كيف تؤثِّر -الكتلة- في -الفضاء-؟

جواد البشيتي

الحوار المتمدن-العدد: 3933 - 2012 / 12 / 6 - 11:49
المحور: الطب , والعلوم
    

جواد البشيتي
الكون، في بعضٍ من معناه، هو "الأجسام (النجوم والكواكب والأقمار..)" و"ما بينها من فضاء (أو فراغ)"؛ فأنتَ، وأيَّاً كان موضعكَ في الكون، لن ترى إلاَّ المشهد (الكوني) نفسه؛ فلو كنتَ في داخل حجرة كروية صغيرة شفَّافة فسوف ترى الكون (الذي تستطيع رؤيته، بالعين المجرَّدة، أو التلسكوب) على هيئة كرة ضخمة، أنتَ، مع حجرتكَ، مركزها؛ النجوم من حولكَ؛ والفضاء (أو الفراغ) بينها جميعاً.
وسترى جسماً ما (كوكب مثلاً) في حالة حركة؛ فهو يَنْتَقِل (دائماً) في الفضاء (أو المكان) من نقطة إلى أخرى، أو من موضع إلى آخر. إنَّه، و"نِسْبَةً إليكَ"، يسير بسرعةٍ ما (1000 متر في الثانية مثلاً). ويسير في اتِّجاه ما، أو في شكلٍ ما، أو على نحوٍ ما؛ فأنتَ تراه "يدور في مدارٍ" حول نجمٍ ما.
لماذا يتحرَّك (أو ما سبب حركته في الفضاء؟)؟
ولماذا يتحرَّك بسرعة ما (من وجهة نظركَ أنتَ)؟
ولماذا يتحرَّك على هذا النحو (أيْ لماذا يدور حول ذاك النجم؟)؟
ولماذا يدور في هذا المدار (لا في غيره)؟
من وجهة نظر قانون "القصور الذاتي"، لا يمكن فَهْم وتفسير حركته (وسرعته ودورانه) على أنَّها "نُتاجٌ ذاتي"؛ فحركته (في المكان، أو الفضاء) وبكل تفاصيلها ومعانيها وأوجهها ليست من ذاته. إنَّه لا يملك في ذاته ما يجعله يتحرَّك، أو يتوقَّف عن الحركة، ولا ما يجعله يسير بهذه السرعة، أو تلك، ولا ما يجعله يسير في هذا الاتِّجاه، أو ذاك. إنَّ حركته (مبدأً وتفاصيل) ليست من عنده؛ فهل تكون من عند غيره؛ من النجم الذي يدور هذا الكوكب حوله؟
تَخَيُّلاً (ليس إلاَّ) نقول إنَّ لهذا النجم "يداً طويلة غير مرئية" هي التي تحرِّك هذا الكوكب (وبسرعة ما) وتجعله يدور (في المدار الذي فيه يدور).
وفي تفسير يشبه هذا "التفسير التخيُّلي (الوهمي)"، فسَّر نيوتن حركة هذا الكوكب، بتفاصيلها كافَّة، قائلاً إنَّ "قوَّة" خفية، غير مرئية، تَعْمَل عن بُعْد، ومَصْدَرها النجم، هي المسؤولة عن حركة هذا الكوكب (عن حركته من حيث المبدأ، وعن حركته بهذه السرعة، وعن شكلها الدَّوراني)". وهذه "القوَّة" أسماها "الجاذبية"، أيْ جاذبية ذاك النجم.
آينشتاين لم يَرُقْه هذا "التفسير الافتراضي التخيُّلي"؛ لأنْ ليس من "قوَّة" في الكون بهذه الخواص، وتَعْمَل عن بُعْد في هذه الطريقة الغامضة المُبْهَمَة؛ فـ "القوَّة" التي تُحرِّك جسماً ما (كأنْ تدفعه، أو تسحبه) يجب أنْ تشبه، مثلاً، "القوَّة" التي تُحرِّك كرة تَقِف على سطح طاولة؛ فأنتَ بيدكَ تَدْفَع هذه الكرة (الواقِفة) فتتحرَّك؛ ولولا "اتِّصال" يدكَ بهذه الكرة، و"ملامستها" لها، لَمَا تحركَّت الكرة من مكانها.
لكن ثمَّة مثال آخر نَقِف فيه على معنى مختلف لـ "القوَّة"؛ فإنَّ "المغناطيس" يَجْذب إليه البرادة من معدن الحديد، مع أنَّ هذه البرادة بعيدة عنه.
وظاهرة الجذب هذه إنَّما تُعْزى إلى "جسيمات حاملة (ناقلة) للقوَّة". إنَّها جسيمات لا تملك شيئاً من كتلة السكون، تسير بسرعة الضوء، تَنْطَلِق من المغناطيس، فتسير في الفضاء، أو الفراغ، قَبْل أنْ تُصيب (وكأنَّها قذائف) البرادة من الحديد. وهذا التأثير (أيْ الجذب) من المغناطيس بالبرادة هو ما يسمَّى "القوَّة" التي تَحْملها وتَنْقلها تلك الجسيمات (من المغناطيس إلى البرادة عَبْر الفضاء، أو الفراغ).
"المثال الأوَّل (دَفْع كرة واقفة بيدكَ)" يُصَعِّب علينا فَهْم "الجاذبية" على أنَّها "قوَّة"؛ لكن، هل "المثال الآخر (الجذب المغناطيسي)" يُسهِّل علينا ذلك؟
الإجابة لم تُحْسَم بَعْد؛ فهناك من يميل إلى تفسير "الجاذبية" تفسيراً "جسيمياً"، ناسِباً "ظواهر الجاذبية" إلى جسيم حامل (ناقِل) للقوَّة ("قوَّة" الجاذبية) يُدْعى "الغرافيتون". وهذا الجسيم الافتراضي، عديم الكتلة (أيْ لا يملك كتلة سكون) ويسير بسرعة الضوء.
في هذا التفسير، نقول (تَخيُّلاً أيضاً) إنَّ جسيمات "الغرافيتون" تَنْطَلِق من النجم، فتسير في الفضاء الفسيح بسرعة الضوء؛ فإذا بَلَغَت ذاك الكوكب أفْرَغَت فيه حمولتها من "التأثير (أو القوة)"، فتحرَّك على نحوٍ ما، وبسرعةٍ ما.
عند نيوتن، لا صِلَة بين "الفضاء" و"الزمان" وبين "الجاذبية"؛ فالنجم (مثلاً) لا يؤثِّر (بكتلته وطاقته) في الفضاء المحيط به، أيْ لا يتسبَّب في "انحناء (وتقوُّس)" هذا الفضاء؛ كما لا يؤثِّر في "البُعْد الرابع"، وهو "الزمان"، أي لا يتسبَّب في بطء الزمان (من وجهة نظر مراقب ما) عنده، أو في جواره؛ فـ "الفضاء" و"الزمان" ليسا بشيئين يتأثَّران بـ "قوَّة" الجاذبية، التي ليست بـ "تأثير يَنْتَقِل (من مَصْدَره) إلى جسم ما بسرعة ما"؛ فـ "الجاذبية الشمسية"، مثلاً، تؤثِّر "فوراً (تأثيراً متفاوِتاً)" في كل جسم في الكون؛ وهذا إنَّما يعني، من وجهة نظر نيوتن، أنَّ كوكب الأرض (مثلاً) يتأثَّر جاذبياً "فوراً"، وليس بعد مرور 8 دقائق، بانشطار الشمس إذا ما انشطرت.
هذه "الفورية" في "التأثير الجاذبيِّ" نفاها آينشتاين، موضِحاً أنَّ لهذا التأثير سرعة يَنْتَقِل بها، هي نفسها سرعة الضوء، أيْ 300 ألف كم/ث.
آينشتاين، وفي تفسيره لحركة الكوكب، لم يَبْقَ لديه من خيار للتفسير إلاَّ "الخيار الثالث"، ألا وهو "الفضاء نفسه"؛ فإذا كانت حركة الكوكب ليست من ذاته، ولا من النجم (أو "قوَّة" جاذبية النجم) الذي يدور الكوكب حوله؛ فهل تكون (حركة الكوكب) متأتِّية من "الفضاء (بينهما)"؟
جوابه كان "نَعَم"؛ فالنجم (بكتلته وطاقته) يُحْدِث تغييراً في "البنية الهندسية" للفضاء المجاوِر له، فيتحرَّك الكوكب (القريب من هذا النجم) بما يُوافِق "التغيير الهندسي" لهذا الفضاء. إنَّ الكوكب، وبسبب التغيير في "البنية الهندسية" لهذا الفضاء، يسير بسرعة ما، وفي شكلٍ ما؛ فكل تفاصيل حركته، وكل تفصيل من تفاصيل حركته، يجب أنْ يُفْهَم ويُفسَّر على أنَّه نُتاج البنية والخواص الهندسية للفضاء الذي فيه يُوْجَد ويسير.
"المسار" الذي فيه يسير الكوكب، ولجهة سرعة وشكل السَّيْر فيه، ولجهة قربه إلى النجم، أو بُعْده عنه، هو نُتاج التغيير في البنية الهندسية لفضاء النجم، فينحني هذا المسار بانحناء هذا الفضاء، وبما يوافقه؛ وليس لدى الكوكب من "خيار" إلاَّ أنْ "يَتْبَع" مساره؛ والكوكب بانتقاله من نقطة إلى أخرى في مساره إنَّما يَقْطَع "أقصر مسافة ممكنة (في هذا الفضاء)".
وحيث ينحني "الفضاء" ينحني "الزمان"؛ و"انحناء الفضاء (والمكان)" إنَّما يُتَرْجَم بـ "بطء للزمان"، من وجهة نظر مراقِب خارجي ما؛ وكلَّما كانت كتلة النجم أكبر زاد انحناء الفضاء (أو المكان) والزمان معاً؛ فالنجم الأعظم كتلةً هو الذي يكون "زمكانه" أكثر انحناءً.
انحناء، أو تمدُّد، أو تباطؤ، الزمن نَبْسُط معناه في المثال الآتي:
زيد هو الآن في داخل حجرة صغيرة شفافة تسير في فضاء بعيد كثيراً عن كل مَصْدَر للجاذبية. وهذه الحجرة تسير بسرعة ثابتة (لا تزيد، ولا تنقص). أمَّا مسارها، أو خط سيرها، فمستقيم.
وعمرو هو الآن في داخل حجرة مماثلة، تسير في الفضاء نفسه؛ وتُماثِل حجرة زيد في حركتها أيضاً.
الحجرتان تسيران معاً، أي تسيران جنباً إلى جنب.
كلاهما (زيد وعمرو) يرى الدقيقة الواحدة في ساعته تساوي دقيقة واحدة في ساعة الآخر.
حجرة عمرو ظلَّت تسير في مسارٍ مستقيم؛ لكنَّ سرعتها شرعت تزداد ازدياداً منتظَماً (كل ثانية تزداد سرعتها ثلاثة أمتار ـ تزايدت سرعتها على النحو الآتي: 10 م/ث، 13 م/ث، 16 م/ث).
زيد يرى الدقيقة الواحدة في ساعته تساوي دائماً 50 ثانية في ساعة عمرو.
حجرة عمرو، وبعد 30 يوماً، بحسب ساعة زيد، توقَّفت عن هذا التسارُع المنتظَم. إنَّها الآن تسير بسرعة 5000 م/ث (ومن غير أنْ تَخْرُج عن الاستقامة في خطِّ سيرها). حجرة زيد ما زالت تسير بسرعة 10 م/ث (ومن غير أنْ تَخْرُج عن الاستقامة في خطِّ سيرها).
زيد الآن يرى الدقيقة الواحدة في ساعته تساوي دقيقة واحدة في ساعة عمرو.
حجرة عمرو شرعت سرعتها تزداد ازدياداً غير منتظَم (على النحو الآتي: 5000 م/ث، 5100 م/ث، 5400 م/ث، 7000 م/ث).
زيد يرى الدقيقة الواحدة في ساعته تساوي دقيقة واحدة في ساعة عمرو؛ ثمَّ يراها تساوي 40 ثانية في ساعة عمرو؛ ثمَّ يراها تساوي 30 ثانية في ساعة عمرو؛ ثمَّ يراها تساوي 15 ثانية في ساعة عمرو.
الجسم (الكوكب أو النجم مثلاً) يؤثِّر (بكتلته وطاقته، وبتركُّزهِما) في نسيج الفضاء الذي يَقَع فيه، ويتموضع؛ وهذا النسيج إنَّما يشبه ملاءة من المطاط، التي يتحوَّل انبساطها إلى ما يشبه "الحُفْرة"، يتموضع الجسم في وسطها.
آينشتاين، وفي مثالين بسيطين، شرح وأوضح كثيراً من أوجه وظواهر ما يسمَّى "الجاذبية"، وبما يَجْعَل مُمْكناً وضرورياً نَسْبُ تلك الأوجه والظواهر إلى البنية والخواص الهندسية للفضاء، وقَطْع الصِّلة الافتراضية (أيْ التي افترضها نيوتن) بينها وبين "قوَّة خفية تَعْمل عن بَعْد".
في مثال "الملاءة (المطَّاطية) المشدودة من أطرافها الأربعة، والمُعلَّقة، أو تَعْلو سطح الأرض"، نتصوَّر "انبساط الفضاء"، أو "الفضاء المنبسط"، الذي إنْ دَفَعْتَ فيه كرة تظل تسير في مسارٍ مستقيم، وبالسرعة نفسها؛ فإذا وَضَعْتَ، أو ألْقَيْتَ، في وسط الملاءة كرة ثقيلة تحوَّل انبساط هذه الملاءة إلى ما يشبه "الحُفْرة".
ضَعْ الآن كرة صغيرة خفيفة في "أعلى المُنْحَدَر" من هذه "الملاءة ـ الحُفْرة"، فتراها تتدحرج بسرعة متزايدة في اتِّجاه "المركز"، حيث تتموضع الكرة الثقيلة، فإذا وصلت إلى هذا المركز شرعت تدور حول الكرة الثقيلة، التي تبدو "قوَّةً" تشدُّ (تسحب، تجذب) إليها الكرة الصغيرة الخفيفة.
في هذا المثال، نرى "الانحناء" في خطِّ سَيْر الكرة الصغيرة الخفيفة، و"التسارُع" في سيرها (تدحرجها) والذي يُوْصَف بأنَّه تسارُعٌ متأتٍّ من الجاذبية؛ ونرى، أيضاً، ظاهرة "الدوران" حول "مركز"، هو الكرة الثقيلة، والتي هي كناية (مثلاً) عن الشمس في النظام الشمسي.
وفي مثال "انطلاق شخصين من نقطتين (كلتاهما بعيدة عن الأخرى) على خطِّ الاستواء، في اللحظة عينها، وبالسرعة عينها، في اتِّجاه القطب الشمالي، في مسارين مستقيمين متوازيين"، نرى ما يشبه بعض ظواهر الجاذبية؛ فكلاهما (ومع أنَّه يسير في مسارٍ مستقيم) يرى أنَّه يزداد قُرْباً من الآخر، وكأنَّ "قوَّة ما" تشدُّ كليهما إلى الآخر، فإذا بلغا نقطة القطب الشمالي تقاطَع مساراهما، والتقيا، وتصادما، وكأنَّ في تلك النقطة "قوَّة ما" تشدُّ إليها الشخصين.
كلا الشخصين، في هذا المثال، يرى أنَّه يسير في مسارٍ مستقيم (لا ريب في استقامته) قاطِعاً دائماً "المسافة الأقصر" بين نقطتين (في مساره). أمَّا لو رآهما مراقِب خارجي بعيد فلن يخامِره شكٌّ في أنَّ كليهما يسير في مسارٍ مُنْحَنٍ (لانحناء السَّطح نفسه). إنَّ هذا "المسار المنحني" هو "أقصر مسافة بين نقطتين" يَقْطَعها كلاهما (في فضاءٍ مُنْحَنٍ).
ولقد أحْسَن آينشتاين التفكير والنَّظر إذ تَصَوَّر الفضاء نفسه على أنَّه "شيءٌ قابل للانحناء (والانبساط)"، فإذا انحنى فضاء ما، انحنى كل مسارٍ فيه (انحناءً مماثِلاً في الدرجة والشِّدة). ولا بدَّ لـ "الزمن" من أنْ ينحني هو أيضاً بانحناء الفضاء، أو المكان، أيْ لا بدَّ له من أنْ يبطؤ سَيْراً؛ لكن من وجهة نظر مراقِب خارجي بعيد.
لكنَّ "الكيفية"، أيْ كيف تؤثِّر كتلة وطاقة الجسم في الفضاء، انحناءً، هي التي ظلَّت سؤالاً يبحث عن جواب؛ وربَّما ساهم "التفسير (الافتراضي) الجسيمي" لـ "الجاذبية" في إجابة هذا السؤال.
وفي إجابة افتراضية نقول إنَّ جسيم "الغرافيتون (الافتراضي)" المُنْطَلِق من جسمٍ ما هو الذي يتسبَّب في انحناء الفضاء (الذي يتموضع فيه هذا الجسم). وهذا إنَّما يعني أنَّ ظواهر الجاذبية (التي نَعْرِف) هي نُتاج انحناء الفضاء، الذي هو (أيْ "الانحناء") نُتاج جسيمات حاملة وناقلة لهذا التأثير، انطلقت، وتنطلق، في استمرار، من الجسم، الذي كلَّما كانت كتلته (وطاقته) أعظم انطلق من مزيدٌ من هذه الجسيمات (التي تسير بسرعة الضوء).

#جواد_البشيتي (هاشتاغ)      

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين	حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل

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