ماذا أعطتنا النظرية النسبية الخاصة ( منذ عام 1905 م ) من معلومات أدت إلى تطور هائل للبشرية ؟؟
ماذا أعطتنا النظرية النسبية الخاصة ( منذ عام 1905 م ) من معلومات أدت إلى تطور هائل للبشرية ؟؟
لو استعرضنا مسلمات النظرية النسبية الخاصة لوجدناها رياضية فيزيائية فلسفية صرفة تخلو من أي تطبيق عملي في الظاهر . وللوهلة الأولى لا يمكن ربط أي حرف منها بأي تطبيق عملي .
المسلمة الأولى : لا يمكن بأية تجربة فيزيائية كانت ، تجري في أي نظام System ، تحديد فيما إذا كان هذا النظام ساكناً أم متحركاً بانتظام واستقامة . وإن كل قوانين الفيزياء تحافظ على شكلها في جميع الجمل العطالية .
المسلمة الثانية : إن سرعة الضوء ثابت عالمي c بالنسبة لكافة المراقبين في أي جملة عطالية متحركة كانت أم ساكنة .
تعتبر المسلمة الأولى تعميم لمبدأ نسبية غاليليو ويتبع لها قانون نيوتن الأول في الحركة . وهو أساس علم الحركة .
لكن المسلمة الثانية حقيقة فريدة من نوعها وهي بالتحديد ما أضفت على النظرية النسبية صفة الغموض .
إليكم أحد إشكالات المسلمة الثانية الخاصة بثباتية سرعة الضوء :
إن الأحداث التي تكون متزامنة في مرجع عطالي ما ، فإنها ليست بالضرورة متزامنة في المراجع الأخرى ... وعليه فإن موضوع التزامن أصبح غير مطلق بل نسبي أيضاً حسب النظرية النسبية الخاصة .
وأحد أهم التطبيقات السحرية لهذه المسلمة ، تقتضي وجود عربة قطار تسير في خط مستقيم وبانتظام بسرعة تقارب سرعة الضوء . ويفترض وجود شخصين لإنجاز هذه التجربة ... شخص يحمل جهاز يرسل إشارات ضوئية في مركز العربة ... وشخص ساكن يراقب ذلك من خارج العربة وهي تتحرك . يرسل الشخص من داخل العربة إشارة ضوئية مزدوجة صادرة من مركز العربة في كلا الاتجاهين الأمام والخلف لفتح بوابتين كهربائيتين في مقدمة العربة ومؤخرتها .
يقول المراقب المتحرك من داخل العربة : أرى البوابتين تفتحان بشكل آني وفي نفس الوقت تماماً طالما جهاز الإشارة الضوئية في مركز العربة .
لكن ما يقوله المراقب الساكن من خارج العربة يعتبر مناقض لما سبق إذ يقول ... رأيت البوابة الخلفية تفتح قبل البوابة الأمامية ...!
من منهما على صواب ... ؟
كلاسيكياً ... أحدهما ربما نظره ضعيف ...!
نسبوياًً .... كلاهما على صواب .
إن تطبيقات النظرية النسبية الخاصة غير مألوفة أبداً للكلاسيكيين ... وفيما يلي نستخرج نتائج النظرية النسبية الخاصة وذلك بغض النظر عن كيفية الوصول لها رياضياً :
تمدد الزمن TimeDilation
تقلص الأطوال LengthContraction
الطاقة النووية NuclearEnergy
تمدد الزمن : في رأيي تعتبر هذه الفكرة أعظم فكرة طرحها الإنسان على الإطلاق والتي تمثل في دورها روعة فكر وتفكير العقل البشري . إن هذه الفكرة من السحر الذي عجز الكثير ومنهم فيزيائيين عن قبول تلك النتيجة والتي انبثقت من صلب المسلمة الثانية للنظرية النسبية الخاصة ، ولو كنت سأعيش أكثر من مئة عام لأثبت لكم أن التطور القادم والذي يتضمن طلاسم القصة الأولى من المقال سيكون مآله هذه النتيجة ...! ربما لا يوجد تطبيق لها ملموس جدير باهتمام الصحف والأخبار ... لكن على علماء القرن الثاني والعشرين والثالث والعشرين إدخال تعديلات خاصة بمعاملات تمدد الزمن في الأجهزة الإلكترونية بمركبات الفضاء النووية وهذا لن يكون ضرب من الخيال ... فمن لا يؤمن بتمدد الزمن كنتيجة من نتائج النظرية النسبية ... فهو بالتالي غير جدير بفهم سلسلة من التطورات اللاحقة لتلك النظرية وعلى رأسها الطاقة النووية وعلوم الفضاء .
إن كافة التشويهات التي تعرضت لها النظرية النسبية الخاصة خلال الثلاثين أو الأربعين سنة الماضية مآله لأفلام الخيال العلمي التي لعبت دورها السلبي والمؤسف في طمس حقيقة هذه الفكرة الرائعة .
لفهم تلك النتيجة يجب التفريق أولاً بين الزمن المحلي Local Timeوالزمن الخاص Proper Time فالزمن المحلي أو الوقت هو زمن الساعات التي في أيادينا ... هو زمن توقيت غرينتش ... هو الفرق بين زمن دمشق وواشنطن ( سبع ساعات ) ... هو وقت المحاضرة في كلية العلوم ... هو وقت الامتحان صباحاً أو مساءً ... هو الزمن الجغرافي .
لكن المعنى الأشمل للزمن يتجسد في الزمن الخاص أو الحقيقي وهو الذي يحوي الوقت أو الزمن المحلي في طياته ... والأخير حالة جزئية من الزمن الخاص ككل .
الزمن الخاص هو عمر الإنسان ... عمر التاريخ ... عمر أحفورة ... عمر ما هو موجود وله صفة المادة ...وهذه الأزمنة لا تسابق بعضها بعضاً كما هو الحال في الوقت المحلي ... فمثلاُ لا يمكن في الحالة العادية أن يسابقني صديق لي يصغرني بثلاث سنوات ليتجاوزني بخمس سنوات . هنالك حدود فاصلة بين الأزمنة الخاصة المختلفة وفي العمليات الحياتية العادية تكون هذه الحدود ثابتة ولا تتغير وتعمل بإيقاع ثابت الدقة . على غرار الزمن الجغرافي أو الوقت فهو لا يتغير فحسب وإنما يتذبذب ... فالتوقيت الصيفي يتقدم ساعة عن التوقيت الشتوي ... ففي الصيف يقدم كل الناس في سوريا ساعاتهم ساعة واحدة ... وهذا فقط وقت جغرافي أو محلي يخضع للمكان .
إن المعجزة في فكرة تمدد الزمن هو إتاحة الفصل العجيب بين الأزمنة الخاصة ... فلو كان الفرق بيني وبين فلان ثلاث سنوات كما أسلفنا ( أصغر مني بثلاث سنوات ) فإن النظرية النسبية بمسلمتها الثانية تعطي الحق في أن يتجاوزني فلان ويصبح أكبر مني بخمس سنوات أو أكثر .
في الواقع ... كما قلت لا يوجد إلى الآن تطبيق يرتقي للنشر في الصحف أو التلفاز قد يحدث بلبلة كخبر الموسم يثبت تجريبياًَ صحة مفارقة التوائم المعروفة لعموم الناس . حيث يسافر أحد التوائم عبر الفضاء وحين يعود يرى أن أخاه التوأم أكبر منه بثمانين عام . وقد تناقلت أفلام الخيال العلمي لفترة طويلة من تاريخ السنيما تمدد الزمن والعبث بالوقت وآلة الزمن الشهيرة .
إن آلة الزمن إخوتي القراء حقيقة وليست خيال ... مع الأسف ... ولكنها ليست بالطبع كما تصورها أفلام الخيال العلمي . فهنالك طريقتين لإنتاج آلات الزمن ... إما إنشاء مسار دائري يتم فيه التحرك عبره بسرعة قريبة من سرعة الضوء ... أو ربما السفر بسرعة عالية قريبة من سرعة الضوء بطريق مستقيم عبر الفضاء ومن ثم العودة .
رياضيات تمدد الزمن تتجسد في العامل السحري :
وهي نتيجة رياضية معقدة إثباتها أكبر من مساحة هذا المقال المتواضع . وهذا العامل هو من أعطى الإذن لفلان ليتجاوزني بالعمر بعد أن كنت أكبره بثلاث سنوات . ولكن العبث بالأزمنة الخاصة وزحزحتها عن موضعها الطبيعي له ثمن باهظ فإذا كان علي أن أسمح لفلان أن يسبق عمري فعلي السفر بسرعة عالية ولمدة معينة من الزمن .
فلو سافرت مع بعثة علمية إلى الفضاء بمركبة متطورة تعمل بالطاقة النووية وتسير بسرعة 288000 كيلو متر في الثانية ولمدة سنتين لعدت لأرى أن صديقنا فلان الذي كان يصغرني بثلاث سنوات أصبح أكبر مني بأربع سنوات .
ولو أنني سافرت على مركبة أخرى أسرع مع نفس الرحلة العلمية ولمدة سنتين ولكن بسرعة 299999 كيلو متر في ثانية لعدت لأجد أن فلاناً العزيز لم يمت فحسب بل أن أكثر من سبع مئة عام مضت على وفاته وأنا ما زلت شباباً .
وهكذا أكون قد حققت فصلاً متبايناً واضحاً في زمني الخاص عن جميع الأزمنة الموحدة والتابعة لجملة كوكب الأرض .
وتبقى الأزمنة الخاصة واحدة طالما كانت الحركة من فئة السرعات العادية والمألوفة لدينا .
للآن لا يمكن إيجاد فائدة علمية أو حياتية ترجى من قانون تمدد الزمن ، فمنذ مئة عام وهذا القانون عبارة عن تطبيق رياضي صرف لفكرة تمدد الزمن بسرعات كبيرة جداً ... ولكنه ومع هذا اسبق القوانين التي وضعت للآن ، فهو لم يوضع لخدم أرض الواقع ، وإنما وجد لخدمة مستقبل أخشى أنه ليس ببعيد كبعد 50 قرناً من الزمان . و لربما تعاصره أجيال تأتي من بعدنا تكون مؤمنة أن قانون تمدد الزمن قد عمم نسبية غالييه ونيوتن على حد سواء ,,, و لربما سيكون الميكانيك الكلاسيكي في ذلك الوقت الموضة القديمة في فيزياء المستقبل غير البعيد .
