الحوار المتمدن - موبايل
الموقع الرئيسي


الزمان بعداً رابعاً

نعيم إيليا

2021 / 12 / 8
الطب , والعلوم


من الحق أن يقال إن أجدر العلوم بالإجابة عن سؤال الزمان (ما هو في حقيقته) هو علم الفيزياء النووية والجاذبية والكون. وهو ليس جديراً بالإجابة عن هذا السؤال وحسب، بل هو جدير أيضاً بالإجابة عن أسئلة أخرى مما لها اتصال بالزمان لا تقل صعوبة عنه، من مثل: هل هو مطلق أم هو نسبي يتغير مقداره بتغير مكانه؟
ومن مثل: فإن كانت له علاقة بالمكان، فكيف هي علاقته به؟
ومن مثل: أللزمان اتجاه واحد ثابت يمضي سهمه فيه قدماً نحو الأمام على الدوام، أم له اتجاه معاكس للأول أن يرتدَّ إلى الوراء ؟
فكيف يجيب علم الفيزياء عن هذه الأسئلة الصعبة على ضوء نظرية (الزمكان) التي استكشفها والتي تقول لنا إن الزمان لا يكون واحداً في كل مكان من الكون بل يختلف مقداره من مكان إلى مكان؟
فيما يتعلق بسؤال الزمن ما هو ؟ فإن عالم الفيزياء ألبرت آينشتاين 1879 – 1955 مؤسس نظرية النسبية الخاصة والعامة، يجيب عنه بقوله: "هو ما يمكن للمرء أن يقرأه مما تسجله ساعة من الساعات بعقاربها“. ولا شك في أن هذا التعريف المادي، بسيط للغاية حتى ليستطيع أن يأتي بمثله طفلٌ في مدرسة ابتدائية، وحتى إن عالم الطبيعة الإنجليزي اسحق نيوتن 1643- 1727 الذي صاغ في بداية القرن الثامن عشر مفهومَ (الزمن المطلق) المضاد لمفهوم الزمن كما في نسبية آينشتاين ، لو أنه كان عاش في زمن آينشتاين وسمعه يُعرّف الزمن هذا التعريف المادي البسيط، لما وجد في تعريفه ما ينغص عليه عيشه.
ولكن آينشتاين يختلف مع نيوتن في فهم حقيقة الزمان، وإن كان تعريفه البسيط للزمان لا يسبب إزعاجاً وضيقاً لنيوتن. فبينما ينظر نيوتن إلى الزمان على أنه مطلق يتدفق في كل أرجاء الكون على وجه واحد من التدفق دون تغير أو زيادة أو نقص، وينظر إليه أيضاً على أنه موجود وجوداً مستقلاً عن مراقبة مراقب له من الخارج، ينظر آينشتاين إليه على أنه نسبي ذاتي لا ينفصل عن المكان بوجه. فمنذ الانفجار العظيم، لن يكون ثمة مكان بلا زمان في نظر آينشتاين، ولا زمان بلا مكان. مما يعني أن الزمان والمكان مندمجان في وحدة يحسن أن يعبَّر عنها بمصطلح (الزمكان)، ومما يعني أيضاً أن الزمان بعد رابع للمكان.
وليس آينشتاين وحده هو الذي يؤكد بنظريته أن الزمان هو أحد الأبعاد الأربعة للمكان، بل جلّ علماء الفيزياء يؤكدون هذه الحقيقة العلمية. من هؤلاء العلماء عالم الفيزياء النووية ستيفن توركات من جامعةTU Dresden وهو القائل: "الزمن يشبه المكان تمامًا. إنه يتكون من مكونات X و Y و Z. والوقت هو المكون الرابع لما يسمى بالزمكان".
وعلى هذا، فإن الزمان يكوّن مع أبعاد المكان الثلاثة الأخرى (الارتفاع، العرض، العمق) وحدةً لا تنفصم عراها كما سبق أن تبين لنا ذلك في نظر آينشتاين إليه. وعلى هذا أيضاً، لا يصحّ أن يكون الزمان مطلقاً على نحو ما كان نيوتن يتخيله؛ لأن الزمان في الواقع مرن قابل كالأبعاد الأخرى للتشكل والتغير بتأثير ثقالة الأجرام الكونية عليه أو فيه. فإن الجرم الكوني بثقالته أو بجاذبيته يؤثر في المكان فيحنيه، يقوسه، يقعّره، كما تؤثر فيه السرعة أيضاً إذ تمده وتوسعه. ولأن الزمان رابعُ مكونات المكان، فلا بد له من أن ينحني، أن يتقوس، أن يتقعر متأثراً بثقالة الأجرام الكونية كما تتأثر الأبعاد الثلاثة للمكان. وهو أيضاً يتأثر مثلها بالسرعة فيمتد ويتّسع؛ مما ينتهي بنا إلى نتيجة حاسمة هي أن الزمان لا يتدفق في كل مكان بصورة مطلقة على وتيرة واحدة، بل يتغير بتغير المكان تحت تأثير الجاذبية، وهي أنه أيضاً ليس واحداً عند كل فرد منا، بل هو مختلف باختلاف موقع كل فرد منا واختلاف حالته.
وفي هذا الصدد يقول عالم الفيزياء النووية ستيفن توركات: "في كل مكان حيثما وجد المرء نفسه، استطاع المرء أن يحدد زمنه؛ وذلك لأن الزمن مرتبط بالمكان الذي يجد المرء نفسه فيه “. ويؤكد هذا العالم في الوقت عينه أن "سهم الوقت أو الزمن يتجه دائماً نحو الأمام. وهذا الاتجاه الزمني هو اتجاه كل أشياء الكون حتى الجسيمات والجسيمات المضادة "
أما عالم فيزياء الجاذبية هيرمان نيكولاي مدير معهد ماكس بلانك في بوتسدام، فإنه يؤكد ذلك أيضاً بقوله: „الزمن نسبي وهو يصف تعاقب الأحداث، وله بكل وضوح اتجاه واحد لا نكوص له عنه".
ولكنه يتساءل معترفاً بمشقة مواجهة هذه الحقيقة: كيف يكون هذا مع الاعتقاد بنسبية الزمن؟ إنه لأمر حتى العلماء المتمرسون لا يجدونه سهلاً: "من الصعب جدًا التحدث عن اتجاه الزمن عن جريانه الدائم المطلق إلى الأمام، عندما يكون مفهوم الزمن هذا في حد ذاته مفهومًا نسبيًا يشمل كل شيء، كل جسيم مما يجب تحديده بشكل مستقل؟".
فحتى بالنسبة لرائد الفضاء (ألدرين)، فإن تكتكات ساعته وهو على سطح القمر، كانت تماثل تكتكات ساعة أخرى على كوكب الأرض. مما يوهم بأنه لا يوجد ثمة فرق بين زمن رائد الفضاء، وهو على سطح القمر، وبين زمن شخص آخر، وهو على سطح الأرض. والحق أن ثمة فرقاً بين الزمنين ولكننا لا نلحظه ! فإنا ونحن على الأرض لا نستطيع بالقطع أن نلحظ تأثير المكان على الزمان، ولا نستطيع ذلك أيضاً لو كنا راكبين صواريخ التحليق، والطائراتِ النفاثة البطيئة بطء الحلزون بالنسبة لسرعة الضوء. إن رواد الفضاء الذين كانوا على سطح القمر، لم يلحظوا تأثير المكان على الزمان. والسبب في ذلك أن ساعاتهم التي كانت تدق بانتظام كما كانت تدق الساعات على الأرض دون اختلاف بينها في التوقيت، لم تمكنهم من أن يلحظوا فرق الزمن بين المكانين. ولكن تأثير المكان على الزمان حقيقة علمية لا يمكن إنكارها.. فإن تأثيرات الجاذبية والسرعة على الوقت - وإن لم تدرك أو تلحظ – قابلة للقياس. فكلما قلَّت قوة الجاذبية، أسرع الزمن. إن سكان طابق علوي من مبنى شاهق مثلاً، يعمرون في ثمانين سنة بفارق زمني بينهم وبين سكان الطابق الأرضي مقداره90 جزءًا من المليون من الثانية.
ولكن، لأن كوكبنا مسرف في الضآلة بالقياس إلى الكون، فإن دور الزمكان فيه لا يلحظ؛ ولأنه لا يلحظ، يخيل إلينا وكأن الوقت أو الزمن واحد في كل نحوٍ من أنحاء الأرض والكون، مع أنه في الواقع ليس كذلك. فما بين أيدينا من أجهزة القياس والتوجيه، يثبت لنا أن ثمة فروقاً في الزمان؛ أي إن الزمان ليس واحداً في كل مكان. إن أنظمة أجهزة القياس والتوجيه لا يمكن أن تعمل إلا حين تأخذ في الحسبان الفروق الزمنية التي تسببها مكونات الارتفاع والسرعة والمسافة. وقد أوضح هذا عالم الفيزياء الفلكية هارالد لِيش بقوله: "لذلك في كل مرة يخبرك فيها هذا الصوت (صوت جهاز التوجيه) في السيارة: لقد وصلت إلى الهدف إلى وجهتك المقصودة، تكون نظرية النسبية العامة والخاصة حققتا لديك هدفهما أيضًا ".
ولكن نسبية الزمكان لا تتجلى إلا في السرعات القصوى الهائلة مثل سرعة الضوء وقوى الجاذبية الهائلة. إن سرعة الضوء، قوة الجاذبية هي فقط التي تجعل تغير الزمكان حقيقة محسوساً بها. ويعزز عالم فيزياء الجاذبية هيرمان نيكولاي هذه الحقيقة بقوله: "هناك جسيمات لا يتحرك فيها الوقت على الإطلاق. فجسيمات الضوء أي الفوتونات ، تتحرك بسرعة الضوء. ولذلك فإن الزمن بالنسبة لها يقف ساكنًا". مما يترتب عليه أن المرء لو أمكنه أن يقوم برحلة فضائية لوقت قصير بسرعة الضوء، فإنه عند عودته إلى الأرض لن يقابل أبناءه الذين غادرهم بل سيقابل أحفاده في دار العجزة أو المسنين.
ويمضي عالم الفيزياء الفلكية هارالد ليش إلى القول: إن هناك شيئاً واحداً لا يعتريه الشك، هو أننا لو لم نكن في عالم لا يشير فيه سهم الزمن دائمًا إلى المستقبل ، ما كان لنا أن نوجد، ويقول : "هناك فرق لا يُصدق بين المكان والزمان. فإننا يمكننا أن نذهب إلى مكان ما مرتين وأكثر ولكن ليس في وقت واحد. مما يدل على أن الزمان بُعد نوعي، وأن المكان بعد كمي ". وهذه الحقيقة حقيقةُ أن الزمان بعد نوعي، لا تنقض مقولة آينشتاين البسيطة: "الوقت هو ما تقرأه على مدار الساعة". إذ قد ثبت في الواقع أن الساعة المضبوطة تشير دائماً إلى الوقت المحدد الذي ينطبق على المكان الواحد الذي توجد فيه. إن اهتزازات الذرات التي تعد أساساً لأجهزة قياس الزمن الحديثة، تبين تأثير الجاذبية والسرعة على الزمن؛ ولأن للجاذبية والسرعة تأثيراً على الزمان، فلا مندوحة لنا من أن نستنتج أننا نعيش في الزمكان، وإن كنا لا نلاحظ ذلك.. وإن كنا لا ندركه كما ندرك موجودات الطبيعة كالجبال والسهول والمياه والحيوانات والغابات...

عن:
mdr . WISSEN https://www.mdr.de/wissen/was-ist-zeit-raumzeit-100.html





التعليق والتصويت على الموضوع في الموقع الرئيسي


التعليقات

1 - في السرعات الكبيرة فقط
ايدن حسين ( 2021 / 12 / 8 - 18:20 )
تحية للاستاذ نعيم ايليا
و نتمنى له الصحة الموفورة
هل لاحظت صديقي في مقالتك هذه .. ان فلان يقول و ان علان يؤكد
اي ليس هناك شيء ملموس ما او برهان باي شكل من الاشكال
الانسان الذي استطاع قياس كتلة الالكترون .. لماذا يعجز ان يلمس الفرق البسيط في تدفق الزمن في السرعات البطيئة يا ترى
لماذا دائما يتكلمون عن السرعات الرهيبة
انظر الى الفرق بين نيوتن و اينشتاين
نيوتن يقول ان الاجسام تجذب بعضها البعض حتى لو كانت المسافة بينها بعيدة جدا
لكن لا يستطيع ان يقول لنا كيف يحدث هذا الجذب
اينشتاين يقول ان كتلة الجسم تقعر الزمكان .. ايضا لا يستطيع ان يقول لنا كيف يحدث هذا التقعر
انحناء شعاع الضوء قرب الاجسام الضخمة .. فكما ان بامكانك ان تعزوها الى تقعر الزمكان .. ايضا يمكنك ان تعزوها الى جذب هذه الكتل الكبيرة لشعاع الضوء .. ما الفرق
لقياس الزمن بصورة دقيقة يستعملون تردد ذرة السيزيوم
الادعاء ان سير ايدن بسرعة الضوء يجعله لا يشيخ .. معناه ان السرعة ستؤثر على ذرات ايدن
ما الفارق بين ذرات ايدن .. و ذرات الساعة الذرية يا ترى
هذا يتأثر اما ذاك فلا يتأثر
صدقني عزيزي .. هذه الاقوال ما هي الا شعوذة علمية
احترامي
..

2 - الرد على الأستاذ ايدن حسين
نعيم إيليا ( 2021 / 12 / 8 - 20:30 )
أشكرك عزيزي الأستاذ ايدن شكرا جزيلا
نيوتن لم يستطع أن يفسر الجاذبية، ولكنه استطاع مع ذلك أن يقوض فرضية ارسطو الزاعمة أن الأجرام السماوية تحركها عقول. ثم جاء آينشتاين بنظريته النسبية التي استطاع بها أن يفسر الجاذبية تفسيرا لا يعتمد على المنطق والخيال بل على المشاهدة والرصد والتجريب. والعلماء في جميع مراكز الأبحاث العلمية لا يشكون في صحة تفسيره، لأنهم بفضل تفسيره تمكنوا من تحقيق إنجازات علمية ومن اختراع مخترعات ما كان لهم أن يخترعوها لو كانت نظريته بعيدة عن الصحة مثل فرضية نيوتن وخيالات أرسطو وتلاميذه .
خيالات أرسطو وفرضية نيوتن لم يتحقق من جميعها أي إنجاز علمي وتكنولوجي. وهذا برهان على أنها لم تكن صحيحة، وبرهان على أن النظرية النسبية صحيحة.
العالم هارالد ليش ذكر جهاز التوجيه في السيارة كدليل على صحة النسبية، فهل تستطيع أن تنقض دليله بدليل منك علمي؟

3 - كلمات فضفاضة
ايدن حسين ( 2021 / 12 / 9 - 06:36 )
يا رجل
ما هو تدفق الزمن
هل هو نسبي .. طيب نسبي لاي شيء .. نسبي بالنسبة لاي شيء
سرعة السيارة .. نقول ان هذه السيارة تسير بسرعة 50 كم في الساعة .. اما السيارة الاخرى فتسير بسرعة 100 كم في الساعة .. فنقول ان سرعة الاولى هي نصف سرعة السيارة الثانية
طيب .. ما هي وحدة تدفق الزمن .. هل الزمن يبطيء بالنسبة للزمن .. هل سنقول سرعة الزمن كذا ساعة على ساعة .. او كذا دقيقة على ثانية .. ام ماذا
نحن نقيس السرعات بالنسبة للزمن .. بالنسبة لاي شيء سنقيس سرعة تدفق الزمن
السرعة نسبية و المكان نسبي و الزمان نسبي
لماذا سرعة الضوء مطلقة يا ترى .. لماذا ليست نسبية هي الاخرى
اذا ثبت ان سرعة الضوء نسبية ايضا .. حينها فقط ساؤمن بان الزمان نسبي
..

4 - تحويلات لورنتز
منير كريم ( 2021 / 12 / 9 - 07:13 )
Lorentz transformations
تحياتي للاستاذ نعيم
الزمن اتخذه الفيزيائيون البعد الرابع حيث الابعاد الثلاثة الاولى للمكان فتصبح الاحاثيات اربعة
لورنتز عالم فيزياء هولندي فذ حاصل على جائزة نوبل قدم تحويلات عرفت باسمه قبل اينشتاين
وهي تغير
الزمان والمكان حسب السرعة قياسا لسرعة الضوء
استخم اينشتاين تحويلات لورنتز لتقديم نظريته النسبية
الزمن يتباطأ او يتسارع والمكان يتقلص او يتسع اعتمادا على سرعة حركة نظام الاحداثيات الاربعة والتغير طفيف في السرعات القليلة ويتزايد كلما ازدادت السرعة واقتربت من سرعة الضوء
شكرا

5 - التركيب المنطقي لميكانيك نيوتن
منير كريم ( 2021 / 12 / 9 - 08:47 )
ميكانيك نيوتن في تركيبه المنطقي اي نظرية معرفته يشبه الهندسة الاقليدية
يبدأ بمفاهيم اساسية (لامعرفات) وفرضيات اولية مبنية على الملاحظة هي البديهيات ومن هذا النموذج الاكسيوناتيكي يستخلص نيوتن النظريات ومنها قانون الجاذبية باسلوب رياضي
الجاذبية معروفة منذ القدم بواسطة سقوط الاجسام لكن نيوتن قدم الصيغة لقوة الجاذبية التي تتناسب طرديا مع حاصل ضرب الكتلتين وعكسيا مع مربع المسافة بينهما
ميكانيك نيوتن صحيح جدا في السرعات العادية والمسافات المالوفة الا ان الانتقال الى العالم الذري والمسافات الكونية الهائلة يتطلب ميكانيك الكم والنسبية
وهذه هي مراحل في تطور العلم
شكرا

6 - نسبية الزمان
نعيم إيليا ( 2021 / 12 / 9 - 10:20 )
تتساءل عزيزي الأستاذ ايدن: (.. نسبي بالنسبة لاي شيء) ؟
فيأتيك الجواب: يالنسبة لنا، وبالنسبة لموجودات الطبيعة.
هل الزمن واحد بالنسبة إليك؟ ألا يتغير بتغير مكانك؟ لا أظنك تعتقد أن زمنك وأنت بقرب حبيبتك، هو كزمنك وأنت بعيد عنها؟
هل الزمن في كوكب المشتري كالزمن في كوكب الأرض؟
هل يمكن أن نفهم شيئاً من دون اعتبار الزمان؟ إذا قلت لي إن سرعة سيارتك خمسون كيلومتراً، فهل سأفهم ما معنى هذه السرعة إذا لم تقسها لي بالزمن فتقول لي : خمسون كيلومتراً في الساعة؟
إذا رأيت مستحاثة فما الذي ستفهمه منها، إذا استبعدت بعدها الرابع الذي هو الزمن؟
ثم إذا كانت سرعة الضوء مطلقة، فلماذا يمتنع أن يكون الزمان نسبياً؟
وشكراً

7 - شكراً
نعيم إيليا ( 2021 / 12 / 9 - 10:24 )
شكراً لك عزيزي الأستاذ منير كريم على التوضيحات الصائبة الجميلة.
كما أشكرك لأنك تخليت عن فكرة أن الزمن علاقة رياضية بحتة.

8 - نسبية الزمان
ايدن حسين ( 2021 / 12 / 10 - 10:08 )
صديقي العزيز
لم تفهم قصدي
ان كان كل شيء نسبي .. و من ضمنها الزمان .. الا يستوجب هذا ان تكون سرعة الضوء ايضا نسبية
ما الميزة في سرعة الضوء لكي تكون مطلقة .. كأنه ديك بين الدجاجات
و احترامي
..

9 - ديك بين الدجاجات
naim ilia ( 2021 / 12 / 10 - 11:59 )
هو فعلا كذلك أي كالديك بين الدجاجات.
جميل . فما دام عقلنا يتقبل تفرد الديك بين الدجاجات، فلماذا لا يتقبل أن يكون الضوء متفردا بين موجودات الكون?
عزيزي، سرعة الضوء كما يؤكد لنا علماء العصر، ثابتة بالنسبة لكل شيء . والثابت كيف يطلب أن يكون غير ذلك؟

اخر الافلام

.. ممثل منظمة الصحة العالمية: جهزنا خطة طوارئ في حال اجتياح رفح

.. الشرطة تخلي معهد العلوم السياسية في باريس من طلاب محتجين مؤي



.. مقتل الطبيب العراقي الشهير فيصل الحويزي بطريقة مروعة في منز

.. شركة الكهرباء بغزة: نسبة الدمار في الشبكات وخطوط الإمداد وال



.. مراسل العربية ينقل اللحظات الأولى لاقتحام الشرطة الفرنسية مع