية بين الشبا
.. جمال الطبيعة ورهبتها في آخر ثوران لبركان إتنا
.. تفاعلكم | مفاجأة.. هذه عمليات التجميل التي أجراها بايدن وترا
.. أوكرانيا تعلن نجاحها في مراقبة وتتبع وضرب القوات الروسية من
