تفسير سرعة الضوء هكذا


كانت اهم انطلاقة هي النتيجه الغامضة لتحربة قام بها الفيزيائي الامريكي ألبرت ميشلزون بعام 1881 في شيكاغو

حيث قام بتصميم جهاز يمكنه(( بواسطه ترتيب معين لعدد من المرايا )) من قياس سرعة الضوء القادم من الشمس بطريقتين
احداهما بصورة عمودية على مسار الارض
والاخرى بصورة يتوجب معها جمع سرعه الارض على مسارها الى سرعة الضوء

صحيح ان سرعة الضوء تبلغ 300 ألف كم \ث
وسرعة الارض بالنسبة للمنبع الضوئي (( الشمس)) تبلغ 30 كم\ث
لكن رغم ذلك كان يتوجب ان تكون النتيجه بالحاله الاولى 300 الف كم\ث وفي الحالة الثانية 300030 كم\ث
اي الفرق كان زهيدا
لكن ميشلزون كان قد صمم اجهزته بشكل بارع بحيث كانت قادره على قياس الفرق بدقة كاملة

تكمن الاهمية التاريخيه لهذه التجربه في انه عند القياس لم يظهر اي فرق !
بكلا الحالتين حصل ميشلزون على نفس الرقم 300000 كم\ث . كان هذا الامريكي يستطيع تدوير جهازه كما يريد لكن سرعه دوران الارض لم تقبل الاضافة الى سرعه الضوء
بما ان شروط التجربة كانت سهله نسبيا وواضحه فقد بدت النتيجة مفاجئة تمااما وغامضة لان ما من احد يشك
بحقيقة دوران الارض حول الشمس
اعيديت التجربة في السنين التاليه مرارا لكنها اعطت دائما نفس النتيجه (( السلبيه)) مما افقد الفيزيائين صوابهم .
كان آينشتاين اول من توصل في عام 1905 الى اعطاء تفسير لهذه الاحجية
على الرغم من ان تفسيره بدا هزيلا بالبداية فإنه كان الاساس الذي بنى عليه (( نظريته )) الشهيرة
يمكننا القول ان اينشتاين تمكن من حل مشكله تجربه ميشلزون لانه لم ينطلق كغيره من النتيجه التى توقعها الجميع وانما انطلق من النتيجه الفعليه واعتبرها صحيحة على الرغم من انها كانت تبدو على انها تخالف جميع قواعد المنطق السليم


كانت النتيجه التي يتوقعها الجميع ويعتبرونها بديهية هي ان سرعة دوران الارض يجب ان تضاف
الى سرعه الضوء
لقد كانت واضحه تماما كحاله المسافر في قطار الذي يمشي داخل هذا القطار
اذا كان القطار يسير بسرعه 100 كم\س . وكان المسافر يتحرك بيداخله بسرعه 5 كم\س .
باتجاه حركة القبطان عندئذ تكون سرعة المسافر بالنسبة للأرض خراج القطار هي 105 كم\س . النتيجه صحيحة ويمكن قياسها لان السرعتين سرعة القطار وسرعة المسافر المتحرك داخل القطار يجمعان الى بعضهما البعض في الحالة المذكورة
تتفق النتيجه تماما مع مبدأ (( القابلية اللا محدودة لجمع السرعات )) الذي كان معروفا في علم الحركة الكلاسيكي وكان بديهيا
على ضوء هذا المبدا كان غير مفهوم لماذا لمن تحصل عمليه جمع السرعتين في تجربه مشليزون
صحيح ان احدى السرعتين التي يجب جمعها(( وهي سرعة الضوء )) كانت في هذه التجربه اكبر بكثيير من السرعتان المدروستان في حاله القطار لكن هذا الفرق لم يكن كما كان يبدو لهم آنذاك
ليؤثر بأي حال من الاحوال على مبدأ التجربة وعلى النتيجه المتوقعه
كانت الخاطره العبقرية لآينشتاين تكمن في افتراضه ان الفرق بين نتائج التجربتين ربما يتعلق فعلا بالتفاوت الكبير بين السرعات ,
على الرغم من ان هذا الافتراض كان يبدو غير اعتيادي وغير منطقي فقد انطلق اينشتاين قائلا ربما يكون العالم في مجال السرعات الكبيرة جدا كسرعة الضوء مختلفا عنه في مجالات الحياة اليومية التي اختبرناها
في اثناء هذه التأملات تزايد لدى اينشتاين الشك بصحه مبدأ (( القابلية اللامحدودة لجمع السرعات
الذي كان يبدوا بمنتهى البداهه
كان هذا المبدا بيدو للوهلة الاولى مقنعا ولا يحتاج الى اي برهان , لكن عند متابعته الى النهايه يؤدي في حالته القصوى الى نتائج مشكوك بها
القابلية اللامحدوده للجمع تعني مبدئيا اننا نستطيع جمع السرعات الجزيئة الى بعضها البعض حتى نصل اخيرا الى سرعة لا نهائية
لكن السرعة اللانهائية لايجوز ان تكون موجوده بالواقع هكذا استخلص اينشتاين لاننا في هذه الحاله سنتمكن من اجتياز الكون( لحظيا ) وهذا طبعا هراء . بذالك كانت نقطه الانطلاقة للخطوة الحاسمة قد وجدت وكان اينيشتاين الانسان الاول الذي قام بذلك
اذا كانت السرعه اللانهائية غير ممكنه فلا بد من وجود سرعه قصوى سرعة حدية عظمى لايستطيع تجاوزها اي شيء لا الماده ولا الاشعاع لا اي شيء اخر

كان يكفي فقط الافتراض ان سرعة الضوء هي هذه السرعه القصوى التي لايستطيع تجاوزها اي شيء في هذا الكون عندئذ يصبح واضحا لماذا لاتقبل هذه السرعه الجمع الى اي سرعه اخرى
هكذا انهى ايشتاين تأملاته

يعتبر هذا الاستنتاج الانعطاف الحاسم الذي جلبته معها النطرية النسبية
من فهمها يكون قد ادرك الاهمية الانقلابيه لهذه النظرية لقد اصبح واضحا منذ اينشتاين ان جواب السؤال عما يجعل العالم متماسك داخليا يختلف عما كان اسلافنا يتمنونه منذ الالف السنين
انه ببساطه غير ممكن
مامن احد يستطيع ان يقول لماذا تبلغ سرعة الضوء في الفراغ تماما 299792.5 كم\ث (( وهذا هو المقدار الدقيق المحسوب اليوم))
ولماذا هذا الرقم بالذات يحدد اعلى سرعه ممكنه في هذا العالم
علينا ان نقبل الامر كما هو
ينطبق نفس الشيء على النتائج المترتبة الزاميا على هذا الاكتشاف
تشكل هذه النتائج المحتوى الخاص للنظرية النسبية . لانود الدخول في تفصيلات هذه النظرية
لانها صعبه ولا يمكن شرحها الا بمعادلات رياضية معقده
الا لتوضيح بمثال يجعل من حقيقة السبب كون سرعه الضوء هي اقصى سرعة ممكنة قضية ذات نتائج خطيرة هامه : في حال عدم وجود اي امكانيه في الكون لإجراء الاتصالات وللقيام بمشاهدات معينه اسرع من الضوء يصبح مثلا مفهوم (( التطابق الزمني )) عديم المعنى

اذا اردنا ان نعبر بدقه فإننا نستطيع القول ان علماء الفلك لايشاهدون ولا يراقبون في قبة السماء سوى اشباح
لان الاجسام السماوية التي يشاهدها بمناظيرهم ويصورونها بأجهزتهم لم تعد موجوده
انهم يرون بسبب السرعه المتناهية للضوء النجم الذي يبعد عنهم عشر سنين ضويئة كمان كان قبل عشر سنين صحيح ان هذه الحالة غير ذات اهميه بالنسبة للمشاهدة الفلكية العلميية
لكن من الناحية الدقيقة والصحيحة فانها ذات اهميه اساسية لاننا لن نتمكن ابدا ولا بأية طريقة من الطرق ولا في وقت من الاوقات ان نرى هذا النجم او غيره من النجوم كما هو فعلا في اللحظة التي نراقبه بها
سنفترض الان ان بركانين قد انفجرا في ((نفس الوقت)) احدهما على الارض والاخر على هذا الذي يبعد عنا عشرة سنين ضوئية
ماذا تعني عندئذ كلمة ((نفس الوقت)) ؟؟
لانحن ولا مراقب مفترض على الكوكب البعيد يستطيع ان يعيش الانفجارين في نفس الوقت
ان صورة الانفجار تحتاج الى عشر سنين لقطع المسافة وبما ان سرعه الضوء هي اقصى سرعه ممكنه فلا يوجد اي شيء يستطيع ان يخبرنا نحن او يخبر المراقب الاخر بزمن اقصر عن حصول او عن توقيت الانفجار لدى الشريك الاخر

هذه الحاله وحدها تجعل من مفهوم التطابق الزمني عندما نفكر فيه بعمق هي قضية باهته لا وجود لها
طبعا يمكن لاحقا بعد معرفه المسافات وبمساعده الحسابات الرياضية ومنها قوانين النسبية معرفة ما اذا كان الانفجاران قد حصلا قبل عشر سنين في نفس الوقت
لكن ان نعيش الحاله او نشاهدها مباشره فهذا امر مستحييل اطلاقا
هذه الامكانية يمكن ان تتوفر فقط لمراقب يتواجد صدفه على كوكب ثالث يقف تماما في الوسط بين الكوكبين اللذين حصل لهما الانفجار
هذا المراقب سيرى الانفجارين فعلا يحصل بنفس الوقت وان كان سيراهما بسبب موقعه المتوسط بعد خمس سنين من حصولهما

قبل ان نتسرع في التعبير عن الرضى بهذا (( التطابق الزمني)) المشروط يتوجب علينا ان نعرف
انه لم تزل هناك مشكله بغاية التعقيد
لفنترض ان مراقبا رابعا يركب صاروخا سريعا يندفع نحو الارض مارا امام المراقب الثالث الموجود على الكوكب الثابت المتمركز في الوسط وانه قد وصل اليه تماام في نفس اللحظة التي رأى فيها الاتفجارين (( وان كانت رؤيته لهما متأخره خمس سنوات ))
هذا يعني ان المراقب الموجود بالصاروخ سيكون في هذه اللحظة ايضا تماما في الوسط بين الانفجارين .. ماذا سيرى؟
على الرغم من ان الرجل الراكب في الصاروخ يراقب افي هذه اللحظه من نفس النقطة التي يراقب
منها زميله على الكوكب الثابت فإنه لايرى الانفجارين في نفس الوقت . بسبب السرعة الهائله التي
التي يتحرك بها متجها الى البركان الارضي تصله لاشعه الضوئة القادمة من هناك بعد تلك القادمة من البركان الذي يبتعد عنه بنفس السرعه
الان اصبح الاربكا كاملا.
ايهما المصيب ؟؟
المراقب الواقف على الكوكب الثابت ام المراقب الموجود على الصاروخ ؟
الاول يدعي ان كلا البركانين قد حصلا بنفس الوقت
اما الطيار فيعارض هذا بحدة وهو مستعد للبرهنة على صحة ادعائة بفلم مصور اذا اقتضى الامر
اذا ايهما المصيب ؟ ايهما يعبر صحيحا عن (( الحالة الفلعلية ))؟

كان جواب اينشتاين على هذا السؤال (( كلاهما )) !
انه ليس من ممكنا تفضيل احدى نقطتي المراقبة على الاخرى واعتبارها هي الوحيده الصحيحة ليس هناك اي معيار يعطينا الامكانية لاتخاذ هذا القرار
الاستنتاج الوحيد الممكن في هذه الحالة هو الاقتناع بأن التطابق الزمني (( نفس الوقت )) غير موجود بالواقع - في كل الاحوال غير موجود عندما يتعلق الامر بالمسافات الكبيره جدا والسرعات العالية جدا
مسأله التطابق الزمني لحدثين تتعلق بحركة وسرعه المراقب . بناء عليه فإن الزمان يتعلق اذن بـ_(الحاله المكانيكية ((اي السرعة)) للمراقب)
يستخلص من ذلك ان جميع المقولات حول الزمان يجب ان تراعي الشروط الميكانيكيه
بكلمات اخرى هناك علاقة (( تناسب )) بين الزمان والمكان
ومن هنا جاءت النظرية النسبية فهناك علاقة متبادله بين الزمان والمكان

توصل اينشتاين بمتابعه هذه الافكار الى الاكتشاف بأن الزمن في السرعات العالية القريبة من سرعة الضوء يمر ببطء وبأن الماده في الواقع عباره عن حاله معين للطاقة.

كما توصل بعد عشر سنين في
عام 1915 الى الاقتناع بان المكان شأنه شأن الزمان
ليس مطلقا كما ان الزمان يتعلق بمكان فان خصائصه تتحدد وتتغير بواسطة ما يحتويه من ماده
وبما ان الكون ممتلىء بالمادة والموزعة فيه توزيعا منتظما فإنه يجب ان يكون تبعا لكميتها وتوزعها (( محدبا )) ( مكورا)
لايمكن البرهنه على ذلك الابواسطه معادلات رياضية معقده
لهذا سنكتفي بالقول انه لم يعد يوجد اليوم عالم فيزيائي او رياضي جاد يشك في هذه الاستنتاجات للنظرية النسبية
على من يرى انه مضطر للاعتراف بأنه لايستطيع ان يتصور مكانا محدبا ان لايخشى ان هذا يشير الى نقص في الذكاء او المعرفه
حتى اينشتاين لم يكن يتصور في وضع افضل ما من انسان يستطيع ان يتصور تحدب المكان او تحدب الفضاء لكن المعادلات الرياضية تبين انه محدب

نقلته لكم من كتاب (( بالبدأ كان هايدروجين))