هل الزمن مطلق أم نسبي؟

إجابتان
rate image أضف إجابة
حقل النص مطلوب.
يرجى الانتظار
إلغاء
الزمن هو الوقت
الوقت هو الحياه
كلما استخدمت وقتك زادت اهميته
كلما زاد استمتاعك به مر سريعا
كلما كنت متالما كان بطيئا
128 مشاهدة
share تأييد
profile image
بيان أحمد

الفيزياء
1620313508
 يبدو أن الوقت يتبع إيقاعًا عالميًا... لكن الأمر ليس كذلك! كان واحداً من أكثر المفاهيم الثورية التي تعلمناها في القرن العشرين أن الوقت ليس مقياسًا عالميًا.

فلا يهم مدى تحكم حياتنا بنفس الثواني والدقائق والساعات والأيام والأسابيع، بغض النظر عن المكان الذي نعيش فيه على الكرة الأرضية، فلن يكون الوقت مطلقًا. بل إن معدل مروره يعتمد كليًا على سرعتك وتسارعك في أي لحظة.

ولكن كيف بالضبط يمكن أن يكون الوقت أبطأ وأسرع في نفس ذات الوقت؟

تخيل أنك رائد فضاء في المستقبل، وسفينتك لديها القدرة على السفر بسرعة الضوء. تقفز إلى مركبتك الفضائية عندما تبلغ من العمر 20 عامًا، وتسافر 331 سنة ضوئية في رحلتك عبر الفضاء، وتهبط إلى المنزل عندما تبلغ 40 عامًا. ولكن عندما تخرج من سفينتك، لا يبدو العالم من حولك مثل الذي تركته؟ على الرغم من مرور 20 عامًا فقط بالنسبة لك، فقد مرت 335 عامًا على الأرض.

كيف يكون هذا ممكنا؟

ذلك لأن الزمان والمكان والحركة نسبيان. أي أنهما سيظهران بشكل مختلف وستشعر باختلاف وجهات النظر. ولدينا ألبرت أينشتاين لنشكره على تطوير هذه النظريات والكشف عن معلومات جديدة حول كوننا.

إن المعدل الذي يمر به الوقت يتباطأ في الواقع كلما تحركت أكثر.

وأنا لا أتحدث هنا عن إدراكك وتصوّرك للوقت، والذي تشير الأبحاث الحديثة إلى أنه يتسارع بالفعل، وذلك بفضل الوفرة التكنولوجية في حياتنا. بل أنا أتحدث عن معدل الوقت الفعلي، الذي ظهر في العديد من التجارب لإبطاء سرعة الجسيمات مثل الميونات والفوتونات.

الوقت يمضي؟

دعونا نبدأ مع الوقت. يبدو الوقت للوهلة الأولى منتظمًا جدًا، مقسمًا بالتساوي إلى سنوات، أشهر، أيام، وساعات وما إلى ذلك. لكن فكر في الأمر: كيف نعرف أن الوقت يمر؟ نحن نأخذه هذا الموضوع كأمر مسلم به لأنه دائمًا موجود، من خلال الهواتف والساعات لدينا. لكننا نعلم أن بإمكان الناس معرفة الوقت قبل اختراع الساعات باستخدام موقع الشمس والقمر.

قياس الزمان والمكان عند وجود صخرة واحدة فقط!

انطلق!

الآن، هذا هو المكان الذي يصبح فيه الأمر صعبًا. ماذا لو لم يكن هناك شمس أو قمر؟ ماذا لو لم يكن هناك شيء، وكان الشيء الوحيد المتبقي في الكون كله هو الصخور؟ مجرد صخرة، فقط تطفو هناك في الفراغ. هل سيبقى الوقت موجودا؟

بالطبع. ولكن عندما نقيس الوقت، فهو دائمًا فاصل زمني بين شيء وشيء آخر. شروق الشمس وغروبها. بداية المدرسة ونهايتها. الفاصل التجاري في برنامج تلفزيوني. أو حتى نقرة واحدة على مدار الساعة إلى التي تليها.

عد الآن إلى تلك الصخرة المنعزلة واسأل نفسك بعض الأسئلة.

هل لها موقع؟ بما أن هذه الصخرة هي الشيء الوحيد في الكون، فلا توجد طريقة لتحديد مكانها، لأنه لا يوجد شيء يمكن مقارنتها به. لا نستطيع أن نقول "إنها تبعد 100 سنة ضوئية" لأن الأرض غير موجودة لتعطينا نقطة مرجعية.

ما هو حجمه؟ كيف يمكنك تحديده؟ كبير؟ إذا كان هناك شيء واحد فقط؟ ليس هناك مفهوم؟ كبير؟ أو صغيرة؟ عندما يكون هناك شيء واحد فقط لا يوجد لمقارنته به.
هل تستمر في الوجود؟ حسنًا، إنها موجودة فقط. لا يوجد شيء آخر؟ لا كويكب ليصطدم به، ولا توجد أشكال حياة قادمة لاستكشافه؟ من شأنه أن يتسبب في حدوث أي شيء على الإطلاق.

وبالتالي؟ كيف يمكننا معرفة مرور الوقت؟ أنستطيع؟ في كون يتكون من صخرة فقط ولا شيء آخر، لا معنى للزمان والمكان على الإطلاق.

ولهذا السبب يمكننا القول أن الزمان والمكان نسبيان. كل هذا يتوقف على مجموعة الظروف التي تعيش فيها. إنه تفاعل كل الأشياء الموجودة في كوننا التي تعطي الزمان والمكان أي معنى.

إن كل الأمور مرتبطة:

قبل نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين، اعتقد العلماء أن المكان والزمان ثابتان. كان يُنظر إلى الفضاء على أنه امتداد مستمر ينتشر في جميع الاتجاهات. والوقت يمر دائمًا بوتيرة متساوية. لكن أينشتاين أظهر أن المكان والزمان ليسا ثابتين، ويمكنهما التغيير بناءً على وجهة نظر الراصد، وبذلك غيّر الطريقة التي نفهم بها الكون.
شيء واحد ثابت ولا يتغير أبدًا هو سرعة الضوء. بغض النظر عن مصدره أو مكان وجودك فالنسبة لهذا المصدر، فهو لا يكون أسرع أو أبطأ. وأظهرت نظرية أينشتاين للنسبية الخاصة أن الحركة نسبية. هاتان الفكرتان مجتمعتان، أن سرعة الضوء ثابتة ولكن الحركة نسبية، تُظهِر أن الزمان والمكان نسبيان أيضًا.

عندما بدأ أينشتاين في تطوير نظرية النسبية لأول مرة، حوالي عام 1905، كانت الملاحظات الواقعية الوحيدة التي يمكنه الاعتماد عليها غامضة وغير مباشرة. اليوم، الدليل جزء من الحياة اليومية. على سبيل المثال، في كل مرة تستخدم فيها مستقبل GPS، فأنت تستخدم نظرية النسبية لأينشتاين. في مكان ما بين عام 1905 واليوم، أصبحت التكنولوجيا جيدة بما يكفي للسماح بإجراء تجارب بسيطة من الناحية المفاهيمية يمكن للطلاب في أوائل القرن العشرين مناقشتها فقط بعبارات مثل "تخيل أننا نستطيع..."

في النظرية النسبية لأينشتاين، والتي فيها يصف تمدد الزمن اختلافًا في الوقت المنقضي بين حدثين، كما تم قياسه من قبل المراقبين الذين إما يتحركون بالنسبة لبعضهم البعض، أو بشكل مختلف، اعتمادًا على قربهم من كتلة الجاذبية. بشكل أساسي، ينص على أنه كلما ذهبنا بشكل أسرع، كلما تأثر الوقت.

وفي نظرية آينشتاين النسبية الخاصة، حدد أينشتاين أن الوقت نسبي - بمعنى آخر، يعتمد المعدل الذي يمر فيه الوقت على الإطار المرجعي الخاص بك. مثلما لا يتفق المراقبون دائمًا في إطارين مختلفين من المراجع على كيفية وصف حركة الكرة المرتدة، فإنهم أيضًا لا يتفقون دائمًا على وقت وقوع الحدث أو المدة التي استغرقها. قد تكون الثانية في إطار مرجعي واحد أطول مقارنة بالثانية في إطار مرجعي آخر.

كلما تحركت الساعة بشكل أسرع، يمر الوقت الأبطأ وفقًا لشخص ما في إطار مرجعي مختلف. لتفسير هذه النتيجة المحيرة، يشير الفيزيائيون إلى تجربة فكرية تتضمن ساعة تستخدم الضوء لتحديد الوقت. على الرغم من أن تجربة "الساعة الضوئية" هذه هي تجربة افتراضية، إلا أن نفس التأثيرات تنطبق على أي ساعة، بدءًا من ساعات الجد القديمة إلى الساعات الذرية، وهي أكثر الأجهزة المتوفرة دقةً لحفظ الوقت. الوقت نسبي حتى بالنسبة لجسم الإنسان، الذي هو في جوهره ساعة بيولوجية. إن تأثير تباطؤ الوقت لا يكاد يذكر في سرعات الحياة اليومية، لكنه يصبح واضحًا جدًا عند السرعات التي تقترب من سرعة الضوء.

ما هي الساعة المضيئة؟

تخيل ساعة تتكون من نبضة ضوئية ومرآتين، واحدة في الجزء العلوي من الساعة والأخرى في الأسفل. الساعة "تدق" عندما يصل النبض إلى المرآة أعلى الساعة. و "الرموز" في الأسفل. يرتد النبض ذهابًا وإيابًا بين المرايا بمعدل ثابت. عندما تتحرك الساعة، كما هو موضح على اليسار، يكون الوقت بين العلامات أطول.

فكرة أن الثانية ليست دائمًا ثانية هي واحدة من أكثر النتائج إثارة للدهشة في نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين. لاحظ الباحثون بالفعل هذا التأثير، والذي لا يمكن اكتشافه إلا بسرعات عالية. قام العلماء بمزامنة ساعتين ذريتين عاليتي الدقة ثم طاروا واحدة حول الأرض على متن طائرة. عندما عادت الساعة المحمولة جواً إلى الأرض، كانت جزءًا صغيرًا من الثانية خلف الساعة التي بقيت على الأرض. تكشف تجربة فكرية باستخدام ساعة ضوئية سبب ذلك.

جميع الساعات المتحركة تعمل ببطء وليس فقط الساعات الخفيفة.

لكن التأثير ضئيل إلا عند اقتراب سرعة الضوء. من المثير للاهتمام أن الشخص المتحرك لن يعتقد أن ساعته تعمل ببطء، لأن كل شيء في إطارها المرجعي سيتباطأ أيضًا. وفقًا لمراقب ثابت في الفضاء يراقب الأرض تتحرك حول الشمس، فإن جميع الساعات على كوكبنا تعمل ببطء، ومع ذلك لا نلاحظ أي شيء خارج عن المألوف.

ولكن إذا كان الوقت نسبيًا كما يوحي ذلك، فقد يبدو متناقضًا بعض الشيء.

تخيل ما إذا كان اثنان منا يقومان بالتكبير عبر فراغ الفضاء في اتجاهين متعاكسين، ثم يمرون فجأة بجانب بعضنا البعض.من وجهة نظري، يبدو أنك تتحرك، ولذا يجب أن يمر الوقت بشكل أبطأ بالنسبة لك، ولكن من وجهة نظرك، يبدو أنني أتحرك، لذا يجب أن يمضي الأمر ببطء أكثر بالنسبة لي.
121 مشاهدة
share تأييد