كيف نفهم -توقُّف الزمن-؟

جواد البشيتي

الحوار المتمدن-العدد: 3471 - 2011 / 8 / 29 - 12:33
المحور: الطب , والعلوم
    

رفائيل بوسُّو وزملاؤه في جامعة كليفورنيا في بيركلي، توصَّلوا إلى استنتاج كوزمولوجي مؤدَّاه أنَّ الزمن سيتوقَّف (فعلياً) في الكون بعد 3.5 بليون سنة؛ ومع ذلك، يظل الكون (أي كوننا) موجوداً.

أمَّا هذا التوقُّف (الافتراضي) للزمن فلن (أو ربَّما لن) يستمر "إلى الأبد"؛ فهو "توقُّف مؤقَّت"، ويمكن (أو يجب) من ثمَّ أنْ يَسْتَأنِف الزمن حركته "بعد حين".

الباحثون، الذين يُوْصَفون بأنَّهم "جادُّون، مرموقون، ذو مكانة عالمية"، توصَّلوا إلى هذه النتيجة من طريق "معادلات وحسابات رياضية معقَّدة"؛ و"مرجعيتهم النظرية" مستمدَّة من نظرية "الأكوان (لا الكون الواحد الأحد)"، التي ساهم في بنائها الفيزيائي ليونارد سسكند، والتي مؤدَّاها أنَّ كوننا ليس إلاَّ كوناً من أكوان لا عدَّ لها ولا حصر؛ ومن نظرية "الخيوط (الأوتار)" ونظرية "تمدُّد الكون"، التي يمكن أنْ نضيف إليها نظرية "التضخُّم".
ومؤيِّدو فكرة "توقُّف الزمن" يقولون إنَّ الفكرة يجب أنْ تكون صحيحة إذا ما صحَّت نظرية "الأكوان".

نظرية نيوتن في الجاذبية تخلو تماماً من كل ما يشير إلى وجود، أو احتمال وجود، علاقة، او صلة، بين "الزمن" و"الجاذبية"، التي كان يتصوَّرها نيوتن على هيئة "قوَّة" Force خفية، مبهمة، غامضة، تعمل عن بُعْد.

إنَّ اكتشاف وجود هذه العلاقة، أو الصلة، مع تبيان وجلاء وشرح أوجهها كافة، يعود إلى آينشتاين، الذي، في نظريته "النسبية العامة"، والتي هي نظرية "الجاذبية" و"التسارع"، أوضح أنَّ "الزمن"، والذي هو البعد الرابع للكون، المتِّحِد اتِّحاداً لا انفصام فيه مع أبعاد المكان الثلاثة، يسير في بطء ضِمْن حقول الجاذبية القوية، فكلَّما تأثَّرت "الساعة" بجاذبية أشد وأقوى تأخَّرت وتباطأت.

ولقد جاءت تجارب علمية عدة بما يقيم الدليل على أنَّ "الزمن" عند سطح الأرض أبطأ من "الزمن" على قِمَّة إفرست، الأضعف جاذبيةً؛ لكونها أكثر بُعْداً عن مركز الكرة الأرضية، والذي فيه تتركَّز الجاذبية الأرضية.

و"الزمن" على سطح الكرة الأرضية أبطأ من "الزمن" على سطح القمر؛ و"الزمن" على سطح كوكب المشتري (والذي هو أعظم كتلةً وجاذبيةً من كوكب الأرض) أبطأ من "الزمن" على سطح الأرض.

سوء الفهم لنظرية "الزمن" كما بسطها آينشتاين في "النسبية العامة" أفضى إلى استنتاج خاطئ مؤدَّاه أنَّ "الزمن" يمكن أن يتوقَّف تماماً، أي أن يصبح صفراً، في مواضع كونية تملك من قوَّة وشدَّة الجاذبية ما يمنع حتى الضوء، الذي يسير بالسرعة الكونية القصوى وهي 300 ألف كيلومتر في الثانية الواحدة، من الإفلات من قبضة جاذبيتها الهائلة.

في نظرية "الزمن" التي تضمَّنتها "النسبية العامة"، لا بدَّ من الإحاطة فَهْماً بثلاثة أشياء هي "الحادث" و"الزمن" و"الساعة".

والعلاقة بين هذه الأشياء الثلاثة أشْرحها في اختصار على النحو الآتي: "الساعة" تتأخَّر؛ لأنَّ "الزمن" يتباطأ؛ و"الزمن" يتباطأ؛ لأنَّ "الأحداث" نفسها تتباطأ.

تخيَّل أنَّ توأماً لكَ قد نقلته قوَّة خارقة، في طَرْفة عين، إلى كوكب جاذبيته (أو الجاذبية عند سطحه) أقوى من جاذبية الأرض بمئات المرَّات.

وتخيَّل أنَّكَ تستطيع أنْ ترى، في وضوح، "الساعة" التي يضعها في يده.

إنَّكَ، عندئذٍ، سترى (مثلاً) أنَّ عقرب الدقائق في ساعته يُكْمِل دورة واحدة في كل خمس دقائق بحسب ساعتكَ أنتَ الموجود على سطح الأرض؛ وهذا إنَّما يعني أنَّ الدقيقة الواحدة عنده تَعْدِل خمس دقائق عندكَ. وكُنْ متأكِّداً تماماً أنْ لا خلل في ساعة توأمكَ.

ساعته تتأخَّر ليس لخللٍ فيها وإنَّما لبطء سير الزمن هناك، أي ضِمْن حقل الجاذبية القوي ذاك.

وبطء الزمن إنَّما يعني أنَّ "المسافة الزمنية" بين حادثين تَطول (تزداد، تتمدَّد، تتَّسِع) .Time dilation

إنَّ قلبكَ ينبض نحو 70 نبضة في الدقيقة الواحدة؛ وهذا إنَّما يعني أنَّ "المسافة الزمنية" بين كل نبضتين تَقِلُّ قليلاً عن ثانية واحدة.

الآن، تخيَّل أنَّكَ تستطيع سماع دقَّات قلب توأمكَ وهو على سطح ذلك الكوكب شديد الجاذبية؛ فماذا يمكنكَ أنْ "ترى" بأُذنيكَ؟

سترى (مثلاً) أنَّ "المسافة الزمنية" بين كل دقَّتين (أو نبضتين) من دقَّات قلب توأمكَ قد استطالت، فأصبحت تَعْدِل، بحسب ساعتكَ أنتَ، 10 ثوانٍ؛ وهذا إنَّما يعني أنَّ قلب توأمكَ ينبض هناك نحو 70 نبضة كل 11.5 دقيقة (وليس كل دقيقة).

هناك ترى أنَّ "المسافة الزمنية" بين كل حادثين (أو كل تغييرين) تطول (بحسب ساعتكَ أنتَ) فترى، من ثمَّ، "الزمن" يبطؤ، و"الساعة" تتأخَّر.

إنَّ "المسافة الزمنية" بين تغيير وتغيير إمَّا أن "تطول"، وإمَّا أن "تقصر"، من وجهة نظر مراقب خارجي.

بطء الزمن إنَّما يعني أنَّ الحادث نفسه يبطؤ؛ وبطء الحادث إنَّما يعني أنَّ حدوث الحادث نفسه يستغرق زمناً أطول، بحسب ساعة مراقب خارجي (موجود في "الفضاء الفارغ Empty space" مثلاً).

هناك، اي حيث يبطؤ الزمن، كل "الأحداث" تتباطأ؛ وعليه يستغرق حدوث كل شيء زمناً أطول (بحسب ساعة الأرض مثلاً).

بطء، أو تباطؤ، "الزمن" عبَّر عنه آينشتاين بكلمة أخرى هي "الانحناء (أوالتقوُّس)" Curvature، فـ "الزمن"، ضمن حقل الجاذبية القوي، ينحني مع انحناء "الفضاء"، أو "المكان (بأبعاده الثلاثة)". وهذه الكينونة الواحدة المتِّحدة هي "الزمكان" Spacetime الذي ينحني ويتقوَّس حيث تقوى وتشتد الجاذبية.

وتوضيحاً لمعنى "انحناء الزمن" ندعوكَ إلى تَخيُّل "الخط المستقيم B ـ A" على أنَّه مسافة زمنية تساوي 60 ثانية. الآن، قُمْ بِرَسْم "خطٍّ منحنٍ بين النقطتين A و B، فترى أنَّ "المسافة الزمنية" قد استطالت (تمدَّدت) فأصبحت تَعْدِل (مثلاً) 90 ثانية.

وفي توضيح آخر، نقول: إذا كانت الثانية الأرضية هي المستقيم الذي يصل النقطتين A و B، والذي طوله 10 سنتيمتر، فإنَّ "انحناء الزمن" يُرْمَز إليه بالخطِّ المنحني الذي يصل النقطتين نفسيهما، والذي (بسبب الانحناء) أصبح طوله 20 سنتيمتر مثلاً. وهذا إنَّما يعني أنَّ المراقب الأرضي يرى الثانية الواحدة حيث ينحني الزمن أطول مرتين من الثانية الواحدة عنده، أي تَعْدِل ثانيتين اثنتين أرضيتين.

حيث يبطؤ الزمن ينحني الفضاء والمكان؛ وحيث ينحني الفضاء والمكان يبطؤ الزمن؛ فلا وجود للبطء من دون الانحناء، ولا وجود للانحناء من دون البطء.

قُلْنا، في مثالنا الافتراضي أو التخيُّلي ذاك، إنَّ قلب توأمكَ ينبض نحو 70 نبضة كل 11.5 دقيقة، بحسب ساعتكَ. الآن، تخيَّل أنَّ القوَّة الخارقة نفسها نَقَلَته، في طَرْفَة عين، إلى كوكب آخر أشد جاذبية، أي أنَّ جاذبيته أعظم وأشد من جاذبية كوكب الأرض بآلاف المرَّات (مثلاً). عندئذٍ، سترى أنَّ قلب توأمكَ ينبض نحو 70 نبضة كل شهرٍ (مثلاً).

ضمْنَ هذا الحقل الجديد للجاذبية، والأقوى من حقل الجاذبية الأرضية بآلاف المرَّات، تطول أكثر "المسافة الزمنية" بين كل حادثين، فيبطؤ الزمن أكثر، فتتأخَّر ساعة توأمكَ أكثر.

غير مرَّة، أوْرَدْنا العبارة "بحسب ساعتكَ أنتَ"؛ أمَّا "بحسب ساعة توأمكَ" فلا شيء قد اختلف أو تغيَّر.

توأمكَ، وبحسب ساعته هو، ظلَّ قلبه ينبض نحو 70 نبضة في الدقيقة الواحدة. ولو تناول توأمكَ وجبة إفطار لاستغرق تناوله لها 15 دقيقة بحسب ساعته هو؛ لكن بحسب ساعتكَ أنتَ استغرق تناوله لها 15 ساعة (مثلاً).

ولو كان توأمكَ امرأة حامِل، وفي الشهر الأوَّل من حَمْلِها، فإنَّها ستضع مولودها هناك بعد ثمانية أشهر (من وصولها إلى ذلك الكوكب) بحسب ساعتها (وزمانها) هي؛ لكن بحسب ساعتكَ أنتَ وَضَعَت مولودها بعد ثماني سنواتٍ (مثلاً).

لو دخَّن توأمكَ سيجارة هناك لاستغرق تدخينه لها خمس دقائق بحسب ساعته هو؛ لكن بحسب ساعتكَ أنتَ استغرق تدخينه لها خمس ساعات (مثلاً).

تخيَّل الآن أنَّ توأمكَ الموجود على سطح ذلك الكوكب البعيد، عظيم الجاذبية، هو الذي يَنْظُر إلى الزمن عندكَ؛ سيرى (مثلاً) أنَّ قلبكَ ينبض نحو 70 نبضة كل خمس ثوانٍ بحسب ساعته هو، فالزمن عندكَ، أي الزمن الأرضي، يسير (يتدفَّق، يجري) بسرعة أكبر. إنَّ "المسافة الزمنية" بين كل حادثين (على سطح الأرض) لا تطول؛ وإنَّما تتقلَّص، بحسب ساعة توأمكَ، الذي يرى (مثلاً) أنَّ الثانية الواحدة عنده تَعْدِل 100 ثانية عندكَ، فكل شيء عندكَ يراه أسرع، ويشيخ أسرع.

توأمكَ الآن أعادته القوَّة الخارقة نفسها، وفي طَرْفَة عين، إلى كوكب الأرض. لقد استغرق غيابه عنكَ، بحسب ساعته هو، سنة واحدة فحسب (مثلاً). عند مغادرته كان عمره 30 سنة (مثلاً) فأصبح لدى عودته 31 سنة، أي أنَّ عمره زاد سنة واحدة فحسب.

أمَّا أنتَ فأصبحت أكبر منه عُمْراً، لدى عودته، بعشر سنوات (مثلاً). لقد شِخْتَ قبله.

بحسب "النسبية العامة"، اي بحسب نظريات آينشتاين في "الجاذبية" و"التسارع"، لا بدَّ لكلِّ انتقال (أو سفر) لكَ في الفضاء (أو المكان) من أن يكون أيضاً انتقالاً (أو سفراً) في الزمان.

تخيَّل أنَّكَ موجود في "الفضاء الحُرُّ (من الجاذبية)"، بعيداً عن كل الكواكب والنجوم..، فظَهَر، فجأةً، على مقربة منك، كوكب.

إنَّكَ، عندئذٍ، لن تُدْرِكَ إلاَّ أنَّكَ قد شرعت تتسارع نحو هذا الكوكب.

وهذا التسارع إنَّما يعني أنَّكَ أصبحت الآن ضمن حقل الجاذبية لهذا الكوكب، أي ضِمْن "حُفْرته الفضائية" التي تشرع تسقط فيها سقوطاً حُرَّاً (متسارِعاً) في اتِّجاه الكوكب (في اتِّجاه سطحه أو مركزه). وهذا إنما يعني أيضاً أنك أصبحت ضمن حيِّز فضائي يبطؤ فيه الزمن، بحسب ما يرى مراقب خارجي بعيد ساعتك. لقد انتقلت الآن عبر الزمن (أي إلى منطقة زمنية مختلفة). إنَّك في سفرك في الفضاء تعبر مناطق زمنية مختلفة لجهة درجة تمدُّد الزمن فيها؛ وهذا ما يدركه المراقب الخارجي.

المراقب البعيد عنك (المراقب الأرضي مثلاً) يرى أنَّ سرعة جريان وتدفق الزمن لديك قد تضاءلت (لسيرك الآن في فضاء منحنٍ).

وعليه، يتأكَّد هذا المراقب أنَّ سفرك في الفضاء سفر في الزمن أيضاً؛ لأنَّك لم تنتقل من موضع إلى موضع فحسب؛ بل انتقلت من نظام زمني إلى آخر.

إذا انْتَقَلْتَ (تحرَّكتَ) في المكان (أو الفضاء) فأنت مجبر على الانتقال في الزمان أيضا؛ لكنك قد تنتقل في الزمان (كأن تجلس على الكرسي) من غير أن تنتقل في المكان (بالنسبة إلى سطح الأرض). إنَّ كل انتقال في المكان يتضمن حتماً انتقالاً في الزمن؛ لكن ليس كل انتقال في الزمان يجب أن يتضمن انتقالاً في المكان.

إننا لا نعيش في "المكان" فحسب، ولا في "الزمان" فحسب؛ إننا نعيش في "وحدتهما التي لا انفصام فيها"، أي في "الزمكان". إنني أعيش في هذا "المكان الخاص بي"، وفي هذا "الزمان الخاص بي".

لِنَتَخَيَّل الآن أنَّ القوَّة الخارقة أرسلت توأمكَ، في طَرْفَة عين، إلى ضواحي "ثقب أسود" Black hole، فشرع يسقط (بسرعة هائلة متزايدة) نحو "سطحه". لقد نَظَرَ توأمكَ في ساعته فوَجَد أنَّ سقوطه إلى "سطح" هذا "الثقب" قد استغرق 10 ثوانٍ، وأنَّ سقوطه من سطح "الثقب الأسود" إلى مركزه قد استغرق ثانية واحدة.

إنَّ أحداً من الفيزيائيين الكونيين لن يستطيع إقناع توأمكَ بأنَّ الزمن عنده قد توقَّف تماماً لدى وصوله إلى سطح "الثقب الأسود"، وبأنَّ عقارب ساعته قد توقَّفت تماماً عن الحركة، فتوأمكَ لن يرى إلاَّ سيراً عادياً طبيعياً للزمن (والساعة) عنده؛ أمَّا أنتَ الذي تراقبه من على سطح كوكب الأرض فسترى أنَّ الزمن عند توأمكَ يزداد تباطؤاً مع اقترابه (في أثناء سقوطه) من سطح "الثقب الأسود"، الذي لا مثيل له لجهة قوَّة وشدَّة جاذبيته؛ وسترى أنَّ الثانية الواحدة عنده أصبحت تَعْدِل (مثلاً) مليون سنة أرضية؛ وأخيراً سترى أنَّ الزمن عنده قد توقَّف تماماً ما أنْ أصبح قاب قوسين أو أدنى من سطح "الثقب الأسود".

من وجهة نظركَ أنتَ، وبحسب ساعتكَ أنت، توقَّف الزمن تماماً عند توأمكَ ما أنْ أوشك أنْ يَعْبُر سطح "الثقب الأسود" نحو مركزه؛ أمَّا من وجهة نظره هو، وبحسب ساعته هو، فإنَّ الزمن عنده ظلَّ يسير كالمعتاد، وكأنْ ليس لهذه الجاذبية الهائلة من تأثير يُذْكَر في حركة الزمن لديه.

قُبَيْل دخوله في جوف "الثقب الأسود"، رأيتَ أنَّ الزمن عند توأمكَ قد توقَّف تماماً؛ فلو تمكَّنت تلك القوَّة الخارقة من إعادة توأمكَ إلى الأرض قُبَيْل اجتيازه سطح Event horizon "الثقب الأسود" نحو مركزه، لَرَأيْنا الآتي: توأمكَ كان عمره عند المغادرة 30 سنة (مثلاً) فأصبح عند عودته 32 سنة؛ ولَمَّا سأل عنكَ قالوا له إنَّكَ قد مُتَّ منذ عشرة ملايين سنة (مثلاً).

إنَّ القول بتباطؤ الزمن (بسبب تعاظم الجاذبية) حتى "توقُّفه التام" لا يصحُّ أبداً إلاَّ بهذا المعنى النسبي، فالزمن، عند توأمكَ، توقَّف من وجهة نظركَ أنتَ، وبحسب ساعتكَ أنتَ؛ أمَّا من وجهة نظره هو، وبحسب ساعته هو، وبحسب كل ما لديه من وسائل وأدوات وطرائق لقياس الزمن، فإنَّ الزمن عنده ظلَّ يسير سيراً عادياً طبيعياً.

بعد "النسبية الخاصة" و"النسبية العامة" ما عاد السؤال الذي يستحق التفكير والبحث والإجابة هو "هل الزمن نسبي أم مطلق؟"، وإنَّما السؤال "هل الزمن موضوعي أم ذاتي؟".

إنَّ موضوعية "الزمن" هي الأساس للعلمية في فهمه.

#جواد_البشيتي (هاشتاغ)      

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتبة انتصار الميالي حول تعديل قانون الاحوال الشخصية العراقي والضرر على حياة المراة والطفل، اجرت الحوار: بيان بدل	حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات