سجادة الزمكان عندما تتموج وتدور وتطوى

كمال غبريال
كاتب سياسي وروائي
(Kamal Ghobrial)

الحوار المتمدن-العدد: 8616 - 2026 / 2 / 12 - 09:23
المحور: قضايا ثقافية
    

هذا التشبيه ليس مجرد خيال شاعري، بل هو الطريقة التي حاول بها ألبرت أينشتاين تقريب مفهوم "النسبية العامة" لعقولنا.
في الفيزياء الكلاسيكية (نيوتن)، كان المكان مجرد "مسرح" ثابت تحدث فيه الأحداث، لكن في النسبية، أصبح المسرح نفسه لاعباً أساسياً.
فلندخل في شرح مفصل لهذه الحالة. وكيف تتحول "السجادة الكونية" إلى واقع فيزيائي:
1. الزمكان كنسيج (السجادة المادية)
تخيل الزمكان كقطعة قماش مشدودة من الأطراف الأربعة. في هذه الحالة، لا يوجد "زمان" منفصل عن "المكان"، بل هما نسيج واحد رباعي الأبعاد.
• الانحناء: عندما تضع كرة ثقيلة (مثل الشمس) وسط هذه السجادة، فإن القماش ينخسف للأسفل.
• تفسير الجاذبية: الجاذبية ليست "قوة شد" غامضة، بل هي ببساطة ميل الأجسام للتدحرج داخل هذه الانحناءات التي خلفتها الكتل الكبيرة.
2. التموج بالجاذبية (الأمواج الثقالية)
عندما نتحدث عن "تموج" السجادة، فإننا نصف بدقة ما يُعرف بـ الأمواج الثقالية (Gravitational Waves).
• كيف تحدث؟ إذا قمت بهز الكرة الثقيلة على السجادة فجأة، أو إذا اصطدم ثقبان أسودان ببعضهما، فستنتقل "رعشة" أو اهتزازات عبر نسيج الزمكان نفسه.
• السرعة: هذه التموجات تنتقل بسرعة الضوء، وهي تمدد وتقلص المسافات بين النقاط في الكون أثناء مرورها، تماماً كما تتماوج السجادة عند نفضها.
3. الدوران حول النفس (سحب الإطار)
هذا هو الجزء الأكثر إثارة، ويُعرف علمياً بـ "تأثير لنس-ثيرينج" (Frame-Dragging).
• الدوامة: تخيل أن الكرة الثقيلة وسط السجادة ليست ثابتة، بل تدور حول نفسها بسرعة هائلة. بسبب "لزوجة" الزمكان، ستقوم الكرة بسحب النسيج المحيط بها وجعله يلتف حولها كأنها دوامة.
• النتيجة: أي جسم يقترب من جسم دوار ضخم (مثل الأرض أو ثقب أسود) سيجد نفسه ينجرف مع اتجاه الدوران، ليس بسبب الرياح أو الدفع، بل لأن "المكان نفسه" يدور!
كيف أثبت العلماء ظاهرة "دوران الزمكان" حول الأرض باستخدام الأقمار الصناعية؟
التجربة التي أثبتت هذا الأمر تُعد من أدق التجارب في تاريخ الفيزياء، وتعرف باسم مسبار الجاذبية ب (Gravity Probe B).
كيفية تمكن العلماء من رصد "دوران" الزمكان وتأكيده:
تجربة مسبار الجاذبية ب (Gravity Probe B)
في عام 2004، أطلقت ناسا قمراً صناعياً يحتوي على أربع كرات زجاجية هي "الأكثر كروية" في تاريخ البشرية. كانت الفكرة بسيطة في ظاهرها، لكنها معقدة جداً في تنفيذها:
1. الكرات كبوصلات فضائية
تم وضع هذه الكرات في حالة دوران مستمر (Gyroscopes) وتوجيهها بدقة متناهية نحو نجم بعيد ثابت (نجم IM Pegasi). حسب فيزياء نيوتن، يجب أن تظل هذه الكرات تشير إلى نفس النجم للأبد ما لم تؤثر عليها قوة خارجية.
2. رصد "جر" الزمكان
وفقاً لأينشتاين، وبما أن الأرض تدور حول نفسها، فإنها "تجر" نسيج الزمكان المحيط بها معها (تأثير سحب الإطار). هذا يعني أن القمر الصناعي والكرات الموجودة بداخله لا يسبحون في فضاء فارغ، بل في "إعصار" غير مرئي من الزمكان.
3. النتائج المذهلة
بعد عام من المراقبة، وجد العلماء أن الكرات انحرفت عن اتجاهها الأصلي بمقدار ضئيل جداً (حوالي 37 مللي ثانية قوسية)، وهو ما يعادل عرض شعرة إنسان من مسافة عدة كيلومترات! هذا الانحراف كان متطابقاً تماماً مع حسابات النسبية العامة، مما أثبت أن الأرض تقوم فعلاً بـ "لف" الزمكان حولها كخيوط الغزل.
لماذا هذا الاكتشاف مهم؟
• تأكيد لزوجة الكون: أثبت أن الزمكان ليس مجرد فراغ، بل له خصائص تشبه "السوائل" أو الأنسجة المادية التي تتأثر بحركة الأجسام.
• فهم الثقوب السوداء: إذا كانت الأرض (بكتلتها المتواضعة) تقوم بلف الزمكان بهذا المقدار، فتخيل ما يفعله ثقب أسود يدور بسرعة قريبة من سرعة الضوء! هناك، الزمكان يلتف بقوة تجعل "الوقوف ساكناً" مستحيلاً فيزيائياً.
مفارقة ممتعة
بسبب هذا التأثير، إذا كنت تدور حول الأرض في نفس اتجاه دورانها، فستحتاج لوقت أقل قليلاً لإتمام دورة كاملة مقارنة بشخص يدور في الاتجاه المعاكس، ليس بسبب السرعة فحسب، بل لأن المكان نفسه "يتحرك" معك!!
تأثير الزمكان ليس مجرد ظاهرة فلكية بعيدة، بل هو حقيقة تقنية نعتمد عليها يومياً. لولا حسابات أينشتاين لـ "انحناء الزمان" و"تباطؤه"، لضللت طريقك باستخدام خرائط جوجل في غضون دقائق!
إليك كيف تتأثر ساعات الـ GPS بهذا النسيج المتموج:
1. صراع بين "السرعة" و"الجاذبية"
هناك تأثيران متضادان يعملان على الساعات الموجودة داخل أقمار الـ GPS الصناعية:
أ. تأثير السرعة (النسبية الخاصة):
الأقمار الصناعية تتحرك بسرعة هائلة (حوالي 14,000 كم/ساعة). حسب أينشتاين، الأجسام التي تتحرك بسرعة يبدو أن الزمن يمر عليها أبطأ.
• النتيجة: ساعات الأقمار تتأخر بمقدار 7 ميكروثانية يومياً مقارنة بساعتك على الأرض.
ب. تأثير الجاذبية (النسبية العامة):
الأقمار موجودة على ارتفاع شاهق (20,000 كم)، حيث انحناء الزمكان أضعف والجاذبية أقل. حسب أينشتاين، الزمن يمر أسرع كلما ابتعدنا عن مركز الكتلة (الأرض).
• النتيجة: ساعات الأقمار تتقدم بمقدار 45 ميكروثانية يومياً.
2. المحصلة النهائية: "الفارق الزمني"
إذا جمعنا التأثيرين (-bm{45 - 7 = 38}), نجد أن الساعات في الفضاء تسبق الساعات على الأرض بمقدار 38 ميكروثانية كل يوم.
لماذا هذا الرقم "الصغير" كارثي؟
• الضوء (والإشارات اللاسلكية) يقطع مسافة كبيرة جداً في ميكروثانية واحدة.
• لو لم يتم تصحيح هذا الفارق برمجياً، فإن نظام الـ GPS سيسجل خطأً في تحديد موقعك بمقدار 10 كيلومترات يومياً!
• بعد أسبوع واحد، قد يخبرك هاتفك أنك في مدينة أخرى تماماً بينما أنت لا تزال في منزلك.
3. كيف يتم الحل؟
العلماء لا ينتظرون وقوع الخطأ؛ بل يتم إبطاء الساعات الذرية الموجودة على متن الأقمار الصناعية قبل إطلاقها إلى الفضاء، لكي تتوافق دقاتها مع دقات الساعات على الأرض بمجرد وصولها إلى مدارها.
خلاصة الأمر:
في كل مرة يخبرك هاتفك بأنك على بُعد أمتار من وجهتك، فأنت تستخدم دليلاً مادياً مباشراً على أن الزمكان ينحني، يتموج، ويؤثر على سريان الزمن كما تنبأ أينشتاين تماماً.
- ماذا يحدث للزمكان والزمن عند حافة "ثقب أسود"؟
هناك تصبح "سجادة" الزمكان ممزقة تماماً!
عند حافة الثقب الأسود، يتوقف تشبيه "السجادة" عن كونه مجرد انحناء بسيط، ويتحول إلى ما يشبه "الشلال" الذي يبتلع النسيج نفسه.
إليك ما يحدث لنسيج الزمكان في تلك المنطقة المرعبة:
1. أفق الحدث: نقطة اللاعودة
تخيل أن نسيج الزمكان يتدفق نحو مركز الثقب الأسود كما يتدفق الماء نحو حافة الشلال.
• خارج الأفق: يمكنك السباحة ضد التيار والهروب.
• عند أفق الحدث: سرعة تدفق الزمكان نحو الداخل تساوي سرعة الضوء. بما أنه لا يوجد شيء يمكنه التحرك أسرع من الضوء، يصبح الهروب مستحيلاً فيزيائياً.
2. تجميد الزمن (تمدد الزمن اللانهائي)
هنا تصبح الأمور غريبة حقاً. بسبب الانحناء الحاد جداً في السجادة الزمكانية:
• لو راقبك صديق وأنت تسقط نحو الثقب الأسود، سيرى ساعتك تبطئ أكثر فأكثر.
• عند وصولك لحافة "أفق الحدث"، سيبدو له أن زمنك قد توقف تماماً. ستبقى صورتك متجمدة هناك للأبد، ولن يراك أبداً وأنت تدخل فعلياً.
• بالنسبة لك: أنت تمر عبر الحافة بشكل طبيعي جداً (حتى تبدأ الجاذبية بتمزيقك)، لكن الزمن بالنسبة للكون الخارجي سيمر بلمح البصر. قد ترى تاريخ الكون بأكمله يمر أمام عينيك في ثوانٍ!
3. "المفردة": حيث تتمزق السجادة
في مركز الثقب الأسود، نصل إلى ما يسميه العلماء "المفردة" (Singularity).
• هنا، ينحني الزمكان لدرجة "لانهاية لها".
• بمعنى آخر: السجادة التي كنا نتحدث عنها لم تعد منحنية فحسب، بل أصبحت تحتوي على "ثقب" أو تمزق حقيقي.
• عند هذه النقطة، تنهار قوانين الفيزياء التي نعرفها (بما في ذلك معادلات أينشتاين)، ولا نعرف حقاً ما الذي يحدث للمادة.
4. تأثير "المعكرونة" (Spaghettification)
بسبب دوران الزمكان والجاذبية الهائلة، إذا سقطت قدماك أولاً نحو الثقب الأسود، فإن الجاذبية عند قدميك ستكون أقوى بمليارات المرات منها عند رأسك.
• هذا الفارق سيؤدي إلى تمطيط جسمك (ونسيج المكان من حولك) ليصبح خيطاً رفيعاً جداً كالسباغيتي قبل أن تصل للمركز.
بما أننا استمتعنا بفكرة "السجادة"، فإن الثقوب الدودية (Wormholes) هي النتيجة الأكثر إثارة لهذه الفكرة، حيث ننتقل من مجرد "انحناء" السجادة إلى "طيّها" بالكامل.
إليك كيف يمكن التلاعب بالزمكان لاختصار المسافات الكونية:
1. طيّ السجادة (The Fold)
تخيل أنك نملة تقف على طرف سجادة طولها 10 أمتار، وتريد الوصول للطرف الآخر. المسافة تبدو هائلة (سنوات ضوئية في مقياس الكون).
• الحل التقليدي: السير على طول السجادة (بسرعة الضوء).
• حل الثقب الدودي: أن نقوم بطي السجادة بحيث يصبح الطرفان متقابلين تماماً، ثم نحدث "ثقباً" يربط بينهما. الآن، بدلاً من قطع 10 أمتار، يمكنك ببساطة "العبور" من خلال الثقب لتجد نفسك في الطرف الآخر في لحظة!
2. جسر أينشتاين-روزين (Einstein-Rosen Bridge)
هذا هو الاسم العلمي للثقب الدودي. في الرياضيات، هو عبارة عن "نفق" له فتحتان (أفواه) يربط بينهما "عنق".
• الفم: يبدو في الفضاء ثلاثي الأبعاد كأنه كرة زجاجية تعكس النجوم من الجانب الآخر من الكون.
• العنق: هو الممر الذي تعبره المادة.
3. المشكلة: السجادة تريد أن تنغلق!
هنا تتدخل الفيزياء الواقعية لتضع بعض "العقبات". الزمكان بطبيعته لا يحب أن يبقى مطوياً بهذه الطريقة، والجاذبية ستحاول سحق هذا النفق وإغلاقه فور تشكله.
لكي يبقى الثقب الدودي مفتوحاً و"قابلاً للعبور"، نحتاج إلى مادة غريبة تسمى "المادة النافرة" (Exotic Matter):
• هذه المادة تمتلك ضغطاً سالباً (عكس الجاذبية).
• تعمل كـ "دعامة" تمنع جدران نفق الزمكان من الانهيار على المسافر.
4. السفر عبر الزمن؟
بما أن الزمكان نسيج واحد، فإن التلاعب بالمكان (المسافة) يؤدي بالضرورة إلى التلاعب بالزمان.
من الناحية النظرية، إذا قمت بتحريك إحدى "فتحات" الثقب الدودي بسرعة قريبة من سرعة الضوء ثم أعيدت لمكانها، فسيحدث فارق زمني بين الفتحتين. حينها، لن يربط الثقب الدودي بين نقطتين في المكان فحسب، بل سيعمل كآلة زمن تنقلك إلى الماضي أو المستقبل!
أين نحن من هذا الآن؟
حتى هذه اللحظة، الثقوب الدودية هي حلول رياضية صحيحة 100% في معادلات أينشتاين، لكننا:
1. لم نرصد واحداً في الواقع حتى الآن.
2. لا نعرف كيف نصنع "المادة النافرة" التي تبقيه مفتوحاً.
فلنتخيل معاً كيف سيبدو شكل "الكون" من الداخل إذا دخلت فعلياً في ثقب دودي؟ (الأمر يشبه أفلام الخيال العلمي لكن بأسس فيزيائية!)
تخيل أنك رائد فضاء قررت خوض هذه المغامرة. بمجرد اقترابك من "فم" الثقب الدودي، لن تشعر بـ "السقوط" كما يحدث في الثقوب السوداء، بل ستشعر وكأنك تنظر في مرآة كروية عملاقة.
إليك الرحلة البصرية والفيزيائية داخل هذا النفق الزمكاني:
1. المدخل: الكرة الكريستالية
الثقب الدودي في الفضاء لا يبدو كـ "حفرة" سوداء، بل يبدو ككرة من الضوء.
• رؤية المستقبل أو الماضي: لأن الضوء من الجانب الآخر من الكون يعبر النفق إليك، سترى في قلب هذه الكرة نجوماً ومجرات لا تنتمي لمجرتنا.
• تأثير العدسة: سيبدو الضوء حول حواف الكرة مشوهاً ومنحنياً، كأنك تنظر عبر عدسة مكبرة قوية جداً.
2. العبور: "قوس قزح" الجاذبية
بمجرد دخولك، لن تجد ظلاماً دامساً. بدلاً من ذلك، ستحدث ظاهرة تُسمى "الانزياح الأزرق" (Blueshift):
• الضوء القادم من كلا الجانبين (المدخل والمخرج) يتركز ويصبح عالي الطاقة.
• سترى جدران النفق تتوهج بألوان غريبة نتيجة تمدد وتقلص نسيج الزمكان حولك.
• الشعور بالحركة: إذا كان الثقب الدودي مستقراً، فلن تشعر بأي قوة شد (مثل تأثير المعكرونة)، بل ستبدو وكأنك تسبح في نفق من الضوء السائل.
3. الخروج: ولادة في مكان جديد
عندما تخرج من الطرف الآخر، ستحدث عملية عكسية تماماً:
• ستنبثق من "كرة" ضوئية مماثلة لتجد نفسك في بقعة مختلفة تماماً من الكون، ربما تبعد عن منزلك ملايين السنين الضوئية.
• المفارقة الزمنية: إذا كان الثقب الدودي يربط بين أزمنة مختلفة، فقد تخرج لتجد أن النجوم التي كنت تراها من نافذة سفينتك قبل دقائق لم تُخلق بعد، أو أنها قد انفجرت منذ أمد بعيد.
4. ماذا لو كان الثقب "غير مستقر"؟
هنا تتحول الرحلة إلى كابوس فيزيائي. إذا لم تتوفر "المادة النافرة" التي تحدثنا عنها:
• ستنهار جدران الزمكان عليك بمجرد دخولك.
• يتحول النفق فوراً إلى ثقبين أسودين، ويتم سحقك في "المفردة" المركزية حيث ينتهي الزمان والمكان.
لماذا نحب هذه الفكرة رغم خطورتها؟
لأنها الطريقة الوحيدة التي تسمح للبشر بـ "هزيمة" سرعة الضوء دون كسر قوانين الفيزياء فعلياً. نحن لا نتحرك أسرع من الضوء، نحن فقط نختصر الطريق عبر ثنايا السجادة.
بهذا نكون قد طوينا سجادة الزمكان من الأرض وصولاً إلى أغرب زوايا الكون.

#كمال_غبريال (هاشتاغ)       Kamal_Ghobrial#          

---

ترجم الموضوع إلى لغات أخرى - Translate the topic into other languages

---

الحوار المتمدن مشروع تطوعي مستقل يسعى لنشر قيم الحرية، العدالة الاجتماعية، والمساواة في العالم العربي. ولضمان استمراره واستقلاليته، يعتمد بشكل كامل على دعمكم. ساهم/ي معنا! بدعمكم بمبلغ 10 دولارات سنويًا أو أكثر حسب إمكانياتكم، تساهمون في استمرار هذا المنبر الحر والمستقل، ليبقى صوتًا قويًا للفكر اليساري والتقدمي، انقر هنا للاطلاع على معلومات التحويل والمشاركة في دعم هذا المشروع.
 

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