متناقضة التوأم
تخيل أنك سافرت في عطلة، وعدت إلى بيتك؛ لتجد جميع من تعرفهم قد ماتوا، بيتك قد هدم، لا يوجد أثر لما تعرفه، أو من تعرفه!.
مرحبًا بك في عالم النسبية حيث يسقط المنطق وتتجلى قوانين أينشتاين..
نناقش اليوم ما يسمي بمتناقضة التوأم:
فلنفترض أنه سافر أخ له توأم إلى نجم بعيد، ولنفترض أن هذا النجم هو أقرب النجوم إلينا (Alpha Centauri)، وهو يبعد حوالي 4.23 سنة ضوئية عن الأرض، ولنفترض أن هذا الأخ يمتلك مركبة تقدر على الوصول إلى سرعة 99.9% من سرعة الضوء؛ سوف يمر على الأخ الذي ذهب إلى النجم حوالي 9 سنين؛ ولكنه سيصعق عندما يعود إلى الأرض.
فإنَّه عند سرعة 99.9% من سرعة الضوء يمر الوقت على الشخص بنسبة حوالي 4.5% من سرعة الوقت الطبيعي؛ ففي حالة الأخ المسافر هنا سوف يكون قد مر على سفره أكثر من 188 عام.. نعم، لقد قرأت هذا الرقم بشكل صحيح.. 188 عام مقابل 9 أعوام!
مرحبًا بك في عالم النسبية، عالم يسقط فيه المنطق..
ولكن كيف يحدث هذا؟
عندما يتحرك جسم أو شخص بسرعة كبيرة؛ يمر عليه الوقت أبطأ من الجسم أو الشخص الطبيعي؛ وذلك لأن الوقت مرتبط بسرعة الضوء، كلما زادت سرعتك، كلما مرَّ عليك الوقت بشكل أبطأ. ولكنك لن تشعر به؛ لأن جميع ذرات جسدك وعقلك سوف يعملون بنفس هذه السرعة؛ فبالنسبة إليك سوف يمر الوقت بشكل طبيعي؛ ولكن بالنسبة إلى مشاهد سرعته طبيعية، أنت شبيه بفيلم بطيء الحركة.
فلنأخذ مثالًا على تأثير السرعة في الوقت: إذا تحركت بسرعة 99.9999999999999% من سرعة الضوء؛ فإنَّ يوم واحد لك في هذه السرعة سوف يُعادل 22,000 سنة -اثنان وعشرون ألف عام- لشخص لا يتحرك؛ حيث تكون المعادلة لحساب هذا الفارق هي معادلة لورينتز، وهنا t’ هي الوقت للمشاهد الثابت -الأخ على الأرض-، و t هي الوقت للمسافر، وV هي سرعة المسافر، وC هي سرعة الضوء:
ونجد هنا أنَّه كلما اقتربنا من سرعة الضوء يمر الوقت بشكل أبطأ؛ ولكن ماذا يحدث عندما نصل إلى سرعة الضوء؟
إذا جعلنا السرعة تساوي سرعة الضوء، وأدخلناها في هذه المعادلة؛ فسوف تكون النتيجة t/0، ولمن درس الرياضيات منكم سيعلم أنَّ هذا معناه عدد لا نهائي.
ولكن ما معنى هذا؟.. معناه أنَّه عند الوصول إلى سرعة الضوء؛ يتوقف الوقت تمامًا، سوف يسقط معنى الوقت وموضوعه؛ فمعنى الوقت يرتبط ارتباطًا تامًا بسرعة الضوء.
ولكن كيف يحدث هذا؟ وماذا يحدث إذا كانت السرعة أعلى من سرعة الضوء؟
إنَّ سرعة الضوء ثابتة بغض النظر عن سرعة المُلاحظ، هذه إحدى أساسيات النسبية والتي أثبتت صحتها مرات عديدة؛ وذلك معناه أنَّ سرعة الضوء هي سرعة مطلقة، ولا يمكن تخطيها.
ولكن افتراضًا أنَّه قد تم تخطي هذه السرعة؛ ماذا يحدث للوقت؟.. فلنحاول أن ندخل سرعتنا في المعادلة السابقة على أنها ضعفي سرعة الضوء -هذا مجرد تخيل-، فإن أدخلنا السرعة كضعفي سرعة الضوء؛ سوف تكون النتيجة سالبةَ؛ ولكن ما معنى هذا !
معناه أنَّه من الممكن رؤية العالم بشكل آخر؛ سوف نرى العالم بشكل عكسي، رحلة شيقة إلى الماضي.
ولكن كيف ذلك؟.. تخيَّل مشاهدة فيديو لفيلم على التلفاز، وتضغط على زر Rewind، ويتم تشغيل الفيلم بشكل عكسي، من النهاية إلى البداية؛حيث يمكن أن يصل سهم إلى هدفه قبل أن يُضرب.
هذا هو جمال النسبية والفيزياء؛ عالم جديد ينبسط أمامك وأمام مخيلتك، عالم جديد حيث لا يوجد شيء اسمه مستحيل؛ فأطلق مخيلتك بطَاقَةِ العلم..
– إعداد: Mohamed S. El-Barbary
– مراجعة لغوية: Omnea Abd El-Aleem
– تصميم: Ahmaad M. Hanafi
__________________________________________________________________
