1
2
خطأ النظرية النسبية آلينشتاين وبديلها الشامل عمل للباحث سامي عمر محمود شاليل شارك في إعداده مروان صبرة عبيدة على الشرفي جميل الفقيه محمد عبدالكريم شاس
إشراف االستاذ الدكتور :مبارك درار عبد هللا أستاذ النسبية والطاقات العالية بجامعة السودان للعلوم والتكنولوجيا
3
حقوؽ الطبع ؿبفوظة الطبعة الثانية ٓٗٗٔىػ ٕٜٓٔ -ـ
رقم اإليداع بدار الكتبٕٜٓٔ – ٖٔٔٚ :ـ صنعاء
للتواصل مع اؼبؤلفٕٜٖٕٚٚٙٙٗ : Email: Sami.shalayel@hotmail.com
4
بسم اهلل الرمحن الرحيم
5
6
إهداء إىل أهلي يف كل ربىع فلسطني احلبيبة ويف الشتات أهدي هذا الكتاب خطأ النسبية اخلاصة والعامة وبديلهما الشامل
7
المحتويات مقدمة الكتاب ٕٔ ............................................................ ى ػ ػذا الكتاب ٔ٘ ............................................................. شػكػ ػر وتقػديػر ٔٙ ............................................................ أىداؼ ومضامُت ٔٛ ......................................................... أسئلة وأجوبة حوؿ الط ػبعة األوىل ٕٜ ........................................... الفصل األول :سرع ػة الض ػوء ٖٚ .............................................. سرع ػ ػة الضوء ونظرية األثَت ٖٛ ................................................. سرع ػة الضوء ونسبية آينشتاين ٕٗ .............................................. الثوابت واؼبتغَتات ُب ظػل النسبية ٗٚ ........................................... الربى ػاف الرياضي على فرضية ثبػات سرعة الضوء ٜٗ .............................. ربويل لورنتز بُت اغبقػيقة واػبياؿ ٘ٗ ............................................ طريقة آينشتاين ُب اشتقاؽ ربويل لورنتز ٘ٗ ..................................... طريقة لورنتز ُب اشتػقاقو لتػحويلو ٜ٘ ............................................ الفصل الثاني :خطأ ربويل لورنتز والنسبية اػباصة ٖٙ ............................ مقدم ػ ػة ٙٗ.................................................................... اػبطأ األوؿ :وجود درجات ـبتلفة للتباطؤ ُب الزمن ُب مرجع اإلسناد الواحدٙ٘ ...... حقيقة اؼبتغَت ُ xب ربويػل لورنتزٙٚ ......................................... التباطؤ ُب الزمن ُب الذراع اؼبتعامد على حركة األرض ٖٚ ..................... التباطؤ ُب الزمن ُب الذراع اؼبػ ػوازي غبركة األرض ٜٚ .......................... 8
خلل ُب زمن النسبية ٛ٘........................................................ اػبطأ الثاين :خػطأ فرضية سباثل االنتػشار الكػروي بسرعة الضػ ػوء ٜٛ ................ الربىاف األوؿ :عدـ تساوي القيػم العظ ػػػ مى لإلحداثيات ٜٔ ................... الربىاف الثاين :عدـ سباثل النطاقات ٜٖ ...................................... حقيقة معادالت برىاف ثبات سرعة الضوء ٜٗ ................................... اػبطأ الثالث :ربويالت أخرى خالؼ ربويل لورنتز رباف على سباثل االنتشار الكروي للضػ ػوء (التماثل الظ ػػاى ػري)ٜٚ ................................................. خطأ ذبربة مايكلسوف وموريل ٔٓٙ ............................................. الفصل الثالث :التفس ػَت اعبديد لظاىرة ثبػات سرعة الضوء ٖٔٔ ................... مقدمػة ٔٔٗ .................................................................. حدود ظاىرة ثبات سرعة الضوء ٔٔ٘ ........................................... سبب ثػ ػبات سرعة الضوء ٕٔٓ ................................................. حدود وسط انتشار الضوء ٕٕٔ ................................................ الوسط حقيقة واقعة ٕٔٚ ...................................................... الفصل الرابع :بنية وسط انتشار الضوء ٕٜٔ .................................... سبهيد ٖٔٓ ...................................................................
وظ ػائف اجملاؿ ٖٕٔ ........................................................... البنية الدقيقة عبزيئات اجملػاؿ ٖٖٔ ............................................... آلية التفاعل بُت الدوامات واؼبادة ٖٔٙ .......................................... االنسجاـ وعدـ االنسجاـ ٖٜٔ ................................................ اجملاؿ اعباذيب كوسط انػ ػتشارٔٗ٘ ............................................... 9
األدلػة على تأثَت اجملاؿ اعباذيب كوسط انتش ػار ٔٗٚ .............................. (ٔ) حيود الضوء اغب ػامل لص ػور النجوـ ٔٗٛ ................................ (ٕ) الزحزحة التث ػاقلية اغبمراء ٔ٘ٓ ......................................... (ٖ) اكبراؼ حض ػيض عطارد ٔ٘ٔ ......................................... (ٗ) ظاىرة شابَتو ٔ٘ٔ ................................................... الفصل الخامس :طبي ػعة الفوتوف وتفاعالتؤٖ٘ .................................
اؼبعايَت الصػحيح للتفرقة بُت الطبيعة اؼبوجية والطبي ػعة اعبسيمية ٔ٘ٗ ............... طرؽ انتشار الضػوء ٔ٘ٚ ..................................................... تفاعالت الفوتوف مع اؼبادة ٔ٘ٛ ..............................................
(ٔ) تػ ػفاعل الفوتوف مػع اعبسيمات األولية ٜٔ٘ ................................. (ٕ) نفاعل الػ ػفوتوف مػع األوساط ٜٔ٘ ......................................... النوع األوؿ :تفاعل الفوتوف مع األوساط األساسية ٔٙٓ ...................... (أ) تفاعل الفوتوف مع األوسػ ػاط الساكنة ٔٙٓ ............................... (ب) تفاعل الفوتوف مػع األوس ػاط اؼبتػحركة ٔٙ٘ ............................. النوع الثاين :تفاعل الفوتوف مع األوسػ ػاط الثانوية (الشفافة) ...ػ ػٔٚٓ ........... (ٖ) تفاعالت الفوتوف مع الشقوؽ واغبواج ػز ٔٚٙ ............................... الفصل السادس :تطبػي ػقات أخرى للبديلٔٛٔ .................................. التجارب اػباصة بثبػات سرعة الضوء ٕٔٛ ...................................... التجارب اػباصة بإثػبات نػتائج النظرية النسبية ٔٛ٘ ..............................
ذبربة مسارع س ػتانػفورد ٔٛ٘ ................................................... ذبارب تباطؤ الزمن ٔٛٛ ...................................................... 11
ذبربة الساعة الذريػة الطػائرة ٜٔٛ ............................................... ظاىرة الزيادة اؼبزعومة ُب عمر النصف ٜٔٔ ..................................... ذبارب الزيػادة اؼبزع ػومة ُب الكتلة ٜٖٔ .......................................... زيغ الضوء ل ػرباديل ٜٔ٘ ....................................................... الفصل السابع :السماء ونظرية االنفجار الكبَت ُب آيات كت ػػاب اهلل ٜٔٚ ......... نظرية االنفجار الكبَت ٜٔٛ ................................................... نقد التفسَتات القائمة على أساس نظرية االنفجار الكبَت ٕٓٔ ................... السماء ُب اللغة واالصطالح ٕٖٓ ............................................. أدلة وبراىُت على أف الغالؼ اعبوي لألرض ىو ظباؤىا ٕٓٛ ...................... مواقع األجراـ الفلكية من السماء ٕٖٔ ......................................... أصل السموات السبع ٕٔ٘ ................................................... هناية السماء وأجرامها ٕٜٔ ................................................... خاسبة ٕٕٕ .................................................................. اؼبػ ػراجػع ٕٕٖ ................................................................ الكتاب القادـ ٕٕٗ ..........................................................
11
مقدمة الكتاب اغبمد هلل رب العاؼبُت ،وأصلي وأسلم على سيد اؼبرسلُت ،ؿبمد النيب األمُت ،وآلو الطيبُت الطاىرين ،وصحبو ،ومن تبعهم بإحساف إىل يوـ الدين ..أما بعد: ات واألَر ِ ِ ِ فيقوؿ اهلل تعاىل{ :إِ َّن فِي َخل ِْق َّ ِ َّها ِر والْ ُفل ِ ْك الس َم َاو َ ْ ض َوا ْختالَف اللَّْي ِل َوالن َ َ ِ السم ِاء ِمن َّماء فَأ ِ ِ َِّ ِ ض األر َ ْ َّاس َوَما أ َ َحيَا بِو ْ َنز َل اللّوُ م َن َّ َ التي تَ ْج ِري في الْبَ ْح ِر ب َما يَن َف ُع الن َ ث فِ ِ ص ِر ِ اح َو َّ ِ الس َماء الريَ ِ س ِّخ ِر بَ ْي َن َّ يف ِّ يها من ُك ِّل َدآبٍَّة َوتَ ْ بَ ْع َد َم ْوتِ َها َوبَ َّ َ الس َحاب ال ُْم َ ض آلي ٍ ات لَِّق ْوٍم يَ ْع ِقلُو َن} [البقرة]ٔٙٗ : َواأل َْر ِ َ ِ ِ َّ ِ السماو ِ ِ ات ين يَ ْذ ُك ُرو َن اللّوَ قيَاماً َوقُ ُعوداً َو َعلَ َى ُجنُوب ِه ْم َويَتَ َف َّك ُرو َن في َخل ِْق َّ َ َ {الذ َ ت ىذا ب ِ اطالً سبحانَ َ ِ َواأل َْر ِ اب النَّار} [آؿ عمراف]ٜٔٔ : ك فَقنَا َع َذ َ ُْ َ ض َربَّنَا َما َخلَ ْق َ َ َ
ال يبلك من يقرأ ىذه اآليات الكريبة من كتاب اهلل إال أف يعمل عقلو ويتفكر ُب ىذا الكوف ،وما فيو من آيات بديع صنع اػبالق جل ُب عاله. والغاية من ذلك التأمل والتفكر ليست ىي من أجل تذليل أو تسخَت الطبيعة من حولنا ،فهذا الكوف قد سخره اهلل تعاىل وذللػو لنا بالكامل من قبل أف نأٌب إليو ،أو قبري فيو أي حبث من حبوثنا ،أو أف نصنع أي شيء من ـبًتعاتنا. فهذه الشمس تشرؽ علينا لتمدنا بكل أنواع الطاقات منذ آالؼ السنُت. وىذه الزروع ،وىذه الثمار ،وشىت أنواع اللحوـ ُب بر األرض وحبر األرض وجو األرض موجودة ومسخرة لنا منذ آالؼ السنُت ،وىذا اؼباء الذي نعُب منو َعباً ،موجود
كذلك منذ آالؼ السنُت ،وىذا اؽبواء الذي نتنفسو ،مل تصنعو معاملنا ،بل إف معاملنا أوشكت على تدمَته ،وتدمَت كافة أشكاؿ اغبياة اؼبتعلقة بو. 12
وليست الغاية من ىذا التأمل والتفكر -كما قد يظن البعض -ىي من أجل االستدالؿ على وجود خالق ،فوجود خالق ؽبذا الكوف أمر قد غرسو اهلل تعاىل ُب فطرنا، كما غرس ُب فطرنا احتياج أي صنعة إىل صانع ،وأي حركة إىل ؿبرؾ ،وأي نتيجة إىل سبب ..غرسو ُب فطرنا فال كبتاج بعد ذلك إىل أي دليل من ىذا الكوف على وجوده(ٔ) ،كما ال ربتاج الشمس ُب رابعة النهار إىل أي دليل على وجودىا. أما الغاية اغبقيقية من ىذا التأمل والتفكر ُب آيات ىذا الكوف ،فهي لالستدالؿ على عظيم صفات وأفعاؿ ىذا اػبالق(ٕ) الذي أتقن صنع كل شيء فيو ،من ال ّذرة الصغَتة إىل اجملرة الكبَتة.
(ٔ) مل هبعل اهلل تعاىل إثبات وجوده وربوبيتو للناس رىن بأي أدلة كونية أو عقلية ،وإال كانت القلة من الناس من العلماء وأىل الفلسفة والكالـ ىم من قد يؤمن بوجوده ،ولتذرعت البقية الغالبة غداً بعدـ كفاية األدلة؛ لذلك غرس اهلل تعاىل اإليباف بو رباً ُب فطر كل الناس ،عاؼبهم وجاىلهم ،بذلك ال تبقى حجة ألحد ُب إنكار وجوده وربوبيتو ،ومن ينكر وهبحد بعد ذلك فإمبا يكذب على نفسو. )ٕ( خذ مثاالً على ذلك :األىرامات دبصر ،فهل صباؿ تصميمها وإتقاف بنائها يبكن أف نعتربه دليالً على أف الذي قاـ ببنائها ىو إنساف؟ كال ،فهذه حقيقة بديهية مفروغ منها ،وليست موضوعاً لطلب أدلة ،شأهنا ُب ذلك شأف كل اغبقائق البديهية أو الفطرية ،ولكن ىذا اعبماؿ واالتقاف الذي استوجب اإلعجاب والتقدير إمبا ىو ُب حقيقتو دليل وشاىد على ما يتمتع بو ذلك اإلنساف من صفات عبقرية ونادرة من إبداع ومقدرة وعلم وكبو ذلك .وىكذا سيكوف اغباؿ وهلل اؼبثل األعلى مع آياتو الكونية العظيمة ،فهي فعالً أدلة وبراىُت ،ولكن على عظيم صفاتو وأفعالو ،وُب نفس الوقت على عظيم جرـ ذلك اؼبكذب الذي يطلب األدلة والرباىُت على وجود خالق ،بينما األدلة والرباىُت هتتف بكماؿ صفات وأفعاؿ ىذا اػبالق ،تقدست ذاتو وجلت أظباؤه.
13
فهذا الكوف الكبَت اؼبًتامي األطراؼ دليل على أف خالقو كبَت وعظيم ،وتنوع ألوانو وكثرة أشكالو دليل على أف خالقو مصور وبديع ،وإحكاـ تراكيبو ودقة قوانينو دليل على أف خالقو قدير وعليم ،أما توازف وتكامل أحيائو ،وترابط وانسجاـ أجزائو ،فدليل على أف خالقو واحد بال ند أو شريك . وؼبا كاف األمر على ىذا النحو ،فحتماً سيكوف ىذا الكوف على كب ٍو حبيث ىبلو ّ أي تناقض أو غموض ،وكل ما ىو شاذّ وغَت معقوؿ ،سيكوف على كب ٍو من اإلتقاف من ّ
واإلحكاـ حبيث يدؿ على حكيم وقدير وعليم ،وكل صفة من صفات الكماؿ اليت وصف اهلل هبا نفسو . بدافع من يقػُت راسػب بكػوف تسػوده ال ّدقػة واإلحكػاـ ،وىبلػو مػن كػل عبػث وتنػاقض
وعشػ ػوائية م ػػا انفك ػػت تس ػػمو ب ػػو نظريّػػات الفوض ػػى والص ػػدؼ واالنفج ػػارات ،ك ػػاف ى ػػذا
العمل :خطأ النظرية النسبيّة آلينشتاين وبديلها الشامل.
14
ىذا الكتاب ىذا الكتاب ىو ُب األصل حبث ًب إعداده لنيل إجازة العاؼبية (الدكتوراه) من جامعة جوبا باػبرطوـ ،ربت إشراؼ األستاذ الفاضل ،الدكتور مبارؾ درار عبد اهلل ،رئيس قسم الفيزياء جبامعة السوداف للعلوـ والتكنولوجيا ،وىو عمل يهدؼ إىل إثبات خطأ النظرية النسبية ،بشقيها اػباص والعاـ ،ويبهد ُب نفس الوقت لوضع أسس لفيزياء جديدة ومتكاملة ،خالية من أي غموض أو تناقض ،ربل ؿبل فيزياء النسبية. ىذا الكتاب ىو الطبعة الثانية ،وتأٌب بعد عشر سنوات من الطبعة األوىل ،واليت ًب البدء ُب نشرىا من خالؿ ندوة علمية أقيمت ىنا ُب بيت الثقافة بصنعاء ،ربت عنواف: خطأ النسبية وبديلها الشامل ،والذي حضرىا صبع غفَت من اؼبهتمُت ،وطلبة العلم، وأىل االختصاص ،وقد حضرت قناه اعبزيرة مباشر ،وصورت ىذا اغبدث ،وكنا نأمل من خالؿ بثها لتلك الندوة ،أف تساىم ُب الدعاية والًتويج ؽبذا الكتاب وموضوعو اؽباـ ،ولكن اعبزيرة مباشر مل تقم ببث ىذه الندوة إىل يوـ الناس ىذا ،رغم إصرارنا ومالحقتنا ؽبا ،ورغم أهنا ندوة كانت ناجحة بكل اؼبقاييس ،وسبقاً صحفياً نادراً ،من ذلك النوع الذي يسعى إليو أىل الصحافة واإلعالف ،فلماذا مل تسعى قناة الرأي والرأي اآلخر ،وقناة منرب من ال منرب لو إىل بث تلك الندوة؟! نرجو من قارئنا الكرًن أف يوفق إىل إجابة شافية ؽبذا السؤاؿ. وكبن إذ نتقدـ هبذا الكتاب لقرائنا الكراـ ،من الدارسُت واؽبواة ،وؿبيب كل جديد، نأمل أف يتحصلوا منو على الفائدة واؼبتعة العظيمة ،ونتحصل كبن على شرؼ قبوؽبم وتأييدىم ؽبذا العمل الذي نعوؿ عليو كثَتاً ُب بناء هنضة علمية لطاؼبا كنا روادىا ،تنَت
لنا وللعامل طريق اػبَت والرشاد ،واهلل ويل التوفيق. 15
شكر وتق دير ليس من الغريبُ ،ب ىذا الزماف ،أف ذبد من الناس من ينػزع ُب منهجػو إىل التقليػد، فهػػذا أمػػر طبيعػ ّػي وغػػَت مسػػتهجن ،ولكػػن الغريػػب واؼبسػػتهجن أنػػك ذبػػد مػػن أولئػػك النفػػر من الذين ي ّدعوف العلم ،ويزعموف ألنفسهم الفهم مقلدين! واألعجػب أف ذبػد مػنهم مػن نصب نفسو حامالً لِلِواء التعصب والتقليد ،يأىب علػى غػَته االجتهػاد وطػرؽ آفػاؽ التغيػَت ّ والتجديد ،فهم كحجر عثرة ،ألقي ُب طريق ،فال ذبد منهم إال كل إعاقة وتثبيط. ومن أجل ماذا يفعلوف ذلك؟! مػػن أجػػل أف يبقونػػا ُب مػػؤخرة الركػػب ،ومػػن أجػػل أف يفسػػحوا الطريػػق لغَتنػػا مػػن أمػػم الشرؽ والغرب لكي سبضي حاملة لِواء العلم والتقدـ. ولكػػنهم أخطػػأوا الظػػن مػرتُت ،مػػرة عنػػدما ظنػوا أف كػػل جديػػد ىػػو حكػػر علػػى غَتنػػا من أمم الشرؽ والغرب ،ومرة عندما ظنوا أهنم طمسوا كل أمل ،وأحبطوا كل طموح. ػاؿ نػػذروا أنفسػػهم ػبدمػػة لقػػد خيػػب ظػػنهم بقيػػة باقيػػة مػػن أىػػل اؼبػػروءة والعلػػم ،رجػ ُ
ش ػػعوهبم وأوط ػػاهنم ،وعل ػػى رأس ى ػػؤالء األس ػػتاذ الفاض ػػل ،ال ػػدكتور مب ػػارؾ درار عب ػػد اهلل، رئ ػػيس قس ػػم الفيزي ػػاء جبامع ػػة الس ػػوداف للعل ػػوـ والتكنولوجي ػػا ،اؼبش ػػرؼ عل ػػى ى ػػذا البح ػػث بقسم الدراسات العليا جبامعة جوبا باػبرطوـ ،والذي أيّد ىذا البحث بكػل قوتػو ،وسػعى معي ُب كل مكاف مؤيّداً ومناصراً ،يفند حجػج النسػبية الواىيػة ،ويػربز صػحة مػا توص ػلت
إل ػيو م ػن اكػتشاف ػات ،وال أن ػسى أس ػتاذي الدك ػتور مأم ػوف اغب ػاج ،الػرئيس األسػػبق للمركػػز ػاؼبي ألحب ػػاث اإليب ػػاف ب ػػاػبرطوـ ،أوؿ م ػػن احتض ػػن أحب ػػاثي ورعاى ػػا ،وال أنس ػػى أيض ػ ػاً الع ػ ّ أستاذي العميد ؿبمد إدريػس ،أسػتاذ الفيزيػاء الكهربائيّػة جبامعػة أـ درمػاف األىليػّة ،حيػث 16
كنػػت أدرس ،فقػػد بلػػٍت بكػػل رعايػػة وتأييػػد لػػن أنسػػاه .وكػػذلك أوجػػو شػػكري ألوؿ مػػن اىػػتم هبػػذا الكتػػاب وقػػاـ بنشػػره ألوؿ مػػرة كتابػاً مطبوعػاً ،ومقػػروءاً علػػى الشػػبكة ،وعقػػد لػػو
اللقػػاءات والنػػدوات ،صػػديقي وأخػػي شػػعباف ىشػػاـ أبػػو عػػودة ،وُب ىػػذه الفػػًتة الػػيت أقبػػز فيهػا الطبعػة الثانيػة مػػن ىػذا الكتػاب ،أوجػػو شػكري وجزيػل امتنػػاين للػذي فػتح يل صػػدره، ومل يبخ ػػل عل ػػي بالنص ػػيحة واؼبش ػػورة ،وس ػػاىم مع ػػي ُب ى ػػذا الكت ػػاب ،ب ػػذالً وتص ػػحيحاً
وتطػػويراً ،وحثػػٍت علػػى العػػودة والشػػروع فيػػو ،األخ مػػرواف صػػربة ،اؼبعيػػد بػػل أقػػوؿ االسػػتاذ بكلية العلوـ جبامعة صنعاء. وُب اػبتػػاـ أوجػػو جزيػػل شػػكري وامتنػػاين لولػػدي اغببيػػب وزوج ابنػػيت أبػػو عبػػد اإللػػو منصور أضبد الشرع الحتضانو ىذا العمل واإلنفاؽ عليو إىل أف رأى النور. إىل كػػل ىػػؤالء وغػػَتىم فبػػن شػػارؾ معػػي ُب ىػػذا العمػػل ولػػو بالقػػدر اليسػػَت ،أوج ػػو شكري وخالص امتناين ،فشكر اهلل ؽبم ،وأدامهم ذخراً لكل قاصد خَت ورفعة ألمتنا.
17
أىداف ومضامين مل يكن من ضمن أىداُب أثناء دراسيت للنظرية النسبية إثبات خطئها ،أو البحث عن أي من تناقضاهتا ،بقدر ما كاف ؿباولة مٍت لفهمها الفهم الصحيح ،وذلك لغرض التمكن من شرحها وتوضيحها ُب سلسلة دروس لزمالئي بقسم الفيزياء والرياضيات جبامعة أـ درماف األىلية باػبرطوـ ،وغَت ذلك ،كنت على ثقة بصحة ىذه النظرية ،وىي ثقة نابعة من ثقيت األساسية بعلوـ ومكتشفات عباقرة وفحوؿ العلم ُب الغرب ،من أمثاؿ جاليليو ونيوتن وفارداي وماكسويل ،وغَتىم ،فبن أرسى قواعد العلوـ اغبديثة. إضافة إىل ثقيت هبا ،كنت منبهراً فبا فيها من جرأة وثورية ،شأف الكثَت من الدارسُت ؽبا ُب العامل ،ولكن ذلك اغباؿ من الثقة واالنبهار مل يطل يب كثَتاً ،فبعد مدة
وجيزة من دراسيت ؽبا ،بدأت تساورين الشكوؾ ُب صحتها ،فهي غَت منطقية ،وعصية على الفهم ،وغَت قابلة للتحليل والتبسيط العلمي شأف أي نظرية علمية ،ومرة تلو اؼبرة، أخذت تتشكل عندي قناعػة خبطأ ىذه النظرية ،وقد عزز ىذه القناعة شهادات لعدد من كبار الفيزيائيُّت اؼبعروفُت من أمثاؿ فَتنر ىايزنبَتج ،وستيفن ىوكنج ،وغَتىم ،فأما ستيفن ىوكنج فقاؿ ُب كتابو (موجز ُب تاريب الزماف)" :ومن اؼبعروؼ لسوء اغب أف ىاتُت النظريّتُت (يقصد النسبيّة والكم) ليستا متوافقتُت ،وال يبكن أف تكوف كل منهما صحيحة ،وأحد أىم جهود الفيزياء اليوـ ىو البحث عن نظريّة جديدة تدمج االثنتُت معاً ُب نظريّة كموميّة للجاذبيّة ،وليس لدينا بعد مثل ىذه النظريّة" ..وجاء ُب كتاب غٍت (بَتكلي للميكانيكا)" :هبب اغبذر عند التعامل مع النسبيّة ألهنا ؾباؿ ّ باؼبتناقضات".
18
أما فَتنر ىايزنبَتج ُب كتابو (الفيزيػاء والفلسػفة) فيقوؿ":والشػواىد التجريبيّػة بالنسػبة اػباصػػة)؛ ألف مػػادة البحػػث العامػػة أقػػل إقناعػاً بكثػػَت (يقصػػد مػػن النسػػبيّة ّ للنظريػّػة النسػػبيّة ّ
نادرة للغاية ،فنحن ال قبد إال عدداً ؿبدوداً من اؼبالحظات الفلكيّػة الػيت تسػمح بػالتحقق صحة الفروض ،وعلى ىذا فإف ىذه النظريّة أكثر فرضيّة من األوىل". من ّ مل يكػػن ىنػػاؾ مػػا يػػدعو ألف أضبػػل ىػػذه األقػواؿ مػػن أولئػػك العلمػػاء علػػى سػػبيل اؽبػػزؿ واؼبزاح ،فقررت اؼبواصلة والتعمق ُب البحث للوصوؿ إىل اليقُت؛ فإمػا أف ىػذه التناقضػات طارئة ،وىي ظاىرة لنا بسبب غموض أو عػدـ فهػم ،فيلػزـ البحػث إلزالتهػا وذبليػة األمػر، إلثبات صحة النظرية النسبية ،واالرتقاء هبا إىل درجػة اغبقػائق القابلػة للفهػم والتطػوير ،أو أف تل ػػك التناقض ػػات ى ػػي فعػ ػالً تناقض ػػات حقيقي ػػة ،نش ػػأت ع ػػن وض ػػع ُب أساس ػػو غ ػػَت صحيح ،فيجب اؼبراجعة والتصحيح ،والبحث عن بديل للنسبية برمتها.
وصل البحث ُب االحتماؿ األوؿ إىل طريق مسدود ،فلم يعد من سبيل إىل فهم أي شيء ُب النسبية ،الغموض يلف كل شيء ،ال إجابة حقيقية ألي سؤاؿ، التناقضات تسفر عن نفسها أكثر فأكثر ،وبعد كل ذلك ،أو األغرب من كل ذلك ،أف تقرأ لنفس الشخص ،وُب نفس الكتاب الذي قرر فيو أف النسبية ؾباؿ غٍت باؼبتناقضات ،أف كل التجارب تؤكد صحة فروض النسبية ونتائجها ،فكيف يتفق ذلك عند عاقل؟! إف التناقض يظل تناقضاً ،وىو ُب عُرؼ العقالء أمر مرفوض ،وال يبكن التسليم بو ولو جيء عليو بألف دليل ،وكأي شخص وبًتـ عقلو ،وال يقنع إال بالفهم الكامل اػبايل من أي شائبة غموض أو تناقض ،مل أقبل بالنظرية النسبية ،وفضلت االنسياؽ وراء ما يبليو علي اؼبنطق السليم واؼبنهج العلمي الصحيح ،فتتبعت كل التجارب اليت 19
ذكرىا الكتاب ،وقيل أهنا تؤيد ثبوتية سرعة الضوء اؼبطلقة اليت افًتضها آينشتاين ،فلم أجد ذبربة واحدة تؤيد تلك الفرضية اؼبستحيلة (أي ثبات سرعة الضوء عند قيمة c بالنسبة للراصد واؼبصدر ُب نفس الوقت ،مع وجود سرعة نسبية بُت الراصد واؼبصدر). إف كل ما أكدتو التجارب -كما بينت ذلك جلياً ُب فصوؿ ىذا الكتاب -ىو فقط ثبات سرعة الضوء عند قيمة cبالنسبة لسطح األرض ،سواء كاف ذلك الضوء منطلقاً من مصدر ساكن أو متحرؾ على سطح األرض ،ومل أر أي إشكاؿ ُب ذلك، فهذا من خصائص اغبركة اؼبوجية اليت ال تعتمد ُب سرعتها على حركة اؼبصدر ،وقد ثبت أف الضوء حركة موجية ،وىو بذلك يتصرؼ كما يتصرؼ الصوت ُب وسط انتشاره الساكن (اؽبواء). أما اؼبزاعم بأف التجارب تؤيد نتائج النظرية النسبية ،مثل تباطؤ الزمن وزيادة الكتل، فهي ادعاءات وأقواؿ صادرة عن عدـ إدراؾ وفهم غبقيقة النسبية وذبارهبا. وللتدليل على عدـ الفهم الصحيح لتجارب النسبية فيما ىبص زيادة الكتل نسوؽ ىذا اؼبثاؿ الواقعي: قاؿ يل رئيس قسم الفيزياء ُب اعبامعة األردنية وأنا أناقشو ،وأعرض عليو أدليت على خطأ النسبية" :ولكن التجارب بينت أف ىناؾ فعالً زيادة ُب كتل اعبسيمات اؼبتحركة بسرعة قريبة من سرعة الضوء". ىذا مبوذج لقوؿ ذلك الذي ال يدري ،أما ذاؾ الذي على علم حبقيقة تلك التجارب فانظر إىل ما قاؿ:
21
قاؿ سبثي فِرس أحد الفيزيائيُت األمريكيُت ُب كتابو بلوغ سن الرشد ُب اجملرة" :إف التفسػ ػ ػَت الوحػ ػ ػيد لل ػ ػ ػزيادة اؽبػ ػ ػائلة ُب كمػ ػ ػية ح ػ ػ ػركة اإللكًتونات اؼبتسارعة ُب اؼبعجالت النووية ،ىو التزايد اؼبستمر ُب كتلتها طاؼبا أف سرعتها وفقاً للنسبية غَت قابلة للزيادة ولن تتجاوز سرعة الضوء". يُفهم من ذلك أف الزيادة اؼبزعومة ُب الكتلة مل يتم قياسها بطريقة مباشرة ،بل ىي
ؾبرد افًتاض ،والذي يؤكد أهنا افًتاض ىو قوؿ لتشارلز كيتل ُب كتابو (مقرر بَتكلي): "وىكذا يبكننا تلخيص النتائج العملية كالتايل :سبتص اإللكًتونات الطاقة اؼبتوقعة من اجملاؿ اؼبعجل ،ولكن سرعتها ال تزداد بدوف حد ،والسبيل الوحيد لفهم ىذه اغبقيقة ىو أف نفًتض عدـ ثبوت ." m واغبقيقة أف ىناؾ سبيالُ آخر لفهم ىذه اغبقيقة مل يفطن إليو تشارلز كيتل ،وىو أف اجملاالت الكهربائية واؼبغناطيسية لن تكوف قادرة على دفع اعبسيمات اؼبشحونة عربىا بسرعة أكرب من سرعة انتشارىا ،سباماً كما تعجز ريح عن دفع قارب شراعي بس رعة أكرب من سرعة جرياهنا ،وعليو فتناقص تسارع اإللكًتونات ُب ؾباالت الدفع ُب اؼبسرعات أمر ؿبتم ،ولن يًتتب عليو أي زيادة ُب الكتلة. قس على ذلك ما يُزعم من حصوؿ تباطؤ للزمن ُب ميزونات باي االكباللية ،ففي حاؿ اعتمدنا التفسَت النسبوي ُب سبب طوؿ مساراهتا ،قلنا :إف سبب طوؿ اؼبسار ىو الزيادة ُب عمر تلك اعبسيمات طاؼبا أف سرعتها لن تتجاوز سرعة الضوء وفقاً لفرض النسبية حدية سرعة الضوء ،وإذا نبذنا التفسَت النسبوي وأخذنا بالتفسَت التقليدي ،تبُت أف طوؿ اؼبسار ىو بسبب سرعتها اليت ال ربدىا صياغات أي نظرية حبد ،أي إف ؽبا سرعة مفتوحة قد تتجاوز سرعة الضوء إىل سرعات أكرب. 21
ولكن بال دليل ،تبقى الكلمات حرباً على ورؽ ،ومن غَت تقدًن البديل ،فال قيمة ألي دليل ،فكاف البد من الدليل وتقدًن البديل. فأما األدلة على خطأ النسبية فمتعددة ،وقد أفردنا ؽبا الفصل الثاين هبليها بالكامل ،وكلها تبحث ُب األساس الذي بُنيت عليو النسبية أال وىو ربويل لورنتز، األداة الرياضية اؼبعربة واؼبربىنة ُب نفس الوقت على ثبات سرعة الضوء اؼبفًتضة من قِبل آينشتاين. لقد شاع أف الرباىُت على فرضيات النسبية نابعة من التجارب واألرصاد الفلكية، بينما اغبقيقة ،وقلة ىم الذين على علم هبا ،أف الربىنة على ثبات سرعة الضوء (بالطريقة اليت زبيلها آينشتاين) كانت رياضية حبتة ،عن طريق ىذا التحويل. إف دارسي النسبية من اؼببتدئُت واؼبتخصصُت على حد سواء ،اعتادوا على نقد النسبية بعد القفز على ىذا التحويل واالنطالؽ إىل العمل على تطبيقاتو ،مثل تباطؤ الزمن وتقلص األطواؿ وزيادة الكتل ،مل وباوؿ أحد قط (على حد علمنا اؼبتواضع) البحث ُب حقيقة ىذا التحويل وما ينسب إليو من خصائص رياضية وفيزيائية غريبة. إف أصل صبيع التناقضات اليت ُب النسبية ىو ىذا التناقض األساسي اؼبتجلي ُب ربويل لورنتز ،فإذا أردنا البحث ُب خطأ النسبية فمن العبث القفز إىل البحث ُب نتائجها وفروعها وترؾ ىذا األساس اؼبتناقض ،بل هبب التسليم بكل نتائج النسبية إف كبن قفزنا على ىذا التحويل ومل نلق لو باالً ،ىذا ما عرب عنو صاحب كتاب (مقرر بَتكلي) حُت قاؿ " :والساعات ليس فيها أي شيء غريب (أي أف الرجل قد سلم بتباطؤ الزمن ُب الساعات اؼبتحركة) ،وإف كاف شبة شيء غريب ُب النسبية فهو ثبوتية
22
سرعة الضوء (يقصد الثبوتية اؼبطلقة) ،فإذا كبن سلمنا هبا ،فإف كل شيء ينتج بسهولة"، ومن الواضح من خالؿ كتابو أنو قد سلم هبا. وبعد ذلك االعًتاؼ الصريح بغرابة فرضية ثبات سرعة الضوء ،واؼبطالبة بالتسليم باآلثار اؼبًتتبة عليها ،ينصح تشارلز كيتل طالبو ُب كتابو اؼبشهور باالعتياد على تلك اؼبتناقضات اليت تظهر من حُت إىل حُت ُب تطبيقات التحويل ،ويطمئنهم بأهنم سيألفوهنا! إذاً علينا أوالً البحث ُب ىذا التحويل الذي صبغ كل شيء ُب النسبية بلوف رموزه اؼبتنافرة. لقد تبُت بعد عمليات البحث والتحليل أف ىذا التحويل يناقض نفسو ،فهو أوالً يثبت وجود درجات الهنائية للتباطؤ ُب الزمن ُب نظاـ اإلسناد الواحد ،واؼبفًتض أهنا درجة واحدة فقط ،ىي اؼبعروفة بالصيغة: t / t 1 2
وىذه القيمة للتباطؤ ُب الزمن تنشأ فقط ُب حاؿ كانت اإلشارة الضوئية متعامدة على حركة اؼبصدر ،أما إذا كانت اإلشارة غَت متعامدة على حركة اؼبصدر فلها قيم ـبتلفة للتباطؤ ُب الزمن ،أقصاىا عندما تكوف اإلشارة موازية حملور حركة اؼبصدر ،فتأخذ اؼبقدار: t 1 v / c 1 v2 / c2
t/
وقد أثبتنا ذلك بست طرؽ ـبتلفة لكلتا الدرجتُت ُب التباطؤ وفقاً ؼبنطق ربويل لورنتز ومنطق النسبية. 23
كما تبُت أف ربويل لورنتز ال وبقق ما ىو مقرر لو من إحداث سباثل االنتشار الكروي للضوء بالنسبة عبميع أنظمة اإلسناد ،فقد تبُت أف راصداً واحداً فقط ىو من
يرى نفسو ُب مركز كرة ضوئية تتساوى فيها صبيع أنصاؼ األقطار لتأخذ القيمة ، ct أما الراصد اآلخر فَتى نفسو ُب مركز شكل لو نصف قطر ـبتلف لكل إحداثي على ct 1 v / c سطحو ،فالقيمة العظمى عنده لإلحداثي x /ىي: 1 v2 / c2
والقيمة العظمى لإلحداثي y /ىي:
ct 1 v 2 / c 2
وكاف من اؼبفًتض أف تتساوي القيمتُت لو أنو ُب مركز كرة. وىذه القيم كلها مستنتجة من تطبيق التحويل على معادالت االنتشار الكروي للضوء ،وفقاً ؼبنطق النسبية. إضافة إىل كل ذلكً ،ب إثبات أف ربويل لورنتز ليس ىو التحويل الوحيد الذي وبقق سباثل االنتشار الكروي للضوء ..لقد ًب اكتشاؼ عدد غَت ؿبدود من التحويالت كلها ربدث االنتقاؿ من معادلة كرة ُب نظاـ إسناد إىل معادلة كرة ُب نظاـ إسناد آخر، مع اغبفاظ على ثبات سرعة الضوء ،وأي شروط أخرى نريدىا بأي كيفية (مع أف ذلك االنتقاؿ ُب صبع تلك التحويالت دبا فيها ربويل لورنتز ىو ظاىري فقط) وذلك يعٍت بطالف ىذا التحويل (ربويل لورنتز) كربىاف على فرضية ثبات سرعة الضوء اؼبطلقة .وقد جئنا دبثاؿ على ىذه التحويالت ىو: 1
v 2 2 xv 2 / t t 1 2 2 c t c
y/ y , z/ z
24
x / x vt
وبعػػد كػػل ذلػػك ،سػػنجد أف ربويػػل لػػورنتز مػػا ىػػو ُب حقيقتػػو إال نتػػاج عمليػػة مبادلػػة ب ػػُت خص ػػائص رمػ ػزين ُب ربوي ػػل ج ػػاليليو للس ػػرعات ،ونب ػػا ال ػػزمن ،واؼبف ػػًتض أن ػػو ثاب ػػت، والسرعة واليت من اؼبفًتض أهنا متغَتة ،ليصبح الزمن متغَتاً والسرعة ثابتة. لقػػد أدت ىػػذه اؼببادلػػة الشػػكلية إىل اختفػػاء أي معػػٌت فيزيػػائي واضػػح يبكػػن فهمػػو، فكيف يكوف الػزمن متغػَتاً؟! (غػَت مفهػوـ) ،وكيػف تكػوف السػرعة ثابتػة بالنسػبة للجميػع
رغم وجود حركة نسبية بُت اعبميع؟! (غَت مفهوـ).
أما البديل الػذي نقدمػو ،فكػل شػيء فيػو سػهل ومفهػوـ ،وينسػجم مػع حقػائق العلػم الصحيحة واؼبعروفة ،وىو يقوـ على تقدًن تفسَت جديد لظاىرة ثبات سػرعة الضػوء احملػَتة ال ػػيت لوحظ ػػت أواخ ػػر الق ػػرف التاس ػػع عش ػػر ،وس ػػيؤدي بن ػػا -كم ػػا س ػػنالح ُب الفص ػػوؿ األربعة األخَتة -إىل بناء فيزياء جديدة متكاملة ربل ؿبل فيزياء النسبية. سػػيالح القػػارئ الكػػرًن ،وال ػػدارس اؼبنصػػف ؽبػػذا البح ػػث ،أف ىػػذا البػػديل لوح ػػده فقط كاؼ إلثبات خطػأ النظريػة النسػبية ،فػال وبتػاجوف بعػده إىل النظػر ُب أي مػن األدلػة الػػيت سنسػػوقها بػػُت أيػػديهم ُب ىػػذا الكتػػاب علػػى خطػػأ النسػػبية ،بػػل سػػيجدوف أف ىػػذا البػػديل مػػن أقػػوى األدلػػة علػػى خطػػأ النسػػبية ؼبػػا في ػو مػػن تكامػػل وانسػػجاـ ،وخلػػو مػػن أي تناقض أو غموض ،وكذلك ؼبا يفتح من آفاؽ ُب شىت علوـ الفيزياء. وىػػذا عػػرض مػػوجز لػػو ،يسػػاعد ُب إعطػػاء فكػػرة عامػػة لغػػَت اؼبتخصػػص ،مػػن غػػَت أف ي ػ ػػدخل ُب التفاص ػ ػػيل الرياض ػ ػػية اؼبوس ػ ػػعة ،ويبه ػ ػػد ُب نف ػ ػػس الوق ػ ػػت للمتخص ػ ػػص الطري ػ ػػق
للخوض ُب عبة التفاصيل اؼببينة ُب فصوؿ الكتاب اؼبتعددة ،وىو على النحو التايل:
25
دبا أف الضوء قد ثبت أنو حركة موجية ،فال بد لو من وسػط لالنتشػار ،ودبػا أف ذبربػة مايكلسوف وموريل بينػت ثبػات سػرعتو عنػد قيمػة ُ cب صبيػع االذباىػات بالنسػبة لسػطح األرض ،فػػذلك سػػيعٍت حتم ػاً أف ىػػذا الوسػػط ؿبػػيط بػػاألرض وسػػاكن بالنسػػبة ؽبػػا ،وىػػذا الوسط ىو من هبرب الضوء ُب كل التجػارب األرضػية سػواء اؼبنطلػق مػن مصػادر سػاكنة أو متحركػػة علػػى االنطػػالؽ بسػػرعتو اؼبعروفػػة ، cوكػػذلك اغبػػاؿ بالنسػػبة للضػػوء القػػادـ إلينػػا مػػن األج ػراـ الفلكيػػة اؼبختلفػػة مػػن االذباىػػات اؼبختلفػػة ،سػػيجربه ىػػذا الوسػػط علػػى السػػَت بسرعة cعنػدما يبػدأ بػاالقًتاب منػو ،وُب النهايػة سػنجد أف ىػذا الوسػط البػد أف يكػوف ملتصػػقاً بػػاألرض وؿبيط ػاً هبػػا ،ومتحرك ػاً معهػػا ُب حركتهػػا الكونيػػة ،سبام ػاً كمػػا وبػػيط اجملػػاؿ اؼبغناطيس ػػي دبغن ػػاطيس ويتح ػػرؾ مت ػ ػنقالً مع ػػو م ػػن مك ػػاف إىل آخ ػػر ،وى ػػذا الوس ػػط هب ػػذا الوصف لن ينطبق إال على اجملاؿ اعباذيب لألجراـ الفلكية ،والػذي ثبػت أف لػو تػأثَتاً علػى أمواج الضوء يوازي تأثَت أي وسط على أمواجو اليت تنتشر فيو ،من حيث إجبػاره ألمػواج الضوء على أف تعربه دائماً بنفس السرعة ،وال توجد أي ذبربة أو رصد فلكي ىبػالف ىػذا التصور ،بل على العكس مػن ذلػك ،قبػد أف كػل التجػارب واألرصػاد الفلكيػة بػال اسػتثناء
تؤيػػد ىػػذا التصػػور خاصػػة منهػػا ذبربػػة الػػدكتور الفرنسػػي سػػاديو الػػيت أجريػػت عػػاـ ٖ،ٜٔٙ وقيل أهنا تؤيد فرضية ثبات سرعة الضوء اؼبطلقة ،ىي اآلف تنسػجم مػع التفسػَت اعبديػد وتؤي ػػده ،والس ػػبب أف فوتون ػػات جام ػػا فيه ػػا انطلق ػػت بس ػػرعة الض ػػوء cبالنس ػػبة لس ػػطح األرض مػػن غػػَت أف تتػػأثر حبرك ػة اؼبصػػدر اؼبنطلقػػة منػػو ،والػػيت بلغػػت نصػػف سػػرعة الضػػوء، فهػذه التجربػة ،وكػل التجػارب الػيت يػتم فيهػا قيػاس سػرعة للضػوء مػن مصػدر متحػرؾ علػى سػػطح األرض ،ىػػي ُب حػػد ذاهتػػا دليػػل علػػى الطبيعػػة اؼبوجيػػة للضػػوء الػػيت ال تتػػأثر حبركػػة اؼبصدر.
26
والػػذي جعلنػػا نسػػتنتج أف اجملػػاؿ اعبػػاذيب ىػػو الوسػػط اؼبػػرجح النتشػػار الضػػوء ،وجػػود تأثَت ملموس للمجاؿ اعباذيب على أمواج الضػوء ،واألدلػة علػى ىػذا التػأثَت ىػي تلػك الػيت العامػة؛ مثل اكبراؼ صور األجراـ الفلكية عن مواقعها اغبقيقيػة، اعتُِربت من أدلػة النسبيّػة ّ
والزحزحػة التثاقليّة اغبمراء ،وظاىرة شابَتو.
فاالكبراؼ ُب أشعة الضوء القادـ من النجوـ عند مرورىا بػالقرب مػن قػرص الشػمس دليػػل جلػػي علػػى أف الضػػوء تػػأثر باجملػػاؿ اعبػػاذيب للشػػمس ،ال كمجػػاؿ قػػوة ،بػػل كوسػػط انتشار ،أثرت شدتو اؼبتغَتة تػدرهبياً علػى سػرعتو فحرفتػو عػن مسػاره ،سبامػاً كمػا وبػدث ُب ظػػاىرة السػراب أو انكسػػار الضػػوء ..إف ثبػػات سػػرعة الضػػوء القػػادـ مػػن األجػراـ الفلكيػػة عنػػد قيمػػة cيرجػػع إىل أف وسػػط انتشػػاره السػػاكن واؼبالصػػق لػػألرض كػػاف يفػػرض عليػػو دوم ػاً تلػػك السػػرعة ،س ػواء كػػاف ذلػػك الضػػوء قادم ػاً مػػن جػػرـ سػػاكن أو متحػػرؾ بالنسػػبة ل ػػألرض ،وى ػػذا التفس ػػَت األخ ػػَت يف ػػرض علين ػػا اش ػػتقاؽ ص ػػيغة ـبتلف ػػة ع ػػن ص ػػيغة دوبل ػػر غبس ػػاب مق ػػدار االنزي ػػاح كب ػػو األضب ػػر لتل ػػك األجػ ػراـ اؼبتباع ػػدة ،حي ػػث س ػػتكوف أوس ػػاط انتش ػ ػػار الض ػ ػػوء متداخل ػ ػػة ومنس ػ ػػحبة م ػ ػػن بعض ػ ػػها ال ػ ػػبعض ،والعالق ػ ػػة اعبدي ػ ػػدة واألدؽ ىي:
0
v ) (1 c
وىذه العالقة ستؤدي إىل حساب أبعاد أقل لألجراـ الكونية ،ومن ٍب اختفػاء الكثػَت من اؼبعضالت الفلكيػة احملػَتة ،أمػا بػالقرب مػن سػطح األرض حيػث وسػط انتشػار الضػوء ال ي ػ ػزاؿ س ػػاكناً ،فالزال ػػت عالق ػػة دوبل ػػر بش ػػكلها الق ػػدًن قائم ػػة ،ولكنن ػػا نض ػػيف إليه ػػا تصحيحاً يظهر وجود انزياح كبو األضبر ُب االذباه اؼبتعامد على حركة اؼبصدر مقداره: v2 1 2 c
0
27
وكاف يشاع أال وجود ؼبثل ىػذا االنزيػاح ُب التقريػب الالنسػبوي ،وؼبػا بينػت التجػارب وجود انزياحً ،ب اعتباره من األدلة على صحة فرضية تباطؤ الزمن ُب النسبية. بعد ىذا التفسَت لن نكوف مضطرين لقبوؿ فرضيات النسبية ،كتباطؤ الزمن وزيادة الكتل وحدية سرعة الضوء ،وال مناص عندىا من العودة إىل ربويل جاليليو وصيغ وعالقات اؼبيكانيكا التقليدية غبساب السرعات والطاقات على اؼبستويات الذرية والفلكية ،مع بعض التعديالت اليت قاد إليو التفسَت اعبديد ،إضافة إىل أننا أصبحنا قادرين اآلف على تقدًن تفاسَت أكثر صحة ودقة لظواىر فلكية وأرضية كثَتة مثل االنزياح ُب صور األجراـ الفلكية ،وانسحاب الضوء ُب األوساط الشفافة ،فاالنزياح ُب صور األجراـ الفلكية ،كتغَت موقع حضيض عطارد ،سببو أف األشعة القادمة منو قد تعرضت أثناء رحلتها إىل تغَتات ُب سرعتها واذباىها ومن ٍب رؤية صورة ظاىرية ،ليس لعطارد فحسب ،بل لكل األجراـ الكونية اليت نرى صورىا ،وال نستبعد ،بل وأصبح ُب حكم اؼبؤكد أف ما ًب رظبو من مئات السنُت من مسارات إىليجية للكواكب إمبا ىي مسارات ظاىرية ،والسبب أف أشعة الضوء اغباملة لصورىا مل تأت إلينا ُب خطوط مستقيمة كما كاف يظن ،بل ُب خطوط منحنية ،بسبب تأثَت األوساط اؼبتحركة مع أجرامها ،واألقرب للصحة أهنا مدارات دائرية ،أما سرعة الضػوء ُب األوساط الشفافة اؼبتحركة ،فكانت أقل من اعبمع التقليدي لسرعتو فيها وىي ساكنة مضافاً إليها سرعة تلك األوساط ،بسبب االختفاء التدرهبي ؼبقاومة الوسط الشفاؼ لسرعة الضوء فيو ،مع حركة ىذا األخَت بالنسبة للوسط األساسي اؼبربوط باألرض ،فكانت النتيجة زيادة ُب سرعة الضوء بالنسبة لسطح األرض لن تتجاوز القيمة ، cوالعالقة اعبديدة اؼبعربة عن
ىذا الوضع ىي :
. V V0 (1 v ) v c
28
أسئلة وأجوبة حول الطبعة األولى بعد أف ًب تنزيل الطبعة األوىل من ىذا الكتاب على الشبكة ،جاءتنا ؾبموعة من األسئلة اعتذرنا عن اإلجابة عنها ُب حينها؛ لعدـ اؼبقدرة على الدخوؿ إىل الشبكة، فالشخص اؼبوكل بالدخوؿ إىل الشبكة وعمل اللقاءات واغبوارات ،قد غادرنا لألسف الشديد إىل حيث يقيم ُب بالده ،كما أف اإلجابة عنها مل تكن بذلك القدر من اليسر والسهولة ،فهي ربتاج إىل وقت مل تسمح بو مشاغلي اؼبتعددة ُب طلب اؼبعيشة ،أما اليوـ وبعد مرور ما يقارب العشر سنوات من العمل على ىذه الطبعة من الكتاب فقد حرصت على إدخاؿ كل التفاصيل اليت مل أسبكن من إدراجها ُب الطبعة األوىل ،واليت كا نت ُب حقيقتها ـبتصرة ،وموجهة إىل شروبة ؿبدودة من القراء ىم الذين على دراية بالنسبية. أما ُب ىذه الطبعة اليت بُت أيديكم ،فقد توسعت ُب الشرح والتوضيح قدر اإلمكاف ،ليطاؿ ىذا الكتاب شرائح أوسع من القراء ،وليقدـ إجابات أبل وأوَب على األسئلة اليت ًب طرحها ،من أنبها تلك اليت تتعلق بثبوتية سرعة الضوء ،وحقيقة اؼبقصود هبا ،والفرؽ بُت الطبيعة اعبسيمية والطبيعة اؼبوجية .ورغم كل ذلك بقيت ؾبموعة من اؼبالحظات واألسئلة من قرائنا الكراـ مل أسبكن من إدراجها ضمن ثنايا مواضيع الكتاب، وفيما يلي اإلجابة عن تلك األسئلة واؼبالحظات: من اؼبالحظات اليت وردتنا :اعًتاض بعض القراء الكراـ على ورود بعض األوصاؼ اليت اعتربوىا غَت الئقة وال تتوافق مع روح اؼبنهج العلمي ُب الطبعة السابقة ،والرد عليها :ىو أف من روح اؼبنهج العلمي أف نسمي األشياء دبسمياهتا ،وأف تصحح األخطاء لتعود األمور إىل نصاهبا. 29
ونضيف فنقوؿ :من حق اؼبؤلف أف يضع التعابَت والكلمات اؼبناسبة لوصف النسبية ومعادالهتا ،كما كاف آلينشتاين قبل ذلك اغبق بأف يصف طرؽ تفكَتنا البديهية واؼبنطقية بالسذاجة والبالىة واالعتباطية. وٍب سؤاؿ وردنا من ؿبتج على موضوع الكتاب ،يقوؿ فيو :كيف زبطئ عمالً ينفق األوروبيوف واألمريكاف اؼبليارات من الدوالرات على تلك األجهزة الضخمة اليت تعمل وفق معادالت آينشتاين؟ لو أف النسبية كاف فيها شك أو خطأ ما ذبشمت تلك األمم عناء ذلك اإلنفاؽ اؽبائل. اإلجابة: أوالً :ال تزاؿ النظرية النسبية رغم ما ينفقونو من أمواؿ ىائلة ىي ُب نظرىم ؾبرد
نظرية مل ترؽ بعد إىل درجة اغبقائق.
ثانياً :إنو ؼبن احملزف أف تنفق تلك األمم تلك األمواؿ اؽبائلة على البحث العلمي، بينما كبن أمة (اقرأ) ،اؼبأموروف بالعلم والتفكر واألخذ باألسباب ،ال ننفق على حبوثنا العلمية شيئاً ،بل قبد أف حرباً شعواء تشن على كل من تسوؿ لو نفسو أف يتقدـ باألعماؿ العلمية اليت فيها النفع ألمتنا.
ثالثاً :إف تلك األمواؿ اليت تراىا أنت ىائلة ،ىي بالنسبة ؽبم شيء اعتيادي ويسَت، فكيف وىي تعود عليهم بالربح الوفَت ،واؼبكانة والقوة بُت األمم؛ لذا فلن يضرىم ُب كثَت أو قليل أف تذىب ىدراً بعض تلك األمواؿ ُب بعض التجارب أو النظريات، والشواىد واألدلة على ذلك أكثر من أف ربصى. رابعاً :ال تقاس األمور على ىذا النحو ،فمنذ مىت كانت األفكار والنظريات العظيمة تقدر دباؿ؟ قد يكوف للكلمة الواحدة ىنا أو ىناؾُ ،ب حبث أو غَته من القيمة 31
ماال يبكن أف يقدر دباؿ ،وحىت لو مل تعد علينا تلك الكلمة بشيء من اؼباؿ ،وقد ذبد العكس من ذلك ،فبعض الكلمات اليت تصدر عن أعظم العقوؿ وتكلف ما ال يتم حصره من األمواؿ ىي بال قيمة ،وإف عادت بوفَت األرباح. خامساً :ليس من اؼبنهج العلمي أف نصدر األحكاـ اؼبتعجلة ،فكيف وكبن نعاِب مسألة ُب عمق أساسيات العلوـ ،أخذت من العمل واعبهد السنوات الطواؿ؟ البد من الًتيث ،وعلى من يريد نقد ىذا الكتاب أو ترصد األخطاء فيو أف يقوـ أوالً بدراستو دراسة علمية وافية ،بعدىا يبكن أف يتكلم ويقوؿ :ىذا اػبطأ ،وىذا الدليل. لقد الحظنا ُب كثَت من الردود على الشبكة أف التعصب كاف لألشخاص من غَت حىت أدىن فهم غبقيقة تلك األفكار والنظريات اػباصة بأولئك األشخاص ،كاف من تلك الردود رد ألحد األخوة العراقيُت أخذ يكيل االهتامات اليت ألبسها ثوب النقد العلمي الصادر عن عامل حبقائق النسبية؛ األمر الذي استدعى انتزاع استحساف رئيس ذلك اؼبنتدى اليت كانت ذبري فيو اؼبناقشة. لقد ترؾ ذلك األخ كل الكتاب وما فيو من حقائق وأدلة دامغة ،وذىب إىل نقطة صغَتة توىم فيها اػبطأ ،ليصدر بعد ذلك حكماً عاماً وقاطعاً على كل البحث باػبطأ، وىذا ليس من اإلنصاؼ أو من اؼبنهجية العلمية. ورغم ذلك إليكم الرد على سؤالو الذي ادعى فيو أف التحويالت اليت اكتشفتها كلها ربويالت ال تصح؛ ألف العالقة فيها بُت xو tليست خطية كما ىو اغباؿ ُب ربويل لورنتز؛ لذلك فإف برىاين على خطأ النسبية -عن طريق وجود ربويالت أخرى غَت ربويل لورنتز -فاشل.
31
واإلجابة ستكوف على النحو التايل: إف العالقة بُت
x
و ُ tب صبيع التحويالت اليت ربدث االنتقاؿ من صيغة
اؼبعادلة ذات الشرطة:
2
2
2
2
x / y / z / c 2t /
إىل صيغة اؼبعادلة غَت ذات الشرطة: x 2 y 2 z 2 c 2t 2
كلها عالقات خطية ،والسبب ستجده ُب اؼبعادلة النهائية غَت ذات الشرطة ،فهذه اؼبعادلة ىي أصل التحويل ،فالتحويل ما ىو إال أحد صورىا اؼبتعددة ،والعالقة ُب ىذه اؼبعادلة بُت xو tىي عالقة خطية ،وللعلم فإف كل صورىا اؼبتعددة ،وىي ال هنائية ،يبكن أف تكوف مشاريع لتحويالت كل العالقات فيها بُت xو tىي عالقات خطية ،وعليو فإف العالقة بُت xو ُ tب التحويل الذي اكتشفناه وذكرناه كمثاؿ وىو: 1
v 2 2 xv 2 / t t 1 2 2 c c t
ال بد أف تكوف عالقة خطية. للتأكد من ذلك قم بتبسيط واختصار اؼبعادلة غَت ذات الشرطة ،وذلك أوالً بوضع
y z 0لتحصل ُب النهاية على ، x ctوىي معادلة من الواضح اف العالقة فيها بُت xو tىي عالقة خطية. افعل نفس الشيء ُب اؼبعادلة ذات الشرطة لتصل (بعد إدراج التحويل اعبديد ُب طرفيها) إىل نفس النتيجة. x ct : 32
ومن ضمن األسئلة اليت وردتنا وىي عدة أسئلة بصيغ ـبتلفة من عدد من اإلخوة يستنكروف على ما بدا ؽبم أنو تناقض ُب البحث ،فيقولوف أنت تستنكر ثبوتية الضوء اليت جاء هبا آينشتاين ُب مكافٍ ،ب تقر بصحتها ُب مكاف آخر ،وتسعى جاىداً لتفسَتىا ُب مكاف ثالث ،أليس ُب ذلك تناقض؟! لقرائنا الكراـ بعض اغبق ،فالطبعة السابقة كانت ـبتصرة ،وفيها بعض النقص والغموض ،وقد حرصنا ُب ىذه الطبعة على تالُب أي نقص أو غموض ،وفيما يتعلق باإلجابة فستكوف على النحو التايل: سيكوف لدينا ُب ىذا البحث ثالثة أنواع من الثبوتية للضوء ىي: (ٔ) ثبوتية سرعة الضوء االعتيادية :وىي ثبوتية معروفة ال إشكاؿ عليها ،تشبو سباماً ثبوتية أمواج الصوت ُب وسط انتشارىا اؽبواء ،فأمواج الصوت تنتشر بسرعتها الثابتة بالنسبة لوسطها غَت معتمدة على حركة مصدرىا ،وبالتايل سرعات ـبتلفة أماـ وخلف اؼبصدر وفقاً لتحويل جاليليو ،وىذه الثبوتية كانت مفًتضة ُب نظرية األثَت، ونفًتض وجوداً ؿبدوداً ؽبا بالقرب من سطح األرض ُب تفاسَتنا اعبديدة. (ٕ) ثبوتية سرعة الضوء اؼبالحظة (احملَتة) :وىذه الثبوتية للضوء لوحظت منتصف القرف الثامن عشر ،وفيها لوح من خالؿ بعض األرصاد الفلكية ،وكذلك من ذبربة مايكلسوف وموريل ثبات ؿبَت لسرعة الضوء ،فلو سرعة واحدة من تلك األجراـ اليت تقًتب منا أو تلك اليت تبتعد عنا ،ولو سرعة واحدة ُب صبيع االذباىات بالنسبة لسطح األرض ،وىذا يتعارض مع افًتاض طبيعة موجية للضوء أو حىت جسيمية على حد سواء ،وقد فشلت كل النظريات ُب وضع تفسَت ؽبا ،خاصة نظرية األثَت ،وىذه الثبوتية ىي اليت تصدينا ؽبا وسبكنا بفضل اهلل من وضع تفسَت ؽبا. 33
(ٖ ) ثبوتية سرعة الضوء اؼبطلقة :وىي الثبوتية اليت زبيلها آينشتاين ُب تفسَته لثبوتية سرعة الضوء اؼبالحظة أو احملَتة ،وفيها تصور آينشتاين ثبات لسرعة الضوء بالنسبة للراصد وبالنسبة للمصدرُ ،ب نفس الوقت الذي يتحرؾ فيو كل من الراصد واؼبصدر بالنسبة لبعضهما حركة نسبية ،وىذه الثبوتية هبذه الطريقة تتعارض مع العقل واؼبنطق ،ومل تثبتها بطريقة حاظبة أي ظاىرة فلكية أو ذبربة معملية ،وقد أفردنا ؽبا الثالثة فصوؿ األوىل لنثبت عدـ صحتها . وشبة سؤاؿ ألحد اإلخوة يقوؿ فيو :كيف تقوؿ إف للضوء طبيعة موجية ٍب تطلق عليو ُب حبثك اسم (الفوتوف) وىو يدؿ على طبيعة جسيمة ،أليس ُب ذلك تناقضاً؟! اإلجابة :لقد تعمدت أف أطلق لفظة (فوتوف) الدارجة على موجة الضوء أو شعاع الضوء ،فهذه اللفظة أوالً مشتقة من كلمة ) )photonوىي تعٍت الضوء. تغَت ىذه التسمية واليت أقصد هبا حزماً منفصلة من الطاقة من حقيقة أف ثانياً :لن ّ الفوتوف ىو موجة أو ؾبموعة من األمواج ،فال عربة بالشكل ،وال يبكن أف نتخذ من الشكل مقياساً أو معياراً نفرؽ على أساسو بُت الطبيعة اؼبوجيّة والطبيعة اعبسيميّة ،
أي تغَت ُب سلوكو وبيد بو عن السلوؾ والسبب أف ىذا الشكل للضوء مل يًتتب علية ّ األساسي الذي هبب أف اؼبعروؼ لألمواج بشكل عاـ ،واػباصيّة األساسيّة أو اؼبعيار ّ نفرؽ على أساسو بُت الطبيعة اؼبوجيّة والطبيعة اعبسيميّة ىو الكتلة ،فاعبسيمات ؽبا
كتلة بينما األمواج ؽبا طاقة فقط ،وىذا الفرؽ ُيبلي خصائص حركيّة ُب كل نوع غَت فبكنة ُب النوع اآلخر ..تفصيل كل ذلك ستجدونو ُب الفصل اػبامس :طبيعة الفوتوف وتفاعالتو.
34
ورغم كل ذلك نقوؿ :ىذا الكتاب إمبا ىو جهد اؼبقل ،وليس معصوماً عن اػبطأ، فالكتاب الوحيد الذي عُصم عن اػبطأ ىو كتاب اهلل تعاىل ،أما كتابنا ىذا الذي بُت أيديكم فقد يكوف فيو خطأ ىنا ،أو نقص ىناؾ ،ال يسلم األمر؛ لذا سنكوف شاكرين لكل من يرشدنا إليو لرأبو وإصالحو ُب طبعات قادمة بإذف اهلل ،وكذلك الشكر موصوؿ لكل الذين أيدوا وساندوا ىذا البحث ُب اؼبنتديات العلمية على الشبكة خاصة منها
اؼبصرية. وكذلك نوجو الشكر إىل كل من يساىم ُب شرح ونشر وترصبة ىذا الكتاب ،ولو من اهلل عظيم األجر والثواب ،واهلل ويل التوفيق.
35
36
الفصػػل األوؿ
س رع ة الض وء
37
سرعة الضوء ونظرية األثير بعػد أف أيػػدت عػدد مػػن الظػواىر الضػػوئية -مثػل اغبيػػود والتػداخل -الطبيعػػة اؼبوجيػػة للضػػوءً ،ب اف ػًتاض وجػػود وسػػط النتشػػار أم ػواج الضػػوء ،وقػػد عػػرب ماكسػػويل عػػن حتميػػة وجػػود ىػػذا الوسػػط (كمػػا جػػاء ُب بَتكلػػي) قػػائالًُ " :ب اغبقيقػػة فلِكػػي تنتقػػل الطاقػػة مػػن ُجسػيم إىل آخػػر ُب زم ػ ػن مع ػ ػ ُّت ،البػد مػػن وج ػ ػود وسػػط أو مػادة توجػ ػ ػد فيهػا الطاقػػة بعػػد
أف تػًتؾ اعبُسػػيم األوؿ وقبػل أف تصػػل إىل اآلخػر ،ومػػن ٍب فػإف صبيػػع النظريّػات تػػؤدي إىل . ضرورة وجود وسط وبدث فيو االنتشار" مل ىبطئ ماكسويل بافًتاضػو بضػرورة وجػود وسػط ،فالضػوء كحركػة موجيػة وبتػاج إىل وسػػط لالنتشػػار ،ولكػػن ىػػذا الوسػػط هبػػذه الطريقػػة الػػيت ًب تصػػوره فيهػػا كػػاف بػػدائياً وغػػَت
ديناميكي (جامد) ،لػذلك تعػارض مػع كػل الظػواىر الضػوئية والتجػارب اؼبعمليػة ،دبػا فيهػا ظاىرة زيغ الضوء لرباديل ،لو ًب فهمها على الوجو الصحيح(ٔ). )ٔ) كاف الظن وال يزاؿ إىل اليوـ حبدوث زاوية زيغ ألشعة الضوء القادـ من النجوـ البعيدة ،بسبب سرعة األرض ُب االذباه اؼبتعامد على سقوط تلك األشعة ،وىذه الظاىرة (اؼبفًتضة) هبذا التصور تشبو سباماً قطرات اؼبطر الساقطة بشكل عمودي على سطح األرض ،ولكنها بالنسبة ألي متحرؾ تسقط بزاوية ميل تتناسب مع سرعة اؼبتحرؾ ،وىذا يؤدي إىل رؤية مسار مائل لقطرات اؼبطر، وصورة ظاىرية ؼبواقع النجوـ ،ىذا التصور هبذه الطريقة لظاىرة الزيغ أيد ذلك التصور البدائي لألثَت، إذ بُت وكأف األرض ال ذبر معها طبقة من األثَت ،وأف األثَت يتخلل األرض فتنساب عربه كما تنساب شبكة معدنية من األسالؾ الدقيقة عرب اؼباء ،إذ أهنا لو جرت معها طبقة من األثَت ؼبا ظهرت زاوية الزيغ اليت كشف عنها اختالؼ اؼبنظر النجمي ُب السماء ،وُب حقيقة األمر أال وجود لزاوية زيغ ،واختالؼ اؼبنظر النجمي لو أسباب أخرى سنكشف عنها عاجالً ُب تطبيقات البديل.
38
ًب زبيػػل ذلػػك الوسػػط كمػػادة أوليػػة شػػفافة ومرنػػو وجامػػدة ُب نفػػس الوقػػت (لػػيس ؽبػػا أي حركػػة) ،سبػػأل الكػػوف وتتخلػػل اؼبػػادة ،حبيػػث تتحػػرؾ اؼبػػادة عػػربه مػػن غػػَت أف يػػؤثر علػػى حركته ػػا ب ػػأي مقاوم ػػة ،أم ػػا الض ػػوء ،أو بش ػػكل ع ػػاـ الطي ػػف الكهرومغناطيس ػػي فسينتش ػػر بسػػرعتو الثابتػػة دومػاً بالنسػػبة ؽبػػذا الوسػػط والػػيت ىػػي ، cوبالتػػايل سػػرعات ـبتلفػػة عػػن c وفقػ ػاً لتحوي ػػل ج ػػاليليو بالنس ػػبة لألجس ػػاـ اؼبتحرك ػػة ع ػػربه ..ى ػػذا التص ػػور هب ػػذه الكيفي ػػة
تعػػارض -حػػىت مػػن قبػػل أف تكشػػف ذبربػػة مايكلسػػوف ومػػوريل عػػن خلػػل ىػػذا التصػػور - مػػع مالحظػػات فلكيػػة بينػػت ثبػػات سػػرعة الضػػوء عنػػد قيمػػة ،)ٔ( cأمػػا ذبربػػة مايكلسػػوف ومػوريل فقػد تعارضػت بشػكل واضػح وصػريح مػع ىػذا التصػور البػدائي لألثػَت ،إذ أظهػػرت )ٔ) من تلك اؼبالحظات ما يشاىد من ثبات لسرعة الضوء عند قيمة cلتلك األشعة الضوئية القادمة من بعض األجراـ الفلكية اليت تكوف ُب حالة اقًتاب أو ابتعاد عنا ،كما وبدث ونرى ذلك ُب النجوـ اؼبزدوجة اليت تتحرؾ ُب مسارات دائرية حوؿ بعضها البعض ،ففي نفس الوقت ىناؾ قبم يقًتب وآخر يبتعد ،وما يشاىد أيضاً من ثبات لسرعة الضوء القادـ إلينا من تلك األجراـ اليت نقًتب كبن منها أو نبتعد عنها ،كما وبدث ونرى ذلك ُب حركة األرض الكونية حوؿ الشمس ،إذ أهنا ُب وقت من السنة تتحرؾ ُب اذباه ؾبموعات قبمية معينة ،وبعد ستة أشهر تتحرؾ ُب االذباه اؼبعاكس مبتعدة عن تلك اجملموعات ،وُب كلتا اغبالتُت يتم رؤية صورة واضحة ألجراـ السماء، ووضوح الرؤيا يدؿ على وصوؿ الضوء إلينا من كال االذباىُت بنفس السرعة ،إذ لو اختلفت السرعة لرأينا درجة وضوح ُب اذباه زبتلف عنها ُب االذباه اؼبعاكس ..ىذا الثبات لسرعة الضوء ُب كلتا اغبالتُت (النجم اؼبزدوج واغبركة الكونية لألرض) يتعارض مع الطبيعة اؼبوجية وفقاً لتصور نظرية األثَت، فمن اؼبفًتض وفقاً ؽبذه النظرية أف يتم قياس سرعات ـبتلفة للضوء ُب االذباىات اؼبختلفة للحركة ، ولكن ًب قياس نفس السرعة للضوء القادـ من تلك األجراـ ،اؼببتعدة واؼبقًتبة ،ىذا الثبات لسرعة الضوء ىو ما سنصطلح على تسميتو بالثبات اؼبالح أو احملَت ،والذي سبق وأشرنا إليو ُب أسئلة وأجوبة حوؿ الطبعة األوىل ،تأمل مزيداً من التوضيح لو ُب الصور الواردة ُب الصفحة (ٔٗ).
39
بطريقة ال لبس فيها ثبات سرعة الضوء عند قيمة ُ cب صبيع االذباىػات بالنسػبة لسػطح األرض ،وكػاف مػن اؼبفػًتض وفقػاً لنظريػة األثػَت أف يػتم قيػاس سػرعة للضػوء أقػل مػػن ُ cب اذباه حركة األرض ،وأكرب من ُ cب عكس اذباه حركة األرض.
كان ػػت تل ػػك النتيج ػػة الس ػػلبية لتجرب ػػة مايكلس ػػوف وم ػػوريل حاظب ػػة ُب داللته ػػا ،وُب وضػػعها حػػداً هنائي ػاً لنظريػػة األثػػَت ،ولكػػن ذلػػك مل يبنػػع مػػن وجػػود ؿبػػاوالت لتفسػػَت تلػػك
النتيجة السلبية لإلبقاء على األثَت ،من تلك احملػاوالت ،ؿباولػة فيتزجرالػد ولػورنتز ،فػاألوؿ افًتض تقلصاً ُب األجساـ ُب اذباه حركتها عرب األثَت ،وافًتض الثاين تباطؤاً ُب زمػن تلػك األجسػػاـ ،مػػع ابتكػػار ربويػػل جديػػد خػػالؼ التحويػػل التقليػػدي اؼبعػػروؼ عبػػاليليو ،وذلػػك مػػن أجػػل احملافظػػة علػػى ثبػػات سػػرعة الضػػوء بالنسػػبة عبميػػع أنظمػػة اإلسػػناد اؼبتحركػػة عػػرب األثػػَت ،ورغػػم ك ػػل ذلػػك مل ينجحػػا إال ُب التمهي ػػد ؼب ػػن سػػيقتلع األث ػػَت مػػن أساس ػػو ،وإىل جانبو وُب دفعة واحدة أسس اؼبنطق والرياضيات واؽبندسة.
41
c
c
تأمل في الصورة العليا كيف تصل أشعة الضوء إلى األرض بنفس سرعة الضوء cفي حالة كانت األرض متحركة لتالقي تلك األشعة أو كانت مبتعدة في دورتها الكونية ح ول
الشمس ،وفي مش هد آخ ر تكون المصادر ىي الم تحرك ة اقت راب اً وابت عاداً ،تأم ل في الص ورة الس فلى كي ف تص ل أش عة الض وء دوم اً بنف س سرعتها cإل ى األرض.
41
سرعة الضوء ونسبية آينشتاين مل ت ػػنجح نظري ػػة ُب التص ػػدي ؽب ػػذا الوض ػػع اؼبت ػػأزـ الناش ػػئ ع ػػن تل ػػك اؼبالحظ ػػات ُب سػػلوؾ الضػػوء غػػَت النظريػػة النسػػبية ،ومل يكػػن مػػرد قباحهػػا إىل فهػػم صػػحيح غبقيقػػة تلػػك الظػواىر والتجػػارب احملػػَتة ،بػػل كػػاف مػػرد ذلػػك إىل عػػاملُت اثنػػُت ،نبػػا :غيػػاب أي تفسػػَت علمي ومنطقي آخر لتلك الظواىر والتجارب ،والقدرة على التلبػيس واػبػداع ،مػن خػالؿ رياضيات خلت رموزىا أو كادت من الرباءة العلمية. أخذ آينشتاين فرضيات فيتزجرالد ولورنتز اؼبتطرفة واؼببهمة ،فزادىا تطرفاً وإهباماً بفرضيتو اؼبتعارضة مع العقل واؼبنطق :ثبات سرعة الضوء غَت اؼبعتمدة على حركة الراصد أو حركة اؼبصدر(ٔ). ٔ -مفهوـ عدـ اعتماد سرعة الضوء على حركة اؼبصدر ،مفهوـ غَت مفهوـ وغامض حىت بالنسبة لكبار اؼبشتغلُت ُب النسبية وُب الفيزياء بشكل عاـ ،وقد تسبب ذلك ُب عدـ الفهم الصحيح لطبيعة اغبركة اؼبوجية ،وظهور أخطاء ُب التعامل معها من زمن ما قبل النسبية إىل اليوـ ،من تلك األخطاء، خطأ حصل ُب ذبربة مايكلسوف سنتعرض لو بالتفصيل ُب هناية الفصل الثاين ،وىذه النقطة ؾباؿ لبحث موسع ،ولكن خالصة القوؿ أف اعتماد سرعة اؼبقذوؼ على حركة اؼبصدر تعٍت تغَت سرعة اؼبقذوؼ بالنسبة للراصد ،بسبب ثبات سرعة اؼبقذوؼ بالنسبة للمصدر اؼبتحرؾ ،مثاؿ ذلك حركة الرصاصة اؼبنطلقة من فوىة بندقية ،ستحاف الرصاصة دوماً على سرعة ثابتة بالنسبة لفوىة البندقية سواء كانت البندقية ساكنة أو متحركة وُب أي اذباه ،وبالتايل سرعات ـبتلفة للرصاصة بالنسبة للراصد تعتمد على سرعة البندقية وفقاً لتحويل جاليليو ،والعكس سيحدث بالنسبة للمقذوفات اؼبوجية (الفوتونات) وا ليت ىي غَت معتمدة على حركة اؼبصدر ،أي ؽبا سرعات ثابتة بالنسبة للراصد الساكن بالنسبة لوسط انتشار الصوت أو الضوء ،وبالتايل سرعات متغَتة وفقاً لتحويل جاليليو بالنسبة للمصدر الذي أطلقها.
42
كيف يبكن تربير مثل ىكذا فرضية؟! ُب الواقع ،فإف التناقضات (اغبقيقية منها) ال يبكن تربيرىا أو تفسَتىا على االطالؽ ،وىذه الفرضية هبذا الشكل تنطوي على تناقضُت ،تناقض ُب الشطر األوؿ لوحده( :عدـ اعتماد سرعة الضوء على حركة الراصد) ،وتناقض آخر ينشأ بعد اعبمع بُت الشطر األوؿ والشطر الثاين( :عدـ اعتمادىا على حركة اؼبصدر). التناقض األول:
تعٍت عبارة عدـ اعتماد سرعة الضوء على حركة الراصد ،أف الراصد مهما كانت حالتو اغبركية بالنسبة للمصدر الضوئي ،فسيقيس دوماً نفس السرعة للضوء ،فإذا كاف ساكناً بالنسبة للمصدر فسيقيس سرعة ، cوإذا كاف مقًتباً من اؼبصدر فسيقيس سرعة ، cوإذا كاف مبتعداً عن ؼبصدر فسيقيس أيضاً سرعة . c
تشبو ىذه اغبالة اؼبوصوفة حالة أمواج الصوت بالنسبة لراصد ساكن ُب وسط انتشار الصوت ،إذ يستقبل الراصد دوماً نفس السرعة للصوت مهما كانت حالة
اؼبصدر اغبركية بالنسبة لو ،وىكذا من اؼبفًتض بالنسبة لراصد يرصد حركة موجة ضوئية ُب وسط انتشارىا ،ولكن الوسط الذي يبكن أف يكوف ىو السبب ُب ىذا الثبات بالنسبة للراصد قد ًب اقتالعو ،فعلى أي أساس إذاً سنفهم ىذا الثبات؟! أين ىي العالقة أو الصلة اليت بُت الضوء والراصد حبيث تكوف سرعة الضوء اليت يقيسها الراصد ىي دوماً c؟! ال قبد أي صلة أو عالقة بُت إشارة ضوئية وراصد كل ما يفعلو ىو فقط مالحظة تلك اإلشارة ،وعليو فإف ثبات سرعة الضوء بالنسبة للراصد أمر ال يبكن فهمو أو تربيره ،إال ُب حالتُت ،ونبا :سكوف الراصد بالنسبة للمصدر ،أو وجود وسط ،يكوف فيو الراصد ساكناً واؼبصدر متحركاً ،كما وبدث ُب حالة أمواج الصوت اليت سبق وأشرنا 43
إليها ..خالصة القوؿ ،أننا أماـ سلوؾ موجي للضوء ولكن من غَت وجود للوسط الذي يربر ذلك السلوؾ. التناقض الثاني :وينشأ بسبب اعبمع بُت سلوؾ الضوء بالنسبة للراصد الذي ُب
الشطر األوؿ من الفرضية ،مع سلوكو الذي نص عليو الشطر الثاين من الفرضية.
دبعٌت أف الضوء سينطلق من مصدره دوماً بسرعة ، cوسيستقبل الراصد ىذا الضوء دوماً بنفس السرعة ، cسواء كاف اؼبصدر ساكناً أو متحركاً بالنسبة للراصد. أوالً :ال يبكن فهم( :ثبات سرعة الضوء بالنسبة للمصدر ،رغم حركة اؼبصدر) إال ُب حالة افًتاض طبيعة جسيمية للضوء ،ففي الطبيعة اعبسيمية رباف اؼبقذوفات دوماً على سرعة ثابتة بالنسبة ؼبصدرىا اؼبنطلقة منو ،وىذا إضافة إىل أنو مل يثبت ،يتعارض مع الطبيعة اؼبوجية اؼبثبتة للضوء). ثانياً :يتولد عن ثبات سرعة الضوء بالنسبة للراصد وبالنسبة للمصدر معاً ،رغم وجود حركة نسبية بينهما تناقض حقيقي ال يبكن تفسَته(ٔ).
(ٔ) يشاع أف تناقضات النسبية ىي من قبيل التناقضات الظاىرية ،وىي اليت ربتوي على فكرتُت أو وضعُت متعاكسُت ،لكل منهما وجود فعلي ُب نفس الوقت ،وضربوا لو مثاالً على ذلك :مفارقة البلد الغٍت وُب نفس الوقت اؼبليء بالفقر ،واغبقيقة أف مفارقات أو تناقضات النسبية ؼبن يتأملها ىي من قبيل التناقضات اغبقيقية ،أي وضعُت متعاكسُت ،ينقض أحدنبا وجود اآلخر ،أي ال هبتمعاف ُب وقت واحد ،كاؼبوت واغبياة على سبيل اؼبثاؿ ،فالشخص إما اف يكوف حياً أو ميتاً ،جالساً أو واقفاًُ ،ب الشرؽ أو ُب الغرب ،وىكذا بالنسبة لسرعة الضوء ،ال يبكن أف يكوف ؽبا ُب نفس الوقت نفس القيمة بالنسبة للراصد واؼبصدر ،رغم وجود حركة بُت الراصد واؼبصدر.
44
فمن اؼبفًتض منطقياً ورياضياً ،أنو إذا كاف للضوء سرعة ثابتة دوماً بالنسبة للمصدر ،أف تكوف لو سرعات ـبتلفة بالنسبة للراصد الذي يتحرؾ بالنسبة للمصدر، ولكن ودبا أنو ًب افًتاض ثبات لسرعة الضوء بالنسبة للراصد ،وللمصدر ،رغم وجود سرعة نسبية بُت الراصد واؼبصدر فإف ذلك سيندرج على الفور ربت مسمى تناقض ،أو ( )Paradoxوتعٍت كما جاء تعريفها من قواميس اللغة اإلقبليزية" :الوضع غَت اؼبعقوؿ الشتمالو على وضعُت أو كيفيتُت متعاكستُت ال ذبتمعاف" .ىذه الثبوتية هبذه الطريقة، ال يبكن تصورىا أو تفسَتىا إال ُب حالة واحدة فقط ،وىي أف للضوء ذكاء وقدرة على االختيار ،فإف رأى راصداً من بعيد يتأىب لقياس سرعتو ،تقمص الطبيعة اؼبوجية ،ففي الطبيعة اؼبوجية يقيس الراصد دوماً سرعة واحدة لألمواج ىي cسواء كاف اؼبصدر الذي أطلقها ساكناً أو متحركاً ،وإذا رأى أنو ينطلق من مصدر ناصيتو بيد راصد يتأىب لقياس سرعتو ،تقمص الطبيعة اعبسيمية ،ففي الطبيعة اعبسيمية رباف اؼبقذوفات دوماً على سرعتها الثػ ػابتة بالنػ ػسبة ؼبص ػدرىا اؼبنطلػ ػقة منو ،بغػ ػض النػظر عن حركة ىذا اؼبصدر. سلوؾ للضوء يرفضو اؼبنطق العقلي واؼبنطق الرياضي ،أما اؼبنطق الفيزيػائي فقػد رفػض بشػػكل صػريح ومباشػػر ىػػذه االزدواجيػػة ُب سػػلوؾ الضػػوء عنػػدما أجػػرى الػػدكتور الفرنسػػي ساديو بعد موت آينشتاين بعػدة سػنوات ذبربتػو علػى فنػاء البػوزيًتوف إليكػًتوف ،وأكػد مػن خالؽبا الطبيعة اؼبوجية للضوء. كانت تلك التجربػة كفيلػة هبػدـ النسػبية لػو ًب فهمهػا علػى الوجػو الصػحيح ،ولكنهػا وبدالً من ذلكً ،ب اعتبارىا من ضمن األدلة على فروض النسبية!
45
بينت تلك التجربة جبالء الطبيعة اؼبوجية للضوء ،فاألمواج وحدىا من وبػتف بسػرعة ثابتة ال تتأثر حبركة اؼبصدر ،وقد كانػت سػرعة الضػوء ُب تلػك التجربػة ثابتػة عنػد قيمػة c بالنسبة لسػطح األرض رغػم حركػة اؼبصػدر ،وذلػك يعػٍت ال ؿبالػة سػرعات متغػَتة بالنسػبة للمصػػدر وفقػاً لتحويػػل جػػاليليو؛ لتكػػوف أقػػل مػػن cأمػػاـ اؼبصػػدر ،وأكػػرب مػػن cخلػػف اؼبصػػدر ،ولكػػن ورغػػم ذلػػك ًب اسػػتنتاج سػػرعة ثابتػػة للضػػوء عنػػد قيمػػة cأمػػاـ وخلػػف اؼبصدر. ما الذي أدى إىل ذلك االستنتاج الشاذ؟! مصػػدر ذلػػك االسػػتنتاج كػػاف التعمػػيم اؼبسػػتنتج مػػن ذبربػػة مايكلسػػوف ومػػوريل ،والػػذي مفاده أف الضوء سيتصرؼ بنفس الكيفية -الػيت حصػلت ُب ذبربػة مايكلسػوف ومػوريل - بالنسػػبة ألي مصػػدر ،س ػواء كػػاف ذلػػك اؼبصػػدر كػػوين (األرض أو أي جػػرـ فلػ ػكي) ،أو أرضػ ػي (ذرة أو عػ ػربة أو صػ ػاروخ ) .دبعػػٌت أف الضػػوء وكمػػا ربػػرؾ بسػػرعة واحػػدة ُب صبيػػع االذباىػػات بالنسػػبة لسػػطح األرض ُب ذبربػػة مايكلسػػوف ومػػوريل ،سػػيتحرؾ بسػػرعة واجػػدة ُب صبيع االذباىات بالنسبة ألي مصدر متحرؾ على سطح األرض. والقبػػوؿ بػػذلك يعػػٍت أف الضػػوء ُب (ذبربػػة سػػاديو) ربػػرؾ بسػػرعة cبالنسػػبة لسػػطح األرض (وىذا ىو اؼبثبت ُب تلك التجربػة) ،وسػيتحرؾ كػذلك بسػرعة cبالنسػبة ؼبصػدره اؼبنطلق منو والذي يتحرؾ بسرعة Vبالنسبة لسطح األرض(وىذا غَت اؼبثبت)! كيف يبكن اعبمع بُت ذلك؟! خل ػػط ب ػػُت اغبق ػػائق واألوى ػػاـ ،مل وب ػػدث إال ُب ع ػػامل النس ػػبية ،فم ػػن قبل ػػو عُ ػػد م ػػن العلم ػػاء الث ػػوريُت ،وم ػػن عص ػػم نفس ػػو ،ورف ػػض التس ػػليم ،عُ ػػد م ػػن اؼبنطقي ػػُت التقلي ػػديُت، أصحاب اغبس الفيزيائي السليم! 46
الثوابت والمتغيرات في ظل النسبية لتقدًن تفسَت لظاىرة ضوئية بسيطة ،ىي ثبات سرعة الضوء على سطح كوكبنا (ٔ)
األزرؽ ،حطمت النسبية التبادلية كل الثوابت ،فالزمن واألطواؿ والكتل أصبحت كلها متغَتة ،وبعد كل ذلك التحطيم والتمزيق ،تدعي النسبية اػباصة ُب فرضها األوؿ أف قوانُت الفيزياء واحدة بالنسبة عبميع أنظمة اإلسناد القصورية ،فكيف يصح ذلك؟! ًب االدعاء بأف ذلك يصح ربت ربويل جديد ىو ربويل لورنتز ،وإذا سألنا عن السبب؟ قيل :ألف سرعة الضوء أصبحت ربتو ال متغَتة! ..والسؤاؿ الذي يفرض نفسو بصرؼ النظر عن خطأ أو صحة ىذا التحويل :ىل جملرد أف الضوء أصبح ال متغَتاً ربت رموز ىذا التحويل ،يتم تعميم ىذا التحويل ليطاؿ كافة جوانب الفيزياء؟! ٔ -زبتلف عن النسبية التقليدية اؼبعروفة من زمن جاليليو ،وتعٍت من وجهة نظر آينشتاين تبادؿ القياسات ،أي أف كل راصد سَتى قياساتو اليت هبريها ُب نظاـ إسناده اػباص بو طبيعية ليس فيها أي تغَت ،بينما يرى تغَتاً عندما هبري قياسات ألشياء ُب أنظمة إسناد أخرى ،على سبيل اؼبثاؿ: عندما هبري قياساً لطوؿ مسطرة حبوزتو فسَتاىا ُب طوؽبا الطبيعي ،وعندما يقوـ بقياس طوؿ نفس ىذه اؼبسطرة لغَته ُب نظاـ إسناد آخر يرى طوؽبا قد تقلص ،وىذا الذي تقلصت مسطرتو بالنسبة للراصد األوؿ يرى أف مسطرتو بطوؽبا الطبيعي ،مل وبدث ؽبا أي تقلص ،وُب نفس الوقت يرى أف قوؿ ليس عليو دليل ،وإضافة إىل مسطرة زميلو اؼبتحرؾ بالنسبة إليو ىي اؼبتقلصة! إضافة إىل أف ىذا ٌ أنو غَت واضح وغامض إىل أقصى درجة ،فهو يؤدي إىل معٌت غَت مقبوؿ لكل صاحب لب ،وىو أف اؼبساطر ستكوف متقلصة وغَت متقلصة ُب نفس الوقت ،والساعات ستكوف متباطئة ومتسارعة ُب نفس الوقت ،وىكذا الكتل ،وكل قوانُت الفيزياء ،ىي متغَتة وال متغَتة ُب نفس الوقت ،وكل من درس علوـ اؼبنطق ،يعلم أف ىذا فبا يندرج ربت مسمى( :تناقض).
47
ولو سلمنا هبذا الشموؿ للتحويل ،ىل سنسلم أيضاً بأف قوانُت الفيزياء ستبقى على حاؽبا ،واحدة بالنسبة عبميع أنظمة اإلسناد القصورية؟! لن تبقى قوانُت الفيزياء كما ىي واحدة بالنسبة عبميع أنظمة اإلسناد ،بينما القياسات اؼبتبادلة لتلك القوانُت ليست ىي نفسها. فمن اؼبعلوـ أف القياسات اؼبتبادلة هبب أف تكوف متساوية (كأف يقيس راصد نفس مقادير األطواؿ ،أو نفس قيم القوى اليت يقيسها غَته ُب نظاـ إسناد آخر) فإذا مل يتفق راصداف ُب نظامي إسناد عػلى قيػاس واحػد ؼبقدار تأثَت قوة ما على جسم ما موجود ُب أحػد النػظامُت ،فػلن تكػوف قوانػُت الفػيزياء عنػدنبا واحػدة. ومن اؼبفًتض وبنفس اؼبنطق حصوؿ ذلك ربت ربويل لورنتز ،فلكي نقوؿ :إف قوانُت الفيزياء واحدة بالنسبة للجميع ،هبب أف يتحد اعبميع على نفس القياس لتأثَت قانوف فيزيائي يبارس فعلو ُب أحد أنظمة اإلسناد بعينو. على سبيل اؼبثاؿ :لو أننا سلمنا بتقلص األطواؿ الذي أماله علينا ربويل لورنتز، فيجب أف يتفق صبيع اؼبالحظُت ُب صبيع أنظمة اإلسناد -دبا فيهم نظاـ اإلسناد الذي فيو الطوؿ اؼبتقلص -على نفس القياس للطوؿ اؼبتقلص ،عندىا يبكن أف نقوؿ :إف قوانُت الفيزياء واحدة بالنسبة عبميع أنظمة اإلسناد القصورية. أما وأف أحدىم قاس الطوؿ الطبيعي ،واآلخر قاسو متقلصاً ،واألدىى أف ينعكس
األمر فيتبادؿ الراصداف الوصف لطوؿ آخر توفر عند الراصد الذي مل يكن الطوؿ األوؿ حبوزتو ،فيقوؿ أحدنبا :مسطرٌب ُب طوؽبا الطبيعي ومسطرتك قصَتة ،ويقوؿ اآلخر: مسطرٌب ُب طوؽبا الطبيعي ومسطرتك قصَتة! فلن تكوف قوانُت الفيزياء حينئذ ىي الواحدة ،بل قوانُت من عامل آخر ،أقرب إىل عامل السحر والشعوذة ىي الواحدة. 48
البرىان الرياضي على فرضيّ ة ثبات سرع ة الضوء ال يوجد برىاف عملي مباشر من ذبربة أو رصد فلكي على صحة فرضية ثبات سرعة الضوء اؼبطلقة اؼبقًتحة من قِبل آينشتاين ،تأكد ذلك بعد مراجعة كل التجارب اليت يقاؿ أهنا تؤيد الثبوتية اؼبطلقة لسرعة الضوء ،فوجد أهنا تؤيد فقط ثبات سرعة الضوء بالنسبة لسطح األرض. أما الربىاف الفعلي على ىذه الفرضية فكاف رياضياً ،من خالؿ معاعبة رياضية، أُثبت فيها بشكل ظاىري قدرة ربويل آخر غَت ربويل جاليليو على احملافظة على ثبات سرعة الضوء بالنسبة للجميع ،وقد ًب ذلك قياساً على اؼببدأ الفيزيائي اؼبعروؼ (ثبات
وعدـ تغَت األطواؿ ربت ربويل جاليليو) ،فاألطواؿ تبقى مقداراً ثابتاً ال يتغَت عند قياسها من أي نظاـ إسناد متحرؾ بالنسبة لنظاـ اإلسناد الذي تبدو فيو األطواؿ ساكنة. وعليو فمن وجهة النظر النسبية ،فإف النبضة الضوئية اؼبنتشرة على شكل كرة منتفخة بسرعة الضوء ،ىي كذلك كرة منتفخة بسرعة الضوء بالنسبة ألي نظاـ إسناد قصوري متحرؾ ،وىذا لن يكوف إال ربت ربويل جديد ىو ربويل لورنتز ،وصيغتو ُب حالة اغبركة ُب احملور السيٍت ىي: t v / c2 x 1 v2 c2
t /
y y, z z /
/
49
,
x vt 1 v2 c2
x /
● ل مسطرتي
ىذا القياس الذي تم على أساسو برىان ثبات سرعة الضوء ال يصح ،ىناك فرق بين القياسات وبين المعادالت ،فاألطوال تبقى قياساتها ثابتة تحت تحويل جاليليو وكذلك القوى ،والسبب أنها عبارة عن ناتج طرح مسافتين أو سرعتين ،أما المعادالت فليست لها قياسات ثابتة بل أشكال ثابتة ،وتساوي أشكال المعادالت ،ال يعني أن قياساتها ثابتة أو أنها تصف نفس الشكل ،والدليل على ذلك أن معادالت الكرات في كل العالم ،كبيرىا وصغيرىا ،كلها متساوية ،فليست حجة إذاً القول :إن تساوي
معادالت الكرات يعني أن الراصدين يشاىدان نفس الكرة كما يشاىدان نفس الطول المقاس.
51
ويُع ػػزى ى ػػذا الربى ػػاف ُب الكتاب ػػات العلميػ ػة آلينش ػػتاين ،عل ػػى ال ػػرغم م ػػن أف واض ػػع
التحويػػل الػػذي ىػػو أسػػاس ىػػذا الربىػػاف ىػػو لػػورنتز ،وحقيقػػة ىػػذا الربىػػاف -بغػػض النظػػر عػػن صػػاحبو -صػػرح هبػػا سػػتيفن ىػػوكنج ُب كتابػػو (مػػوجز ُب تػػاريب الزمػػاف) حػػُت قػػاؿ: "لقػػد كػػاف برىػػاف آينشػػتاين عظيم ػاً ُب إثبػػات أف جبهػػة اؼبوجػػة الضػػوئية ؽبػػا شػػكل كػػروي بالنسبة عبميع الراصػدين" .وىػو يعػٍت بػال ريػب ذلػك الربىػاف الرياضػي اؼببسػوط شػرحو ُب الكتب العلمية ،تأملو ُب كتاب بَتكلي ،اعبزء اػباص باؼبيكانيكا:
"اعتػػرب أوالً موجػػة ضػػوئية منبعثػػة مػػن مصػػدر نقطػػيُ ،ب ىػػذه اغبالػػة سػػيكوف صػػدر اؼبوجة عبارة عن كرة عند رؤيتػو ُب منػاط اإلسػناد الػذي يكػوف فيػو اؼبصػدر سػاكناً ،ولكػن بنػػاء علػػى مبػػدأنا اعبديػػد هبػػب أف يكػػوف صػػدر اؼبوجػػة كػػرة عنػػد رؤيتهػػا ُب منػػاط إسػػناد يتحرؾ حركة منتظمة بالنسبة للمصدر". اؼبنػػاط S
فػػإذا فرضػػنا أف مصػػدراً ضػػوئياً موجػػوداً ُب صدر اؼبوجة الكروية اؼبنبعثة ُب اللحظة t 0ىي:
عنػػد نقطػػة األصػػل ،فػػإف معادلػػة
x 2 y 2 z 2 c 2t 2 / اؼبعرؼ باحملاور t / وُب اؼبناط ّ S
اؼبوجػة الكروية ىي:
2
X / ، Y/، Z / ، 2
2
هبب أف تكوف معادلػػة صػدر
2
x / y / z / c 2t /
عوض من ربويل لورنتز عن قيم x / ، y / ، z / ، t /ينشأ لدينا: 2
2
2 y2 z 2 c2 t v / c x 1 2
51
x vt 1 2
بعد خلط وترتيب اغبدود ينشأ لدينا:
ومنػػو:
x2 1 v2 / c2 c 2t 2 1 v 2 / c 2 2 2 y z 1 v2 / c2 1 v2 / c2
x 2 y 2 z 2 c 2t 2
وىي معادلة كرة بالنسبة للراصد الساكن.
وىكػػذا فػػإف ىػػذه الطريقػػة مػػن الوجهػػة النسػػبوية سػػتكوف الربىػػاف علػػى صػػحة سباثػػل االنتشار الكروي بسرعة الضوء (أو ثبات ،) cومن ٍب صحة ربويل لورنتز(ٔ).
ُٔ -ب الغالب ترجع ىذه الطريقة ُب الربىنة على ثبوتية سرعة الضوء إىل لورنتز نفسو ،فعملية اشتقاؽ التحويل (وىي كما ثبت من عمل لورنتز) ال تنفصل عن عملية الربىنة عليو ،وقد وضعها ليحاف على ثبات سرعة الضوء ُب انتشاره العاـ ،وذلك ال يكوف إال إذا انتشر الضوء بشكل متزامن ُب صبيع األكباء ،والشكل الذي يعرب عن ىذا االنتشار ىو الشكل الكروي ،ومعادلتو ىي اؼبعروفة بشكلها الرياضي ، x 2 y 2 z 2 c 2 t 2 0 :وسيكوف شكلها من وجهة نظر راصد آخر متحرؾ ىو ، x / 2 y / 2 z / 2 c 2t / 2 0 :وحصوؿ اؼبساواة بُت ىاتُت اؼبعادلتُت أمر طبيعي، بسبب أف كالً منهما مساوية للصفر ،وىي مساواة شكلية ،أي تساوي أشكاؿ اؼبعادالت فقط، وليس التساوي دبعٌت االشًتاؾ ُب وصف نفس النبضة الضوئية ،والدليل على ذلك أف معادالت كرات العامل كلها مساوية للصفر ،وكلها يبكن مساواهتا ببعضها البعض ،أما من الناحية الفيزيائية فكل معادلة منهما تصف نبضة ضوئية ـبتلفة عن األخرى ،والسبب زبربنا بو رموز اؼبعادلتُت نفسيهما ،فكل معادلة ىي لنبضة كروية مركزىا ىو نظاـ اإلحداثيات اػباص هبا ،وبذلك سيكوف لدينا مركزين :مركز خاص بالكرة ُب نظاـ اإلحداثيات اؼبتحرؾ ،وآخر خاص بكرة ُب نظاـ اإلحداثيات الساكن.
52
وفقاً للتصور النسبوي ،ستنطلق نبضة ضوئية عند للحظة ، t t / 0وبعد مرور فترة زمنيّة من انطالقها يكون المصدر الموجود في مركز مرجع اإلسناد S /قد قطع المسافة vt وتكون النبضة الضوئيّة قد انتفخت منتشرة بسرعة الضوء وبلغت نصف القطر ctبالنسبة
للراصد ، oونصف قطر ct /بالنسبة للراصد .. o /يُدَّعى في ىذا التصور ،أن الراصد o / اليزال يرى نفسو في مركز نفس ىذه النبضة التي يتواجد في م رك زى ا ال راص د الس اك ن ، o
ولم ن ج د ط ريق ة لل تع ب ير ب الرس م ع ن ى ذا ال تص ور.
53
تحويل لورنتز بين الحقيقة والخيال نقصد باػبياؿ :طريقة آينشتاين ُب استنتاج ربويل لورنتز ،وقد أخذناىا من كتاب
النسبية آلينشتاين نفسو ،النسخة اؼبًتصبة(ٔ) ،والغرض من عرض طريقة آينشتاين ىو لعمل مقارنو بُت طريقتو والطريقة األصلية اليت استنتج هبا لورنتز ربويلو ،والغرض من عمل ىذه اؼبقارنة ،ىو إلظهار مدى التكلف واؼببالغة ،واػبياؿ اؼبصطنع ُب طريقة آينشتاين ُب استنباط التحويل ،فإىل خياؿ آينشتاين أوالً: جاء ُب كتاب (النسبية آلينشتاين) الفصل اغبادي عشر ،ربت عنواف :طريقة بسيطة الستنباط ربويل لورنتز ما يلي: "اشارة ضوئية تسَت على طوؿ االذباه اؼبوجب للمحور
X
وفقاً للمعادلة:
)ٔ(........................... x ct 0
ٔ -ىذا الكتاب ،ىو ترصبة للدكتور أدىم السماف ُب مركز الدراسات العسكرية بدمشق ،وقد نقلت عنو النص بدوف تصرؼ ُب معادالتو أو لغتو ،وقد قاـ مركز الدراسات ُب دمشق مشكورين هبذه الًتصبة بغرض الفائدة ،ولكٍت أربدى أي قارئ أف وبصل من ىذا الكتاب على فائدة واحدة، فهو كتاب مستثٌت من القاعدة اؼبشهورة( :ال ىبلو كتاب من فائدة) ،والسبب أنو ركاـ من الفلسفات غَت اؼبعقولة ،واػبياالت غَت الواقعية ،واالفًتاضات غَت اؼبربرة ،ال نرى غرضاً ؽبا سوى تضخيم النسبية وإعطائها فوؽ ما تستحق من األنبية.
54
ودبا أف اإلشارة الضوئية نفسها تسَت بالنسبة ل ػ K /بالسرعة cأيضاً ،فإف لنا )ٕ( ....................... x / ct / 0 الصيغة اؼبشاهبة التالية: اف ىاتُت النقطتُت اؼبكانيتُت الزمانيتُت (اغبادثُت) اللتُت تستجيباف لػ cأيضاً. ومن الواضح أف ىذا يتحقق عندما تتحقق عموماً العالقة: ) )ٖ(................... ( x / ct / ) ( x ct حيث سبثل ثابتاً ،ألف (ٖ) تدؿ على أف انعداـ x ctيؤدي إىل انعداـ . x / ct /
X
وإذا كررنا احملاكمة نفسها على إشارة ضوئية تسَت ُب االذباه السالب على احملور ،قبد الشرط: ) )ٗ( .................. ( x / ct / ) ( x ct
وبإضافة اؼبعادلتُت (ٖ) و (ٗ) طرفاً إىل طرؼٍ ،ب بطرحهما طرفاً من طرؼ، وبإدخاؿ الثابتُت اآلخرين aو bبدالً من و ألسباب تسهيلية حيث: 2
، a
2
b
كبصل على اؼبعادلتُت: x / ax bct
)٘(.......................... ct / act bx 55
وبذلك سنجد حل مسألتنا إذا عرفنا الثابتُت aو ، bونبا ينتجاف من احملاكمة التالية. من أصل مركز اعبملة k /لدينا دوما x / 0وبذلك تعطينا أوىل اؼبعادلتُت(٘): bc t a
x/
وإذا رمزنا vلسرعة أصل k /بالنسبة ل ػ kيكوف لنا: bc a
)ٙ(........................ v
إف نفس قيمة vيبكن إهبادىا من اؼبعادلتُت (٘) إذا حسبنا سرعة نقطة أخرى من k /بالنسبة ل ػ ، kأو سرعة نقطة من kالنسبة ل ػ ( k /وىي موجهة باالذباه السالب للمحور ) Xودبوجز القوؿ نستطيع أف نسمي vالسرعة النسبية للجملتُت . وفوؽ ذلك ،يعلمنا مبدأ النسبية أننا لو نظرنا من kإىل قضيب واحدة الطوؿ الساكن ُب k /على طوؿ احملور X /فسيكوف طولو مساوياً طوؿ قضيب واحدة الطوؿ الساكن على احملور ُ kب
X
كما يبدو من . k /
ولكي نرى كيف تظهر نقاط
احملور X /
منظورة من اعبملة kيكفي أف نلتقط
صورة خاطفة لػ k /من ، kوىذا نعٍت أف علينا أف نعطي قيمة خاصة ل ػ ( tزمن ، ) kولتكن ( . ) t 0 فمن أجل قيمة tىذه ،قبد من أوىل اؼبعادلتُت (٘) : 56
x / ax / فالنقطتاف من احملور xاؼبفصولتاف اؼبسافة x / Iاؼبقيسة ُب k /تبدواف على الصورة اػباطفة مفصولتُت باؼبسافة:
I a
)ٚ( ....................... x
ولكن لو التقطت الصورة اػباطفة من ( ، k / ) t / 0ولو أسقطنا tمن بُت اؼبعادلتُت (٘) ،وأخذنا الصيغة ( )ٙبعُت االعتبار ،قبد : v2 )x c2
x / a (1
ومن ىنا نستنتج أف النقطتُت من احملور ستمثالف على صورتنا اػباطفة باؼبسافة:
X
اؼبفصولتُت باؼبسافة ( Iبالنسبة ل ػ ) k
v2 ) ٚ(.................... x a (1 2ب) c /
لكن الصورتُت اػباطفتُت نبا ،دبوجب ما قلنا ،متماثلتاف سباماً ،وىذا يعٍت أف xالواردة ُب ( )ٚهبب أف تساوي x /الواردة ُب (ٚب) ،فبا يعطي: I
2 ٚ(................... a 1 v 2 c 2ج)
57
إف اؼبعادلتُت ( )ٙو (ٚج) تعنياف الثابتُت ( ) b , aفإذا وضعنا قيميت ىذين الثابتُت ُب (٘) كبصل على اؼبعادلتُت األوىل والرابعة الواردتُت ُب الفصل (ٔٔ) أي: t v / c2 x 1 v2 c2
x vt
t /
1 v2 c2
وىكذا حصلنا على ربويل لورنتز من اجل حادثُت على احملور للشرط ." x / 2 c2t / 2 x2 c2t 2 :
58
x/
X
وىو يستجيب
طريقة لورنتز في اشتقاقو لتحويلو: كاف ما عرضناه ىو اعبزء األىم من طريقة آينشتاين الشتقاؽ ىذا التحويل، واألقرب إىل الواقع أهنا نص كتايب ُب الدعاية واإلعالف؛ ليستنطق اؼبشاىد من خالؿ رموزه أ ْف ىذه نسبية آينشتاين اليت فوؽ كل تصور عقل طبيعي! فكيف بو وقد وصفها بالطريقة البسيطة؟! بينما ىي طريقة معقدة ،وغَت قابلة للفهم بطريقة بديهية أو غَت بديهية؛ الحتوائها على عدد ىائل من اؼبعادالت واؼبعامالت اليت بال داعي ،واػبالية من أي معٌت فيزيائي واضح ،تأكدوا من كل ذلك ُب عرضنا للطريقة اؼببسطة اغبقيقية اليت استنتج هبا لورنتز ربويلو. بدأت قصة اشتقاؽ ىذا التحويل دبشاىد جدية ،عندما حاوؿ فيتزجرالد تفسَت النتيجة السلبية لتجربة مايكلسوف وموريل ،ووصل ُب هناية ؿباولتو إىل أف األجساـ هبب أف تتقلص ُب اذباه حركتها باؼبعامل.)ٔ( 1 2 : ًٔ -ب اشتقاؽ ىذا اؼبعامل دبساعدة لورنتز ،وقد اشتقو بطريقة مباشرة وبسيطة من مسارات اإلشارات الضوئية ُب أذرع جهاز مايكلسوف ،والتقلص هبذا اؼبعامل سيالحظو فقط الراصد الساكن بالنسبة لألثَت ،وسيصفو بتعبَته الرياضي ، l l0 1 2 :حيث lقياسو للطوؿ اؼبتحرؾ، l0ىو الطوؿ اغبقيقي قبل أف يتقلص ،أما من وجهة نظر الراصد اؼبتحرؾ مع الطوؿ فلن يشعر هبذا التقلص ،والسبب أف وحدات الطوؿ نفسها عنده قد تقلصت؛ لذلك سيبقى قياسو للطوؿ على حالو وىو l0أو .. l /من وجهة النظر األثَتية فإف ىذه العالقة مطلقة ،أي أف قياسات األطواؿ تبقى على حاؽبا ال تتغَت بالنسبة للراصدين ،فالساكن ُب األثَت يرى األطواؿ اؼبتحركة أقصر، واؼبتحرؾ عرب األثَت يرى األطواؿ الساكنة بالنسبة لألثَت أطوؿ ،ىذا ما ىبرب بو اؼبنطق الفيزيائي، وأيضاً الرياضي اؼبتجسد ُب التحويل ..ىذا اؼبنطق ًب اقتالعو باقتالع األثَت ،وجيء دبنطق آخر ىو النسبية التبادلية حيث القياسات متغَتة وال متغَتة ُب نفس الوقت بالنسبة لكال الراصدين .
59
بعد ذلك ،قاـ لورنتز بقسمة الشق األيبن من ربويل جاليليو على اؼبعامل الذي افًتضو فيتزجرالد فأصبح لدينا التحويل اؼبكاين اؼبعدؿ: z/ z
y/ y ,
,
x vt 1 2
x/
وىكذا بافًتاض واحد فقط وعملية واحدة استنتج لورنتز ربويالتو اؼبكانية اعبديدة، ومن أجل استنتاج التحويل الزماين مل يفًتض لورنتز معامالً للتباطؤ ُب الزمن ويقحمو إقحاماً كما حصل مع الطوؿ ،بل ىو معامل انتزعو من سرعة اإلشارة وألصقو بزمنها لتصبح السرعة ثابتة والزمن متغَت ،وكاف ذلك على النحو التايل. إذا أطلق راصد متحرؾ بالنسبة لألثَت نبضة ضوئية من مصدر ضوئي حبوزتو، فستنتشر ىذه النبضة على شكل كرة منتفخة بسرعة الضوء ،وسيكوف مركزىا الدائم ىو ىذا اؼبصدر اؼبتحرؾ ،وهبب أف تنتشر كذلك على شكل كرة ضوئية منتفخة بسرعة الضوء بالنسبة لألثَت ،أي أف مركزىا ىي تلك النقطة الساكنة ُب األثَت اليت بدأت االنطالؽ منها ،فإذا عمل مساواة بُت معادليت االنتشار الكروي للضوء على غرار اؼبساواة بُت األطواؿ الالمتغَتة ربت ربويل جاليليو ،فعندىا سيتمكن من استنتاج ربويلو للزمن الذي سيحاف على سباثل االنتشار الكروي للضوء بسرعة ، cوكاف تعبَته الرياضي الذي جسد ذلك التصور على النحو:
61
x 2 y 2 z 2 c 2t 2 x / 2 y / 2 z / 2 c 2t / 2
حيث الشق األيبن ىو النبضة الضوئية من وجهة نظر الراصد اؼبتحرؾ ،والشق (ٔ)
األيسر ىو النبضة الضوئية من وجهة نظر الراصد الساكن بالنسبة لألثَت . بعد عملية اؼبساواة ،قاـ لورنتز بالتعويض عن االحداثيات اؼبكانية ذات الشرطة اليت ُب الطرؼ األيبن دبا يناسبها من التحويل اؼبكاين اعبديد ،ليصبح لدينا اؼبعادلة: 2
x vt 2 2 2 2 2 2 y / 2 z / 2 c 2t / x y z c t 1 2
ٔ -كاف االعتقاد ،وال يزاؿ سائداً ،أف اػبلط بُت الطبيعة اؼبوجية للضوء والطبيعة اعبسيمة لو قد بدأ مع ظهور الفوتوف ،واغبقيقة أنو بدأ من ىذه النقطة ،حُت وصف لورنتز ُب أواخر القرف التاسع عشر ُب اشتقاقو لتحويلو انتشاراً للنبضة الضوئية ،مرة معتمداً على حركة اؼبصدر ،ومرة غَت معتمد على حركة اؼبصدر ،فحُت افًتض أف النبضة اؼبنطلقة من اؼبصدر اؼبتحرؾ تنتشر انتشاراً كروياً بالنسبة لألثَت ،ويظل مركزىا ثابتاً بالنسبة لألثَت ،فهو ُب اغبقيقة قد وصف انتشاراً موجياً لنبضة ضوئية كروية ال خالؼ عليو ،ولكنو حُت افًتض أهنا ُب نفس الوقت تنتفب على شكل كرة بسرعة الضوء ،مركزىا الدائم ىو ىذا اؼبصدر اؼبتحرؾ ،فقد افًتض الطبيعة اعبسيمية للضوء .ففي الطبيعة اعبسيمية وبدث االنتشار هبذا الشكل ،وىو يشبو حركة رصاصات منطلقة ُب الفضاء ُب صبيع االذباىات من مصدرىا اؼبتحرؾ ،كعربة عسكرية ؽبا مدفع رشاش بعدد كبَت من الفوىات اؼبوجهة ُب صبيع االذباىات ،سينتشر الرصاص على شكل كرة يظل مركزىا الدائم ىو العربة اؼبتحركة ..كيف يبكن التوفيق بُت ىاتُت الكرتُت اؼبنتشرتُت عند لورنتز ،كرة جسيمية ،وأخرى موجية؟! كرة ظلت منتشرة بالنسبة ؼبركزىا اؼبثبت ُب حبر األثَت ،واألخرى متحركة مع مصدرىا اؼبنطلق؟ إما أف لدينا كرتُت ضوئيتُت ،وىذا خالؼ اؼبفًتض ،أو كرة دبركزين ،وىذا يتعارض مع مبادئ اؽبندسة.
61
استخلص لورنتز من ىذه اؼبعادلة بطرؽ جربية حبتة ومباشرة ،قيمة t /اليت ُب أقصػى الطػػرؼ األيبػػن مػػن اؼبعادلػػة ،وذلػػك بوضػػع ُ t / 2ب طػػرؼ ،وبػػاقي اؼبعادلػػة ُب طػػرؼٍ ،ب بفك األقواس وإجراء االختصارات ،وأخذ اعبذر الًتبيعػي ،ينشػأ لػدينا مػا يسػمى بتحويػل لورنتز للزمن والذي صيغتو:
t v / c2 x 1 2
t /
الح ُب ىذه الطريقة كيف أهنػا واضػحة ومباشػرة ،لػيس فيهػا إال افػًتاض واحػد ىػو اف ػًتاض تقلػػص الطػػوؿ ،ومعادلػػة واحػػدة ،ىػػي معادلػػة الك ػرتُت ،بعكػػس طريقػػة آينشػػتاين اػبيالية اؼبتخمة بالرموز واؼبعادالت اليت بال داعي ،والحػ ُب معادلػة الكػرتُت كيػف سبػت عملية اؼببادلػة بػُت خصػائص tو ، cفالشػرطة ىػي ُب األصػل خاصػة بػ ػ ػ ػ ، cولكػن ًب زحلقتها وإلصاقها بػ ػ ، tلتصبح tىي اؼبتغػَتة و cىػي اؼبقػدار الثابػت ُب اؼبعػادلتُت، تأكد من حصوؿ ىذه اؼببادلة ُب الفصل التايل :خطأ ربويل لورنتز والنسبية اػباصة.
62
الفصل الثاين خطأ تحويل لورنتز والنسبية الخاصة
63
مقدمة بٌت لورنتز ربويلو اػباص ،وكاف بناءً على كل اؼبستويات الرياضية والفيزيائية والفلكيػة
غ ػػَت واض ػػح وغ ػػَت مقن ػػع ،ومل يك ػػن ليكت ػػب ل ػػو النج ػػاح ل ػػوال تفسػ ػَتات آينش ػػتاين اؼبليئ ػػة بالفانتازيػػا (اػبيػػاؿ اعبػػامح) ،وكبػػن مل نكػػن لنعطيػػو أي أنبيػػة لػػوال أنػػو أصػػبح فيمػػا بعػػد األس ػػاس لتل ػػك الفانتازي ػػا ال ػػيت تقلب ػػت فيه ػػا اغبق ػػائق ،وتبادل ػػت فيه ػػا األدوار شخص ػػيات قصص اػبرافة وعامل اػبياؿ. ك ػػاف ربوي ػػل ل ػػورنتز غ ػػَت مقن ػػع وغ ػػَت واض ػػح الفتق ػػاره إىل اؼبنط ػػق الس ػػليم ،والتص ػػور العلمي اؼبربر الصحيح؛ فافًتاضػو للػتقلص ُب الطػوؿ ال دليػل عليػو ،وال يتوافػق مػع اؼبنطػق الفيزيػػائي الػػذي يطػػرح السػؤاؿ :مػػا الػػذي يػػؤدي بػػاألطواؿ ألف تػػتقلص بػػنفس ذلػػك القػػدر الذي هبعل اإلشػارتُت الضػوئيتُت ُب ذراعػي جهػاز التجربػة تتقػابالف معػاً ُب هنايػة مسػارنبا عنػػد جهػػاز القيػػاس؟! كمػػا أف فرضػػية تبػػاطؤ الػػزمن والػػيت سبػػت بعمليػػة مبادلػػة شػػكلية بػػُت خصػائص رمػػزي السػرعة والػػزمن غػَت مقنعػػة بػنفس القػػدر؛ لػذلك كػػاف مصػَت ربويػػل لػػورنتز أف يُتخم باألخطاء والتناقضات ،وقد تتبعنا لو ثالثة أخطاء أو تناقضات رئيسية ىي: (ٔ) وج ػ ػػود درج ػ ػػات ـبتلف ػ ػػة للتب ػ ػػاطؤ ُب ال ػ ػػزمن ُب أذرع جه ػ ػػاز ذبرب ػ ػػة مايكلس ػ ػػوف وموريل :اؼبتعامد واؼبوازي غبركة األرض. (ٕ) عدـ صػحة فرضػية االنتشػار الكػروي اؼبتماثػل للضػوء بسػرعة cبالنسػبة عبميػع أنظمة اإلحداثيات القصورية. (ٖ) وجود ربويالت أخرى غَت ربويل لورنتز ربقق ثبات سرعة الضوء ،والقدرة علػى االنتقاؿ من معادلة كرة ُب نظاـ إسناد إىل معادلة كرة ُب نظاـ إسناد آخر. 64
اػبطأ األوؿ وجود درجات مختلفة للتباطؤ في الزمن: يكشف ربويل لورنتز عن وجود ثالث درجات رئيسية للتباطؤ ُب الزمن :درجة تباطؤ ُب الذراع اؼبتعامد على حركة األرض ُب جهاز ذبربة مايكلسوف ،ودرجة تباطؤ ُب الذراع اؼبوازي غبركة األرض ُب اذباه حركة األرض ،وأخرى ُب نفس الذراع ُب االذباه اؼبعاكس غبركة األرض. تفصيل ذلك: رغم أف اؼبعامل الذي افًتضو فيتزجَتالد لتقلص الذراع اؼبوازي غبركة األرض قد فسر حصوؿ التزامن ُب اللقاء بُت اإلشارتُت اؼبتعامدة واؼبوازية غبركة األرض عند جهاز الكشف عن االنزياحات اؼبوجية ،إال أف سرعات اإلشارتُت بقيت فػي كػال الذراعُت ـبػتػلػفػة عػن سػرعػة الػضػوء ،فػهػي ُب الذراع اؼبوازي غبركة األرض ُب اذباه حركتها: v ) c(1 c
، v /و ُب عكس اذباه
v حركتها c(1 ) : c
، v /أما ُب الذراع اؼبتعامد
على حركة األرض ،فكانت سرعتها ىي نفسها ذىاباً وإياباً ،وىي وفقاً للتحليل اؽبندسي ؼبسارات اإلشارة الضوئية( v / c 1 2 :وفقاً غبسابات مايكلسوف). ومن أجل أف وباف على ثبات سرعة الضوء اليت أوحت هبا ظواىر ضوئية متعددة، افًتض لورنتز معامل تباطؤ للزمن ،ولكن ليتناسب فقط مع الذراع اؼبتعامد على حركة األرض ،لذلك استخدـ نفس اؼبعامل اؼبضروب ُب سرعة الضوء ُب الذراع اؼبتعامد على حركة األرض ، 1 2 :وُب حقيقة األمر إمبا أجرى مبادلة بُت خصائص الرمزين،
65
فأخذ معامل السرعة اؼبضروب ُب cوألصقو بالزمن tليصبح الزمن متغَتاً والسرعة ثابتة. وىكذا وبدالً من معادلة السرعة لإلشارة اليت كانت على النحو: l t
c 1 2
. v/
حيث : lطوؿ الذراع اؼبتعامد. : tالزمن الالزـ لإلشارة لكي تعرب الذراع. أصبحت على النحو:
2
ومن ىذا التعبَت أصبحت:
t / t 1 2
l t 1
c
هبذا التغيَت الشكلي ُب الرموز ،وفّق لورنتز بُت نظرية األثَت وثبات سرعة الضوء، ولكن فقط ُب الذراع اؼبتعامد على حركة األرض ،أما الذراع اؼبوازي غبركة األرض ،فًتكو على حالو معترباً أف التباطؤ ُب الزمن الذي افًتضو ُب الذراع اؼبتعامد سيعم اعبميع، وفلسفتو ُب ىذا التعميم :أف الراصد اؼبتحرؾ مع جهاز التجربة لن يالح أي تقلص ُب الذراع اؼبوازي غبركة األرض ،والسبب أف وحدات الطوؿ نفسها قد تقلصت ،وبالتايل فحكم ىذا الذراع ىو نفس حكم الذراع اؼبتعامد ،فلهما نفس الطوؿ ،ونفس التباطؤ ُب الزمن. ىذا التصور هبذه الكيفية ىبالف حقيقة ما تشي بو رموز التحويل ،إذ أف التحويل هبذه الطريقة اؼبصمم هبا يؤدي إىل وجود ثالث درجات رئيسية للتباطؤ ُب الزمن، تتناسب كل درجة مع سرعة اإلشارة واذباىها ،فهناؾ درجة زبص الذراع اؼبتعامد على 66
حركة األرض ،وفيها سيكوف الزمن متباطئاً باؼبعامل ، 1 :ودرجة تباطؤ للزمن زبص الذراع اؼبوازي غبركة األرض ،وفيها سيكوف الزمن متباطئاً دبعامل آخر ىو: 2
) (1
1 2
ُب حالة كانت اإلشارة ُب اذباه حركة الذراع ،و
) (1
2
1
ُب حالة
كانت اإلشارة ُب االذباه اؼبعاكس غبركة الذراع . واؼبسؤوؿ عن ىذا االختالؼ ُب درجػات تبػاطؤ الػزمن ىػو اؼبتغػَت xاؼبوجػود ضػمن رمػػوز التحويػػل:
t v / c2 x 1 2
t /
،وقبػػل أف قبلػػي حقيقػػة كػػل ذلػػك ،ىػػذا أوالً سبهيػػد
نبُت فيو حقيقة اؼبتغَت . x حقيقة المتغير xفي تحويل لورنتز: ص ػمم ربويػػل لػػورنتز ُب أساسػػو مػػن حركػػة إشػػارات ضػػوئية ،لػػذلك مػػن اؼبفػػًتض أنػػو ُ يصف فقط حركػة أمػواج أو إشػارات ضػوئية ،مل يصػمم ىػذا التحويػل مػن أجػل أي حركػة أخرى ،أو أي شيء آخر كساعة أو رصاصة أو أي جسيم إال إذا كاف ذلك اعبسػيم ىػو اؼبصدر لتلك اإلشارات الضوئية ،عندىا ستكوف vاؼبوجودة ضمن رمػوز التحػويلُت ىػي سرعة ذلك اعبسػيم ،أمػا cاؼبوجػودة أيضػاً ضػمن رمػوز التحػويلُت فسػتكوف سػرعة ذلػك الفوتوف ،وعليو فلم يتبقػى لإلحػداثي xاؼبوجػود ضػمن رمػوز التحػويلُت الزمػاين واؼبكػاين إال أف يصف معادلة حركة ذلك الفوتوف ُب االذباه السيٍت. فما ىي معادلة حركة ذلك الفوتوف؟ ىبربنػػا ربويػػل لػػورنتز أف معادلػػة حركػػة الفوتػػوف سػػتكوف إمػػا x vtأو x ct
حبسب اذباه حركة الفوتوف ،فإذا كنا نتعامل مع فوتوف يتحرؾ ُب اذباه متعامد علػى حركػة اؼبصدر فإف قيمتها ستكوف ، vtوىي تعػٍت مركبػة اؼبسػافة الػيت يقطعهػا الفوتػوف ُب االذبػاه 67
السيٍت بالنسبة للراصد الساكن ،وُب نفس الوقػت ىػي اؼبسػافة الػيت يقطعهػا نظػاـ اإلسػناد اؼبتحػػرؾ ،أو اؼبصػػدر اؼبتحػػرؾ الكػػامن ُب مركػػز إحػػداثيات ذلػػك النظػػاـ ،وإذا كنػػا نتعامػػل
مع فوتوف يتحرؾ ُب االذباه اؼبػوازي حملػور اغبركػة ،فػإف )ٔ( xستسػاوي حتمػاً ُ ctب كػال التحويلُت الزماين واؼبكاين ،واألدلة على ذلك ىػي مػن ربويػل لػورنتز ،ولكػن وقبػل عرضػها وؼبزيد من التوضيح ،تأمل ذلك ُب الصور التالية:
ُٔ -ب الواقع ىناؾ نطاؽ من القيم لإلحداثي xيًتاوح بُت ctو ُ ctب النقاط اليت على سطح النبضة الضوئية الكروية اليت ًب تصمم التحويل من معادالهتا ،ولكن أىم ىذه القيم اليت يتم التعامل معها بشكل مقصود أو غَت مقصود ،نبا القيمتاف الرئيسيتاف x ctو x vt واألوىل عندما تكوف اإلشارة الضوئية موازية حملور السينات أو ؿبور اغبركة ،والثانية عندما تكوف متعامدة عليو ،وىذا من غَت اؼبعلوـ لكل اؼبشتغلُت ُب حقل النسبية ،إذ ينظر إىل xعلى أنو ؾبرد متغَت مكاين ،ويتم التعامل معو بطريقة ال تناسب منطق التحويل.
68
مسار اإلشارة الضوئية بالنسبة للراصد الساكن
الح ف ف ي الش كل أع اله كي ف أن x vtوى ي معادل ة حرك ة الم ُرّكبة الس ينية للفوت ون ،وف ي نف س الوقت ىي معادلة حركة نظام اإلحداثيات ،أو المص در المثب ت ف ي مرك ز النظ ام المتح رك .والح ف بس بب
تعام د مس ار اإلش ارة أن ، x / 0الح ف أن مس ارات اإلش ارة ف ي ى ذا الص اروخ أو قط ار آينش تاين الس ريع ،ى ي نفس ها ف ي ال ذرام المتعام د عل ى حرك ة األرض ف ي جه از تجرب ة مايكلس ون ،وى ي نفس ها ف ي حرك ة اإلش ارة الض وئية المتعام دة عل ى حرك ة المص در ف ي النبض ة الض وئية الكروي ة الخاص ة بالراص د
المتحرك ،وجميع ىذه المسارات ال تصح من الوجهة الموجية إذ ى ي مس ارات تنش أ ع ن س لوك جس يمي،
سيتم بيان ذلك بتفاصيلو في الجزء األخير من ىذا الفصل (خطأ تجربة مايكلسون ومورلي).
69
شعاع ضوئي
الحف في حالة االشارة الموازي ة للمح ور الس يني كي ف أن ، x ctوإذا افترض نا وج ود نقطت ين x 2 ، x1تحدان طرف ي المس طرة ف ان األول ى س تكون ، vtوالثاني ة ، ctوالح ف أن tواح دة ف ي
كال التعبي رين ،اس تنتج بع د ذل ك كي ف س يكون التعام ل الص حيح معهم ا ،إذ أن الش ائع ف ي الكتاب ات العلمية عند قياس طول مسطرة في نظام إحداثيات متحرك كتابة التعبير الرياضي: x1 vt1 1 v2 c2
x2 vt2 2
c
2
1 v
، x 2/ x1/ ثم يتم افتراض المساواة بين t1
t2 ،
،وىذا من عدم الدقة ،فطبيعة التحويل نفسو متزامن وال يحتاج إلى مثل ىذا اإلجراء ،فيجب ترك
vt
كما ىي بدون ترقيم( ،وىذا بخالف التحويل الزمني إذ يجب الترقيم في tو t /
لوصفهما لحظتين مختلفتين) ،ولكن عوض في التحويل بالقيم التي أشرنا إليها، x1 vt : x2 ctليصبح لدينا:
vt vt 1 v2 c2
ct vt
2
c
2
71
1 v
x2/ x1/
أوالً :معادلة xفي حالة اإلشارة المتعامدة على حركة المصدر: ُب ح ػػاؿ كان ػػت االش ػػارة الض ػػوئية متعام ػػدة عل ػػى حرك ػػة اؼبص ػػدر ف ػػإف اإلح ػػداثي x / ال ػػذي يص ػػف حرك ػػة الفوت ػػوف عل ػػى احمل ػػور X /سيس ػػاوي الص ػػفر ،وعلي ػػو ف ػػإف معادل ػػة x
ستنشأ عند التعويض ب ػ ػ ُ x / 0ب ربويل لورنتز اؼبكاين . x vt
إذاً :
x vt
1 2
0
ثانياً :معادلة xفي حالة اإلشارة الموازية لحركة المصدر:
للحصػػوؿ علػػى معادلػػة ُ xب حالػػة االشػػارة اؼبوازيػػة غبركػػة اؼبصػػدر ،عػػوض عػػن y /
بصفر ُب معادلة االنتشار الكروي ذات الشرطة مع افًتاض . z / 0 2
إذاً :
t v / c2 x 00 c 2 2 1 v / c 2
t v / c2 x 2 2 1 v /c
v )x) ( x vt c2
v ct vt x x c
2
x vt 2 2 1 v / c
x vt 2 2 1 v / c
c (t
71
C
x vt v t 2 x c
c
v c t x x vt c
ومنو :
x ct
v v ) c t (1 ) x (1 c c
ويبك ػػن اغبص ػػوؿ عليه ػػا بوض ػػع ُ y z 0ب معادل ػػة الك ػػرة الض ػػوئية غ ػػَت ذات الشرطة لينشأ لدينا: x 2 0 0 c 2t 2
ومنو x ct : وىكذا ال يبكن لػ ػ xأف تأخذ قيماً اعتباطيػة ،فهػي إمػا ُ x vtب حػاؿ كانػت اإلشػ ػػارة متعامػ ػػدة علػ ػػى حركػ ػػة اؼبصػ ػػدر ،أو ُ x ctب حػ ػػاؿ كانػ ػػت اإلشػ ػػارة الضػ ػػوئية اؼبوصػػوفة موازيػػة غبركػػة اؼبصػػدر ،وسػػنالح أف منطػػق التحويػػل واؼبنطػػق الرياضػػي بشػػكل عاـ ال يسمح باؼبساواة بُت x1و . x 2
بعد ىذا التمهيد غبقيقة اؼبتغَت xنعود إىل درجات تغَت الزمن:
72
أوالً :التباطؤ في الزمن في الذرام المتعامد على اتجاه الحركة ،أو بشكل ع ام:
التباطؤ في زمن إشارة متعامدة على اتجاه حركة مصدرىا:
وىذا التباطؤ سػيكوف وفقػاً للمعامػل ، 1 2وفيػو فػإف العالقػة بػُت زمػن السػاكن واؼبتح ػػرؾ س ػػتكوف عل ػػى النح ػػو ، t / t 1 2 :أي أف زم ػػن الس ػػاكن أط ػػوؿ م ػػن زمػػن اؼبتحػػرؾ ،وسنشػػتق ىػػذه العالقػػة بعػػدة طػػرؽ ،وكلهػػا وفق ػاً ؼبنطػػق ربويػػل لػػورنتز ،وتػػتم
عػػن طريػػق التعػػويض عػػن قيمػػة xس ػواء ُب التحويػػل الزمػػاين أو اؼبكػػاين بػ ػ ػ ( vtوذكرنػػا: وفقاً ؼبنطق ربويل لورنتز ،لوجػود اشػتقاؽ معكػوس ؽبػذه العالقػة يتعػارض مػع ىػذا اؼبنطػق، ي ػ ػ ػ ػػؤدي ب ػ ػ ػ ػػزمن اؼبتح ػ ػ ػ ػػرؾ ليك ػ ػ ػ ػػوف ى ػ ػ ػ ػػو األط ػ ػ ػ ػػوؿ ،ولتك ػ ػ ػ ػػوف العالق ػ ػ ػ ػػة عل ػ ػ ػ ػػى النح ػ ػ ػ ػػو: t / 1 2
، tوىذه العالقة اؼبعكوسة سنتعرض ؽبا ُب حينها).
الطريق ة األول ى :وىػػي الطريقػػة االعتياديػػة ،و فيهػػا يػػتم اشػػتقاؽ ىػػذه العالقػػة ىندسػػياً وذل ػػك للربىن ػػة عل ػػى تب ػػاطؤ ال ػػزمن -م ػػن مس ػػارات إش ػػارة ض ػػوئية ُب قط ػػار آينش ػػتاينالسريع (اؼبوضح أعاله) وذلك على النحو التايل: 73
افػػًتض كمػػا ىػػو ُب الشػػكل التوضػػيحي إشػػارة ضػػوئية انطلقػػت بشػػكل متعامػػد علػػى حركػػة قطػػار آينشػػتاين ،وعنػػد اللحظػػة الزمنيػػة t /تكػػوف اإلشػػارة قػػد قطعػػت اؼبسػػافة l /
(وىػػي اؼبسػػافة مػػن أرضػػية القطػػار إىل سػػقفو) بسػػرعة الضػػوء ، cوعليػػو فػػإف زمػػن اإلشػػارة اػباصة بالراصد اؼبتحرؾ مع القطار ىي: l/ t c /
)ٔ(............................
بالنسػػبة للراص ػػد الس ػػاكن ،فػػإف زم ػػن اإلش ػػارة tس ػػيكوف عبػػارة ع ػػن اؼبس ػػافة Sال ػػيت قطعتهػػا االشػػارة مػػن النقطػػة الػػيت بػػدأت منهػػا اغبركػػة ُب أسػػفل القطػػار إىل أف وصػػلت إىل سقف القطار مقسومة على سرعة الضوء. إذاً:
s c
)ٕ(.............................. t
من الشكل التوضيحي فإف مسار اإلشارة sعبارة عن:
s v 2t 2 l / 2 عوض هبذه القيمة ل ػ ُ sب العالقة (ٕ) ينشأ لدينا: v 2t 2 l / 2 c
بًتبيع الطرفُت ينشأ لدينا:
v 2t 2 l / 2 c2
74
)ٖ(..................... t t2
v 2t 2 t / 2 c 2 t c2
عوض عن قيمة l /من اؼبعادلة (ٔ) ينشأ لدينا:
2
بًتتيب اغبدود ،وأخذ العامل اؼبشًتؾ ،ينشأ لدينا: v 2t 2 / 2 v2 2 t t ( 1 ) t/2 2 2 c c
t2
t / t 1 2
بأخذ اعبذر الًتبيعي ينشأ لدينا:
الطريق ة الثاني ة :اشػػتقاؽ ىػػذه الدرجػة مػػن التبػػاطؤ ُب الػػزمن مػن ربويػػل لػػورنتز الػػزمٍت مباشرة بعد التعويض عن قيمة xبػ ػ . vt إذاً :
)t v / c 2 (vt 1 v2 c2
) t (1 v 2 / c 2 1 v2 c2 t / t 1 2
t /
t
75
/
t v / c2 x
1 v2 c2
t v 2 / c 2t
2
1 v c 2
t 1 v2 c2 1 v2 c2 2
1 v c 2
t /
t /
t /
الطريق ة الثالث ة :يبكػػن اغبصػػوؿ عليهػػا عػػن طريػػق معادلػػة االنتشػػار الكػػروي للضػػوء ذات الشرطة ،وذلك حبساب مقػدار y /عنػد ٍ x / 0ب بقسػمتو علػى سػرعة الضػوء، مع افًتاض . z / 0 وعبعل x / 0هبب على ُ xب كال التحويلُت أف تساوي . vt 2
إذاً:
2
vt vt t v / c 2 vt /2 2 y 0 c 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c
2
2
ct 1 v 2 / c 2 0 /2 y 0 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c
/ ymax ct 1 v2 / c2
ومنػػو:
/ بقسمة y m axعلى سرعة الضوء ينتجt y/ t 1 v 2 / c 2 :
الطريقة الرابعة :وىي عن طريق ابتكار ربويل آخر غَت ربويل لورنتز لذراع غَت متقلص (حيث أف الذراع اؼبتعامد غَت متقلص) ،وىذا التحويل ُب صيغتو الزمانية ىو: 1
v2 2 xv 2 / t t 1 2 2 c c t
عوض بنفس شروط ربويل لورنتز عند . x vt 76
1
1
v 2 2v 2 2 إذاًt / t 1 2 2 : c c
t y/ t 1 v 2 / c 2
ومنو:
v 2 2(vt)v 2 t / t 1 2 2 ct c 1 2
v t y/ t 1 2 c 2
الطريق ة الخامس ة :عػػن طريػػق طػػرح اإلحػػداثيات الزمنيػػة t1/ ، t 2/مػػن بعضػػهما
البعض ،والتعويض الصحيح وفق منطق التحويل عن قيمة ُ xب كػال كسػري التحويػل، وقلنا( :التعويض الصػحيح) لوجػود طريقػة يػتم فيهػا اشػتقاؽ عالقػة معكوسػة تنػاقض ىػذه العالقػ ػػة اؼبعروفػ ػػة ،والسػ ػػبب ىػ ػػو اف ػ ػًتاض اؼبسػ ػػاواة بػ ػػُت x1و x 2عنػ ػػد طػ ػػرح الفًتتػ ػػُت ال ػزمنيتُت ،وىػػذه اؼبسػػاواة ال ذبػػوز ،والسػػبب وجػػود اؼبتغػػَت tضػػمن معادلػػة ، xوالػػذي البػ ػػد أف يتغػ ػػَت (أي ) tويأخػ ػػذ نفػ ػػس تػ ػػرقيم الرمػ ػػز الظػ ػػاىر اؼبماثػ ػػل لػ ػػو ُب أوؿ صػ ػػيغة التحويل .فالتعويض الصحيح إذاً سيكوف على النحو التايل: t / t 2/ t1/
t1 v / c 2 x
إذاً
t2 v / c 2 x
1 v2 c2
t /
1 v2 c2
عوض بػ ػ x vtمع ترقيم tبنفس ترقيم tاؼبنفردة ُب أوؿ الكسر. إذاً :
) t1 v / c 2 (vt1 2
1 v c 2
77
) t 2 v / c 2 (vt2 2
1 v c 2
t /
) t1 v 2 / c 2 (t1
) t1 (1 v 2 / c 2
1 v2 c2
1 v2 c2
t y/ t 1 v 2 / c 2
) t2 v 2 / c 2 (t2 1 v2 c2 ) t 2 (1 v 2 / c 2
1 v2 c2 ) t (1 v 2 / c 2 1 v2 c2
t /
t /
t /
وىكذا أوجدنا طبسػة طػرؽ ـبتلفػة السػتنباط تبػاطؤ الػزمن ُب حالػة اإلشػارة اؼبتعامػدة علػػى حركػػة اؼبصػػدر ،وكلهػػا وفػػق منطػػق التحويػػل ،بينمػػا مل تفلػػح النسػػبية بسػػبب التعامػػل الذي ال يتفق مع منطق التحويل إال ُب استنباط طريقتُت كل منهما تناقض األخرى.
78
ثاني اً :التب اطؤ ف ي ال زمن ف ي ال ذرام الم وازي التج اه الحرك ة ،أو بش كل ع ام:
التباطؤ في زمن إشارة موازية التجاه حركة مصدرىا:
سنالح وجوداً فعلياً ؽبػذه الدرجػة مػن التبػاطؤ ُب الػزمن ،والػذي ىبربنػا هبػذا الوجػود ىػو ربويػػل لػورنتز نفسػػو ،ولكػن عنػػد التعػويض الصػػحيح عػن قيمػػة xوالػيت سػػبق وأشػرنا إليهػػا ُب حالػػة حركػػة اإلشػػارة اؼبوازيػػة غبركػػة اؼبصػػدر وىػػي . x ctوبػػدورىا فػػإف الشػػتقاؽ ىذه الدرجة من التباطؤ ُب الزمن طبسة طرؽ: الطريقة األولى :من خالؿ مسارات إشارة ضوئية.
اف ػػًتض إش ػػارة ض ػػوئية كم ػػا ى ػػو ُب الش ػػكل التوض ػػيحي ،انطلق ػػت عن ػػد اللحظ ػػة: t t / 0م ػ ػػن مص ػ ػػدرىا اؼبثب ػ ػػت عن ػ ػػد النقط ػ ػػةُ x x / 0 :ب أوؿ قط ػ ػػار آينش ػ ػػتاين الس ػريع ،وعن ػػد اللحظ ػػة الزمني ػػة t /تك ػػوف اإلش ػػارة الض ػػوئية ق ػػد قطع ػػت ط ػػوؿ بسرعة الضوء ، cوعليو فإف: 79
القط ػػار l /
l/ )ٔ( ............................ t c /
بالنسػػبة للراصػػد السػػاكن ، oفػػإف زمػػن اإلشػػارة tسػػيكوف عبػػارة اؼبسػػافة xالػػيت قطعتها االشارة من النقطة اليت بػدأت منهػا اغبركػة عنػد x x / 0إىل أف انتهػت عنػد مقدمة القطار السريع مقسومة على سرعة الضوء. )ٕ(............................. t x
إذاً:
c
من الشكل التوضػيحي فػإف مسػار اإلشػارة xعبػارة عػن اؼبسػافة الػيت قطعهػا القطػار السريع vtمضافاً إليها طوؿ القطار. إذاً :
x vt l
عوض هبذه القيمة ل ػ ُ xب العالقة (ٕ) ينشأ لدينا: )ٖ(......................... t vt l c
ودبػػا أف طػػوؿ القطػػار السػريع مػػتقلص مػػن وجهػػة نظػػر الراصػػد السػػاكن وفقػاً لتحويػػل لورنتز فإف: l l/ 1 2 عوض عن قيمة ُ lب اؼبعادلة (ٖ) ينشأ لدينا: vt l / 1 2 t c
81
عوض عن قيمة l /من اؼبعادلة (ٔ) ينشأ لدينا: v t (1 ) t / 1 2 c
ومنو:
vt / t 1 2 c
t 1 2
1
t
t x/
الطريقة الثانية :بالتعويض اؼبباشر ُب التحويل الزماين عن قيمة xب ػ ػ . ct إذاً: ومنو:
v ct 2 / c tx 1 v2 / c2 t
t 1 v / c 1 v2 / c2
t x/
الطريقة الثالثة :من ربويل لورنتز اؼبكاين وذلك على النحو:
لدينا معادلة حركة الفوتوف اؼبوازي حملور اغبركة ، x / ct /
وعليو فإف:
X/
بالنسبة للراصد اؼبتحرؾ:
x/ t c /
عوض عن قيمة x /من التحويل اؼبكاين ينشأ لدينا: x vt c 1 2
81
t/
عوض عن xبػ ػ ctينشأ لدينا: t 1 v / c 1 2
t x/
ct vt 2
c 1
t/
الطريق ة الرابع ة :ع ػ ػػن طري ػ ػػق معادل ػ ػػة االنتش ػ ػػار الك ػ ػػروي للض ػ ػػوء بالنس ػ ػػبة لنظ ػ ػػاـ االحداثيات اؼبتحرؾ: نسػػعى أوالً للحصػػوؿ علػػى أكػػرب قيمػػة ل ػ ػ ، x /وذلػػك جبعػػل ، y / 0وذلػػك ال يػ ػ ػػتم إال بػ ػ ػػالتعويض عػ ػ ػػن قيمػ ػ ػػة xبػ ػ ػ ػ ُ ctب معادلػ ػ ػػة الكػ ػ ػػرة الضػ ػ ػػوئية ذات الشػ ػ ػػرطة: 2
x / y / z / c 2t /بعد إدراج ربويل لورنتز ُب طرفيها: 2
2
2
2
2
2 ct vt /2 /2 2 t v / c (ct ) y z c إذاً : 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c 2
ومنػو:
ct 1 v / c ct 1 v / c 2 2 y/ z/ 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c 2
ودبا أف اؼبقادير اليت بُت األقواس متساوية ،فهػذا يعػٍت أف z / y / 0وأف اإلشػارة الضوئية موازية للمحور السيٍت ،وأف:
xm/ ax ct 1 v / c 1 v2 / c2
بقسمة x m/ axعلى سرعة الضوء ينشأ لدينا: / xmax t 1 v / c t/ c 1 v2 / c2
82
الطريقة الخامسة :عن طريػق طػرح اإلحػداثيات الزمنيػة t1/ ، t 2/مػن بعضػهما
البعض ،والتعويض عن قيمة ُ xب كال كسري التحويل ب ػ . ct إذاً :
t1 v / c 2 x1
t 2 v / c 2 x2
1 v2 c2
1 v2 c2
t /
وألف حركة اإلشارة موازية للمحور السيٍت عوض بػ ػ . x ct إذاً :
) t1 v / c 2 (ct1
) t1 v / c(t1
)t1 (1 v / c
2
1 v c 2
1 v2 c2
1 v2 c2
ومنو :
) t 2 v / c 2 (ct 2 2
1 v c
) t 2 v / c(t 2 1 v2 c2 )t 2 (1 v / c 1 v2 c2
)t (1 v / c 2
1 v c 2
83
2
t /
t /
t / t /
وكإثبػػات علػػى صػػحة ىػػذه الدرجػػة مػػن تبػػاطؤ ال ػػزمن (مػػن منطػػق التحويػػل) س ػػنقوـ بقسمة اؼبسػافة علػى الػزمن ُب اإلطػار اؼبتحػرؾ ،وفقػاً لتحويػل لػورنتز ،لنجػدىا ىػي نفسػها
سرعة الضوء اؼبقاسة ُب نظاـ اإلحداثيات الساكن. لدينا ربويل لورنتز الزماين واؼبكاين: x vt 1 2
،
x/
t v / c2 x 1 v2 c2
t /
عوض عن قيمة ُ xب كال التحويلُت ب ػ ػ ctوالسػبب كمػا سػبق وأسػلفنا أف حركػة اإلشارة الضوئية موازية للمحور السيٍت ٍ ،ب قم بقسمة اؼبسافة على الزمن : إذاً : ومنو :
) t v / c 2 (ct 1 v2 c2
c
)t (1 v c 2
1
/ /
(ct ) vt
x/ t/
)ct (1 v c
x/ t/
1 2
2
1
إذاً لدينا أكثر من درجة تباطؤ ُب الزمن بالنسبة للراصد اؼبتحرؾ عرب األثػَت ،تبػاطؤ ُب الػػذراع اؼبتعامػػد علػػى حركػػة األرض ودرجتػػُت مػػن التبػػاطؤ ُب الػػذراع اؼبػوازي غبركػػة األرض، دبعػػٌت آخػػر؛ ىنػػاؾ عػػدـ تػزامن بػػُت زاويػػيت نظػػر واحػػدة ُب نظػػاـ إسػػناد واحػػد ،ولػػيس عػػدـ تزامن بُت وجهيت نظر ـبتلفتُت ُب نظامي إسناد. واآلف يأٌب السؤاؿ اؼبهم :ما الذي أدى إىل وجود ىذه الزوايا الثالث اؼبختلفػة للنظػر، وىل ىي فقط ثالث زوايا نظر؟
84
خلل في زمن النسبية كشػػف التحليػػل الرياضػػي باسػػتخداـ التحويػػل ومعػػادالت االنتشػػار الكػػروي لنبضػػة ضػػوئية أف اللحظػػة الزمنيػػة tيقابلهػػا عػػدد غػػَت ؿبػػدود مػػن اللحظػػات الزمنيػػة ، t /ولػػيس غبظتُت أو ثالث .تأمل ذلك ُب التحليل اؽبندسي التايل: لدينا اؼبعادالت الرئيسية الثالث ُب برىاف ثبات سرعة الضوء وىي: اؼبعادلة األوىل:
2
2
اؼبعادلة الثانية:
2
2
2
x / y / z / c 2t / 2
2 y 2 z 2 c2 t v / c x 1 2
x vt 1 2
اؼبعادلة الثالثةx 2 y 2 z 2 c 2t 2 :
اؼبعادلة األوىل ،أو اؼبعادلة ذات الشرطة :ىػي معادلػة كػرة ضػوئية ُب نظػاـ إحػداثيات متحػػرؾ ،مػػن اؼبفػػًتض أف ربقػػق اإلحػػداثيات الػػيت علػػى سػػطحها معادلػػة ىػػذه الكػػرة عنػػد اللحظة . t / اؼبعادل ػػة الثاني ػػة :ولنس ػػمها اؼبعادل ػػة اؼبش ػػًتؾ ،إىل اآلف ى ػػي نف ػػس اؼبعادل ػػة األوىل م ػػع فارؽ وجود التفاصيل فيها. اؼبعادل ػػة الثالث ػػة ،أو غ ػػَت ذات الش ػػرطة :وى ػػي معادل ػػة ك ػػرة ض ػػوئية ُب نظ ػػاـ اإلس ػػناد الساكن ،وُب نفػس الوقػت ىػي صػورة عػن اؼبعادلػة اؼبشػًتؾ ،ومػن اؼبفػًتض أف ربقػق صبيػع النقاط اليت على سطحها معادلة ىذه الكرة عند اللحظة . t
85
خػ ػػذ ثالثػ ػػة أمثلػ ػػة لػ ػػثالث نقػ ػػاط علػ ػػى جبهػ ػػة النبض ػ ػػة الكرويػ ػػة الػ ػػيت مركزى ػ ػػا نظ ػ ػػاـ الساكن S
اإلحداثيات الثانية ،وراقب النتائج.
عند اللحظة ٍ ، tب عوض عن قيم ىذه اإلحػداثيات ُب اؼبعادلػة
والنقاط الثالث ىي: . x3 , y3 , z3 , t1 ، x2 , y2 , z2 , t1 ، x1, y1, z1, t1 تأملهػػا ُب الشػػكل التوضػػيحي التايل:
الحف ثبات قيمة tبالنسبة لجميع اإلحداثيات على سطح الدائرة
أو الكرة الضوئية ،والحف عدم وجود ىذا الثبات لنفس النبضة من وجهة نظر نظام اإلحداثيات المتحرك ذي الشرطة.
86
عوض هبذه النقاط ُب اؼبعادلة اؼبشًتؾ عند t t1والح النتائج: عند النقطة األوىل x1, y1, z1, t1 ستكوف اؼبعادلة اؼبشًتؾ على النحو: 2
2
2 x1 vt1 2 2 2 t1 v / c x1 y z c 1 1 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c
بفك األقواس وخلط وترتيب اغبدود تنشأ لدينا اؼبعادلة: x12 y12 z12 c 2 t12
وعند النقطة الثانية x2 , y2 , z2 , t1 فإف اؼبعادلة اؼبشًتؾ تكوف على النحو: 2
2
2 x 2 vt1 2 2 2 t1 v / c x 2 y z c 2 2 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c
ومنو: x22 y 22 z 22 c 2t12
وعند النقطة الثالثة x3 , y3 , z3 , t1 فإف اؼبعادلة اؼبشًتؾ تكوف: 2
2
2 x3 vt1 2 2 2 t1 v / c x3 y3 z 3 c 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c
ومنو: x32 y32 z 32 c 2 t12
87
الح جبالء من خالؿ ىذه التطبيقات للنقاط الثالث كيف أف للمقدار: 2
t v / c2 x c 1 2 2
قيم ـبتلفة ،تتغَت بتغَت اإلحداثي xاؼبوجود ضمن رموزه ،وكاف من اؼبفًتض أف لو قيمة ثابتو كونو مربع نصف القطر . ct / والح ػ أيض ػاً كيػػف أنػػو ُب الوقػػت الػػذي كانػػت ل ػ tقيمػػة واحػػدة بالنسػػبة للنقػػاط الػػثالث ،كانػػت لػ ػ t /اؼبتمثلػػة ُب اؼبقػػدار
t v / c2 x 1 2
قػػيم متعػػددة بتعػػدد قػػيم ، x
وىذا يتناَب مع مػا جػاءت بػو النسػبية ،فمػن اؼبفػًتض أف اللحظػة tيقابلهػا اللحظػة ، t / تبُت لنا من خػالؿ التحليػل السػابق أف اللحظػة الزمنيّػة tقابلهػا ولكن الذي حدث كما ّ عدد غَت ؿبدود من اللحظات الزمنية . t / وى ػػذا س ػػيعٍت أف الفوتون ػػات الض ػػوئية ال ػػيت م ػػن اؼبف ػػًتض أهن ػػا تنطل ػػق بش ػػكل متػ ػزامن لتشكل كرة منتفخػة بسػرعة الضػوء بالنسػبة للراصػد اؼبتحػرؾ بالنسػبة لألثػَت ليسػت كػذلك ..تأمل إثبات ذلك ُب اػبطأ الثاين من أخطاء ربويل لورنتز:
88
اػبطأ الثاين خطأ فرضية تماثل االنتشار الكروي للضوء ظاىريػاً ،يبػػدو أال إشػػكاؿ مػػن الناحيػػة الرياضػػية ُب الربىػػاف الػػذي أوردنػػاه ُب الفصػػل األوؿ ،والػػذي يؤيػػد تصػػور آينشػػتاين لثبػػات سػػرعة الضػػوء .فاؼبعادلػػة األوىل معادلػػة كػػرة، واؼبعادلػػة النهائيػػة الػػيت وصػػلنا إليهػػا بعػػد التعػػويض بالتحويػػل ىػػي أيضػاً معادلػػة كػػرة .ولكػػن
يظهػر اإلشػػكاؿ مػػن الناحيػػة الفيزيائيػػة ،إذ كيػف يبكػػن لراصػػدين ُب نظػػامي إسػػناد أف يريػػا نفسػيهما ُب مركػز نفػس النبضػػة الضػوئية رغػم وجػود سػػرعة نسػبية بينهمػا؟! فخلػو اؼبعادلػػة األوىل ذات الش ػػرطة م ػػن اؼبع ػػامالت اؼبربوط ػػة باإلح ػػداثيات ال ػػثالث ،يع ػػٍت أنن ػػا أم ػػاـ ك ػػرة مركزىػػا نقطػػة األصػػل ُب نظػػاـ اإلسػػناد اؼبتحػػرؾ ، S /وكػػذلك اؼبعادلػػة النهائيػػة ،غػػَت ذات الشػػرطة ،ىػػي معادلػػة انتشػػار نبضػػة ضػػوئية كرويػػة مركزىػػا نقطػػة األصػػل ُب نظػػاـ اإلسػػناد السػػاكن ، Sوذلػػك أيضػاً لعػػدـ وجػػود معػػامالت جربيػػة مربوطػػة باإلحػػداثيات الػػثالث ُب اؼبعادلة ،إذاً كبن أماـ نبضة ضػوئية كرويػة ؽبػا مركػز ُب كػال النظػامُت اؼبتباعػدين ،وىػذا مػن اؼبسػػتحيل الػػذي ال يبكػػن أف هبيػػزه أي تصػػور عقلػػي أو علمػػي صػػحيح ،فكيػػف أجػػازت الرموز (الرياضيات النسبوية) ذلك اؼبستحيل؟!
اإلجابػة :ال يبكػن أف قبػد تعارضػاً بػُت رياضػيات صػحيحة وفيزيػاء صػحيحة ،والػذي حصػػل ىنػػا ،أف الرياضػػيات قػػدمت تربيػراً لوقػػائع فيزيائيػػة غػػَت صػػحيحة ،وعليػػو فالبػػد مػػن إعادة النظر ُب تلك الرياضيات اليت أجازت تلك الوقائع غَت الصحيحة.
لقد تبُت بعػد عمليػات فحػص وتػدقيق؛ أف إحػدى اؼبعػادلتُت لػن تكػوف معادلػة كػرة، فإذا كاف لدينا معادلة لكرة ُب نظاـ إسناد ،فلن تكوف كذلك ُب أي نظاـ إسػناد آخػر لػو سرعة بالنسبة للنظاـ األوؿ. 89
إف معادل ػ ػػة الك ػ ػػرة ذات الش ػ ػػرطة x/ y / z / c2t / :ى ػ ػػي فعػ ػ ػالً معادل ػ ػػة 2
2
2
2
لك ػػرة ،ولك ػػن إذا بقي ػػب رموزى ػػا عل ػػى حاؽب ػػا م ػػن غ ػػَت إض ػػافة عوام ػػل غب ػػدودىا تغ ػػَت م ػػن خصائصػها كمعادلػػة لكػػرة؛ لػػذلك سػرعاف مػػا تنهػػار ىػػذه اؼبعادلػة وتتحػػوؿ إىل معادلػػة مػػن نػػوع آخػػر دبجػػرد التعػػويض بالتحويػػل ُب طرفيهػػا ،فعنػػدىا سػػنرى أف لتلػػك الكػػرة نصػػف قطػػر ـبتلػػف لكػػل نقطػػة علػػى سػػطحها ،وبالتػػايل فهػػي ليسػػت معادلػػة كػػرة ،وعليػػو فربىػػاف النس ػػبية لثب ػػات س ػػرعة الض ػػوء بالنس ػػبة للجمي ػػع غ ػػَت مقب ػػوؿ ،وإثب ػػات ذل ػػك س ػػيكوف م ػػن جهتُت :عدـ تساوي القيم العظمى لإلحداثيات ،وعدـ سباثل النطاقات.
91
البرىان األول :عدم تساوي القيم العظمى لإلحداثيات
من اؼبعلوـ بديهياً أف صبيع أنصاؼ األقطار ُب الكرة متساوية ،وعليو فيجب أف تكوف القيم العظمى لإلحداثيات الثالثة x max ، y m a x ، z maxمتساوية ،وقد وجدنا ذلك صحيحاً ُب معادلة الكرة الضوئية غَت ذات الشرطة ،وكانت صبيعها تساوي . ct أما معادلة الكرة الضوئية ذات الشرطة ،فكانت القيم العظمى فيها غَت متساوية، وكانت على النحو: / ، xm ax ct 1 2v / c2
1 v / c
/ / zmax ymax ct 1 v2 / c2
وذلػك يعػػٍت أف ىنػػاؾ نصػػف قطػػر أكػػرب مػن اآلخػػر ،وبالتػػايل فػػإف معادلػػة الكػػرة ذات الشرطة ليست معادلة كرة. للتحقػػق مػػن ذلػػك ،ع ػػوض عػػن xالػػيت ُب ط ػػرُب معادلػػة الكػػرة ذات الش ػػرطة بعػػد إدراج التحويل ُب طرفيها مرة ب ػ ، x ctومرة بػ ػ x vtوراقب النتائج. أوالً :عند . x ct لدينا معادلة الكرة الضوئية ذات الشرطة:
2
2
2
2
x / y / z / c 2t /
عوض عن قيمة xبػ ػ ػ ctبعد إدراج ربويل لورنتز ُب طرفيها ينشأ لدينا: 2
2
ct vt t v / c 2 ct /2 /2 2 y z c 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c
91
الح أف اؼبعادلة األخَتة ىي نفسها معادلة الكرة الضوئية ذات الشرطة مل يتغَت فيها شيء سوى إدخاؿ التفاصيل . 2
ومنػو:
ct 1 v / c ct 1 v / c 2 2 y/ z/ 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c 2
ودبا أف اؼبقادير اليت بُت األقواس متساوية ،فهذا يعٍت أفz / y / 0 : xm/ ax ct 1 v / c 1 v2 / c2
وعليو فإف:
ثانياً :عند x vtمع افًتاض z / 0ينشأ لدينا: 2
2
ومنػػو:
2
2 vt vt /2 2 t v / c vt y 0 c 2 2 2 2 1 v / c 1 v / c
2
ct 1 v 2 / c 2 0 /2 y 0 2 2 2 2 1 v /c 1 v /c
/ ymax ct 1 v 2 / c 2
نستنتج من ذلك ، ym/ ax xm/ ax 1 v / c :وعليو فاؼبعادلة ذات الشرطة ليست معادلة كرة؛ لعدـ تساوي قيم اإلحداثيات العظمى فيها ،ومن ٍب فاالنتشار الكروي اؼبتماثل للضوء بالنسبة للجميع غَت صحيح. 92
البرىان الثاني :عدم تماثل في النطاقات إذا افًتضػ ػ ػػنا أف اؼبعػادل ػ ػ ػػة x / 2 y / 2 z / 2 c 2t / 2 :ىػ ػ ػػي معادلػ ػ ػػة كػ ػ ػػرة ،فيجػ ػ ػػب أف يتساوى فيها نطاؽ القيم اؼبمكنػة لػ ، x /مع نطاؽ القيم اؼبمكنػػة ل ػ ، y /مػع نطػاؽ القػيم اؼبمكنػة ل ػ ، z /دبعػٌت آخػر :سػيأخذ اؼبتغ ّػَت x /نطاقػاً مػن القػيم بػُت ct /و ct /ربقػق صبيعها معػادلػة الكػرة عنػد اللحظػة ، t /وكػذلك اغبػاؿ هبػب أف يكػوف بالنسػبة ل ػ y /و z /عند نفس اللحظة . t /
... o ... ct ... o ... ct
ct ct
x / ct / ... o ... ct /
أي أف:
/
/
/ /
y/ /
z
وك ػ ػػذلك اغب ػ ػػاؿ س ػ ػػيكوف بالنس ػ ػػبة للمعادلػ ػ ػػة x 2 y 2 z 2 c 2t 2 :هب ػ ػػب أف يتساوى فيها نطاؽ قيم xمع نطاؽ قيم yمع نطاؽ قيم zعند اللحظة . t أي أف:
x ct ... o ... ct y ct ... o ... ct z ct ... o ... ct
إذا َسلّ ْمنا بذلك ،وىذا من بديهيات معادلة الكرة ،فإف ىذا يتناقض على الفػور مػع
التحويل z / z , y / y :والسبب أف نطاقا y / :و z /هبب أف ىبتلفػا عػن نطاقػا yو zبنفس القدر الذي ىبتلف فيو نطاؽ x /عن نطػاؽ . x 93
حقيقة معادالت برىان ثبات سرعة الضوء بعد ما رأينا من بػراىُت علػى عػدـ صػحة سباثػل االنتشػار الكػروي للضػوء بسػرعة ، c يث ػػور تس ػػاؤؿ ع ػػن حقيق ػػة ى ػػذه اؼبع ػػادالت ال ػػثالث الرئيس ػػية ُب الربى ػػاف :األوىل واؼبش ػػًتؾ والثالثة؟ من اؼبفًتض ُب اؼبعادلة األوىل ذات الشرطة ،واؼبعادلػة الثالثػة غػَت ذات الشػرطة أهنمػا تصفاف نفس النبضة الضوئية ،ومن اؼبفًتض أف الذي يًتجم ذلك ىو التعبَت الرياضي: 2
2
2
2
x 2 y 2 z 2 c 2 t 2 = x / y / z / c 2t /
م ػػن ناحي ػػة رياض ػػية :ال يع ػػٍت تس ػػاوي مع ػػادليت الك ػ ػرتُت؛ ذات الش ػػرطة وغ ػػَت ذات الشرطة ،أهنما تصفاف نفس النبضة الكرويػة .والػدليل أنػو قػد يكػوف لػدينا ماليػُت الكػرات دبختلػػف األحجػػاـُ ،ب صبيػػع أكبػػاء العػػامل ،ال تنطبػػق كػػرة علػػى كػػرة ،ومػػع ذلػػك فمعادالهتػػا كلهػػا متسػػاوية! والسػػبب أف اؼبعػػادالت الكرويػػة كلهػػا مسػػاوية للصػػفر ،أو يبكػػن مسػػاواهتا بالص ػػفر ،وىك ػػذا ل ػػدينا ُب التعب ػػَت أع ػػاله ،ف ػ ػػاؼبعادلة ُب الط ػػرؼ األيب ػػن تس ػػاوي الص ػػفر، وكذلك اليت ُب الطرؼ األيسر. ومن ناحية فيزيائية :من االستحالة أف تصف تلػك اؼبعػادلتُت نفػس النبضػة الضػوئية، والسبب أف كل معادلة تصف نبضة كرويػة مركزىػا ىػو نقطػة أصػل نظػاـ اإلسػناد اػبػاص هبا ،وذلك ػبلو اإلحداثيات الثالث ُب كل معادلة من أي معػامالت مضػروبة فيهػا ،وإذا أخذنا ُب االعتبار وجود مسافة قدرىا vtبُت مركػزي نظػامي اإلسػناد ،فػ ػذلك يػ ػؤدي ال ؿبال ػة إىل أف لك ػل ن ػبض ػة إحداثػي ػاهتا اؼبسػتقل ػة اؼبلتػف ػة حػ ػوؿ مػركزى ػا ،وىػػذا يعػػٍت أننػػا أمػػاـ
94
ك ػرتُت منفص ػػلتُت سبام ػاً ،وإذا أبين ػػا إال اإلص ػرار بأنن ػػا أم ػػاـ نبض ػػة ض ػػوئية واح ػػدة بالنس ػػبة للجميع ،فهي نبضة كروية دبركزين! أما اؼبعادلة الثانية ُب الربىاف ،أو اؼبعادلة اؼبشًتؾ ،واليت ؽبا الصيغة: 2
2
2 y 2 z 2 c2 t v / c x 1 2
x vt 1 2
فقػ ػػد جػ ػػاءت بعػ ػػد التعػ ػػويض بالتحويػ ػػل ُب اؼبعادلػ ػػة األوىل ذات الشػ ػػرطة ،إذاً م ػ ػػن اؼبفًتض أهنا تساويها ،أي أهنا الزالت ىي نفسػها معادلػة الكػرة ذات الشػرطة ،ولكػن مػع وجػػود التفاصػػيل ُب طرفيهػػا ،ومػػع ذلػػك فهػػي ال تتسػػاوى فيزيائي ػاً معهػػا ،فاؼبعادلػػة األوىل ذات الشػػرطة ،ىػػي مػػن خػػالؿ اسػػتقراء رموزىػػا معادلػػة كػػرة ،أمػػا اؼبعادلػػة اؼبشػػًتؾ فليسػػت كػػذلك ،والسػػبب أف نصػػف القطػػر ،والػػذي ىػػو اعبػػذر الًتبيعػػي للحػػد األيبػػن ُب اؼبعادلػػة ل ػػيس مق ػػداراً ثابت ػاً ،مثلم ػػا ى ػػو مف ػػًتض ُب اؼبعادل ػػة األوىل ذات الش ػػرطة ،ب ػػل ى ػػو مق ػػدار متغػػَت ،يتغػػَت بتغػػَت ( xاؼبوجػػود ضػػمن رمػػوز اغبػػد األيبػػن واغبػػد اإليسػػر ُب نفػػس الوقػػت)، إذاً فاؼبعادلت ػاف مػػن الناحيػػة الفيزيائيػػة ال تتسػػاوياف ،فمػػا ىػػي إذاً حقيقػػة اؼبعادلػػة اؼبشػػًتؾ، وماذا تساوي؟ اؼبعادلػػة اؼبشػػًتؾ ،ىػػي :معادلػػة كػػرة ،ولكػػن ُب نظػػاـ اإلحػػداثيات السػػاكن غػػَت ذي الشرطة ،أي أهنا نفس اؼبعادلة الثالثة غَت ذات الشرطة: x 2 y 2 z 2 c 2t 2
ولك ػػن بص ػػورة أخ ػػرى ـبتلف ػػة ،وبش ػػكل أدؽ ،ص ػػورة م ػػن الص ػػور اؼبتع ػػددة غ ػػَت احمل ػػدودة للمعادلة الثالثة غػَت ذات الشػرطة ،والػدليل أنػو خبلطهػا وترتيػب حػدودىا نصػل إليهػا ،وُب 95
واقػػع أمرىػػا ،وبصػػورهتا الػػيت عليهػػا فػػإف اؼبعادلػػة اؼبشػػًتؾ ،ىػػي تعبػػَت رياضػػي يصػػف وضػػع النقػاط الػػيت تغلػف سػػطح النبضػة الضػػوئية بالنسػػبة للراصػد اؼبتحػػرؾ ،تأمػل ذلػػك ُب الرسػػم اؽبندسي التايل:
يجلي ىذا الرسم حقيقة موقف كل من الراصدين بالنسبة لنقطة على جبهة النبض ة الض وئية
عند لحظة معينة ،ويبين حقيقة المعادل ة المش ترك الت ي كش فنا عنه ا وع ن عالقته ا بالمعادل ة
الثالث ة ي ر ذات الش رطةة المعادل ة ي ر ذات الش رطة تص ف ك رة بالنس بة لنظ ام اإلس ناد
الساكن ،لنصف قطرىا مقدار ثابت ىو ctكما ى و مالح ف ،أم ا المعادل ة المش ترك ،فم ن الواض ح أنه ا تص ف تل ك الك رة م ن وجه ة نظ ر الراص د المتح رك ،وك يف أن ىن اك ن صف /
ق طر مخ تلف ctلكل نق طة على سط ح الن بضة.
96
اػبطأ الثالث تحويالت أخرى ير تحويل لورنتز تحافف على ثبات سرعة الضوء وتماثل االنتشار الكروي المزعوم للضوء يشاع ُب الكتابات العلمية أف ربويل لورنتز ىو التحويل الوحيد الذي وباف على ثبات سرعة الضوء ُب صبيع االذباىات بالنسبة عبميع أنظمة اإلحداثيات ،بتعبَت أكثر وضوحاً وزبصصاً :ىو التحويل الوحيد الذي وباف على صيغ معادالت انتشار كروي للضوء بسرعة cعند االنتقاؿ من نظاـ إسناد قصوري إىل آخر ..ىذه اؼبقدرة اؼبتفردة للتحويل على االنتقاؿ من معادلة كرة إىل معادلة كرة ىي من وجهة النظر النسبوية دليل على صحة ىذا التحويل ،وصحة ما ينسب إليو من خصائص الزمكاف اليت أدت إىل ثبوتية سرعة الضوء ،وقد عرب عن وجهة النظر ىذه بشكل واضح وجلي مؤلف كتاب (مقرر بَتكلي ُب جزئو الثالث ،الفصل العاشر) قائالً: "من ىذا نرى أف اؼبعادلػة ٔٔ ٗ-ىي اغبل الوحيد عبميع صعوباتنا". واؼبعادلػة ٔٔ ٗ-اليت يقصدىا ىي ربويل لورنتز. وقد أكد ىذا اإلقرار بشكل عملي عندما قدـ إثباتاً يبُت فيو عدـ قدرة أي ربويل آخر على إحداث عملية االنتقاؿ ىذه ،فجاء بتحويل جاليليو وأجرى عليو نفس اػبطوات اليت استخدمها مع ربويل لورنتز ،تأمل ذلك ُب نفس الكتاب: " فإف معادلػة صدر اؼبوجػة الكرويّة اؼبنبعثة ُب اللحظة t 0ىي: (ٔٔ)ٔ-
x 2 y 2 z 2 c 2t 2
97
وُب
اؼبناط S /
اؼبوجػة كالتايل:
اؼبعرؼ باحملاور ّ 2
t/
/ و Z/و YوX/
هبب أف تكوف معادلػة صدر
x / y / z / c 2t / 2
2
2
(ٔٔ)ٕ-
يبكننا اآلف استخداـ ربويل جاليليو لنرى ما إذا كاف سوؼ يُعطي نتائج متفقػة مع اؼبعادلتُت (ٔٔ )ٔ-و (ٔٔ.)ٕ- (ٔٔ)ٖ-
x / x vt ، y / y , z / z , t / t
بالتعويض من اؼبعادلػة (ُٔٔ )ٖ-ب اؼبعادلػة (ٔٔ )ٕ-قبد مباشرة أف: x 2 2 xvt v 2t 2 y 2 z 2 c 2t 2
ىذه النتيجة ال تتفق بالتأكيد مع اؼبعادلػة (ٔٔ ،)ٔ-ومن ٍب فإف ربويل جاليليو فاشل؛ لذلك هبب أف كباوؿ إهباد ربػويل آخر ". يقصد ربويل لورنتز ،وىذا إقرار منو بأف ربويل لورنتز ىو التحويل الوحيد الذي لو ىذه اػباصية ..وبشكل ضمٍت مل يصرح بو :فإف ظهور أي ربويل آخر وبقق ما حققو (ٔ) ربويل لورنتز فسيعٍت على الفور بطالف ىذا التحويل
ٔ -أقر بذلك شفاىة أستاذ الفيزياء والنسبية ُب جامعة اػبرطوـ عاـ ٕٓٓٓـ عندما واجهتو بربىاف عدـ سباثل االنتشار الكروي للضوء ،وفيو أف أكرب قيمة لإلحداثي y /ال تساوي أكرب قيمة لإلحداثي ، x /فقاؿ بعد أف تأكد بنفسو بالورقة والقلم ،ومل هبد رداً على طليب باإلقرار خبطأ النسبية" :أربداؾ أف تأٌب يل بتحويل آخر غَت ربويل لورنتز وبقق االنتقاؿ من معادلة الكرة ىذه إىل معادلة الكرة ىذه ،لو فعلت ذلك ،فسأصدؽ بكل ما تقوؿ" .وفعالً عملت بطلبو الكتشف وجود ربويالت أخرى ربقق ما حققو ربويل لورنتز ،وأف ربويل لورنتز ما ىو إال خدعة رياضية.
98
ونقوؿ ؼبؤلف كتاب بَتكلي ،ولكل من آمن بقدرة ربويل لورنتز اؼبتفػردة علػى إحػداث ىذا االنتقاؿ ،خذ ىذا التحويل وجرب: 1 2
v 2 xv t / t 1 2 2 c c t 2
y/ y , z/ z
x / x vt
ُب ىذا التحويل : العالقة بُت xو tىي عالقة خطية. يؤوؿ الزمن فيو إىل الزمن النيوتوين tعند السرعات األقل بكثَت من . c مقدار تباطؤ الزمن فيو عند x vtىو نفسو ُب ربويل لورنتز ،دبعٌت أف: . t / t 1 2 ليس فيو افًتاض للتقلص ُب األطواؿ ،أي أف عدد الفروض فيو قد تقلص. واألىم من كل ذلك أف ُب إمكانو إحداث سباثل انتشار كروي للضوء بسرعة c
ُب صبيع أنظمة اإلسناد(ٔ) .وذلك باالنتقاؿ من معادلة كرة ُب نظاـ إحداثيات إىل معادلة كرة ُب نظاـ إحداثيات آخر .تأمل ذلك ُب اػبطوات التالية: عػػوض باسػػتخداـ ىػػذا التحويػػل اعبديػػد ُب معػػادلة االنتشػػار الكػػروي ذات الشػػرطة: 2
x / y / z / c 2t /لينتج: 2
2
2
ٔ -سباثل االنتشار الكروي للضوء بسرعة cىو ظاىري ،وليس حقيقياً ،سواء لتحويل لورنتز أو لغَته .
99
2
v 2 2 xv y z c t 1 2 2 c c t 2
2
2
x vt
2
بفػك األقواس وترتيب اغبدود ينشاً لدينا: v 2 2 xv ) x 2 xvt v t y z c t (1 2 2 c c t 2 2
2
2
2 2
2
x 2 2 xvt v 2t 2 y 2 z 2 c 2t 2 v 2t 2 2 xvt
ومنػػو:
x 2 y 2 z 2 c 2t 2
وىي معادلة انتشار كروي للضوء بالنسبة لنظاـ اإلحداثيات الساكن أو األثَت. إذاً لدينا ربويالً آخر غَت ربويل لورنتز وبقق ما حققو ربويل لورنتز من ؿبافظة على انتشار متماثل للضوء عند سرعة ، cوبال أي افًتاض لتقلص ُب األطواؿ! وىنا يثور سؤاؿ: ىل كاف ىذا التحويل اعبديد ؾبرد صدفة؟ وإذا مل يكن صدفة؟ (وىذا ىو األمر احملتم) ،فهل معٌت ذلك أف للنسيج الزمكاين ُحلتُت ؼبوظبُت؟! أـ أف خزانتو ملئا بشىت
أنواع اغبُلل واأللبسة اؼبناسبة لكل الفصوؿ واؼبناسبات؟!
ىبربنا اؼبنطق العلمي الرصُت ،واغبدس البديهي السليم ،أف خزانة ىذا النسيج البد أف تكوف ملئا بشىت أنواع اغبُلل واأللبسة.
111
تبُت أف ىناؾ عدداً غَت ؿبدود من التحويالت ،غَت ربويل لورنتز يبكن اشتقاقها، كلها تنتقل من معادلة كرة ُب نظاـ إسناد إىل معادلة كرة ُب نظاـ إسناد آخر ،وتؤوؿ إىل ربويل جاليليو إف أردنا ،وبأي معامالت لتباطؤ الزمن أو تقلص ُب األطواؿ نريدىا، وعالقة خطية ُب نفس الوقت بُت xو tإف أردنا أف تكوف العالقة خطية. بل قد ًب توليد ربويالت بأي صيغة نريدىا تنتقل من أي صيغة معادلة ،إىل أي صيغة ؼبعادلة أخرى ،مع ثبات سرعة الضوء أو من دوهنا ،وفيما يلي خطوات ىذه الطريقة: أي عػ ػػدد مػ ػػن األبعػ ػػاد ُب نظػ ػػاـ إسػ ػػناد أي صػ ػػيغة ؼبعادلػ ػػة ابتدائيػ ػػة ُب ّ ٔ -افػ ػػًتض ّ متحرؾ. ) f (x/ , y/ , z / , t /
ٕ -افًتض صيغة اؼبعادلة النهائيّة الػيت تريػد الوصػوؿ إليهػا ُب نظػاـ اإلحػداثيّات غػَت ذي الشرطة.
) f ( x, y, z, t متغَتات األبعاد اؼبكانية ذوات أي صيغة لتحويل وبدد العالقػة بُت ّ ٖ -افًتض ّ الشرطػة وغَت ذوات الشرطػة: ) x / f ( x, y , z , t ) y / f ( x, y , z , t ) z / f ( x, y , z , t
111
ٗ -استنتج التحويل t /من اؼبعادلػة االبتدائية f ( x / , y / , z / , t / ) :
ٍب عوض دبا يناسب من العالقات اؼبفًتضة. أم ثلة: ٔ -اشتق ربويالً للزمن ينتقل من الصورة:
2
إىل الصورة:
x 2 y 2 z 2 c 2t 2
2
2
2
x / y / z / c 2t /
إذا افًتضنا التحويالت اؼبكانيةz / z ، y / y ، x / x vt :
الح ل: من اؼبعادلة:
2
2
2
2
x / y / z / c 2t / 1
x/2 y/2 z/2 2 / t c2
فإف:
عوض دبا يناسب من معادالت التحويل اؼبكانيّة اؼبفًتضة: 1
( x vt) 2 y 2 z 2 2 t / c2
عوض عن قيمة y 2من اؼبعادلػة النهائيةx 2 y 2 z 2 c 2t 2 :
112
1
( x vt) 2 c 2t 2 x 2 z 2 z 2 2 t / c2 1
c 2t 2 2 xvt v 2t 2 2 / t بفك األقواس واالختصارات ينتج : c2 1
ومنػو:
v2 2 xv 2 / t t 1 2 2 c c t
وىو التحويل الزمٍت الذي سبق ذكره. مث ال آخ ر: صمم ربويالً للزمن t /ينتقل من صورة اؼبعادلة االبتدائيّة: x / y / z / ct /
إىل معادلة الصورة النهائيّة: x y z ct
إذا افًتضنا التحويالت اؼبكانيّة: z / 2z
y/ 3y
113
x/ 4x
الح ل: من الصورة االبتدائيّة فإف:
x/ y/ z/ c
t/
بالتعويض باستخداـ التحويالت اؼبفًتضة ،ينشأ لدينا: 4x 3y 2z c
t/
عوض عن yمن معادلػة الصورة النهائيّة ينتج: 4 x 3(ct x z ) 2 z c
x z 3ct c
t/
t/
ع ػػوض هب ػػذه التح ػػويالت ُب معادل ػػة الص ػػورة االبتدائيّػػة للوص ػػوؿ إىل معادل ػػة الص ػػورة النهائيّة. لدينا اؼبعادلػة:
x / y / z / ct /
عوض فيها من التحويل: x z 3ct c
t/
x / 4x , y / 3y , z / 2z ,
114
ينشأ لدينا:
x z 3ct 4x 3 y 2z c c
4 x x 3 y 2 z z 3ct
3x 3 y 3z 3ct ومنو:
x y z ct
إذاً القػػدرة علػػى االنتقػػاؿ مػػن معادلػػة ُب نظػػاـ إسػػناد إىل معادلػػة ُب نظػػاـ إسػػناد آخػػر ال ترجػع إىل عبقريػة النسػبية ،وذبليػات الزمكػاف ،بػل إىل القػدرة علػى التلبػيس واػبػداع مػن خالؿ رياضيات أضاعت بُت ثنايا رموزىا أي معٌت فيزيائي يبكن قراءتو.
115
خط أ تج رب ة مايكلس ون ومورلي ُب ىػػذا القسػػم مػػن البحػػث ،كبػػب أف نشػػَت إىل خطػػأ آخػػر وقػػع فيػػو اجملتمػػع العلمػػي قبل النسبية ،رأينا من اؼبناسب أف نشػَت إليػو لصػلتو دبوضػوع البحػث ،وىػو خطػأ وقػع فيػو األشعػة الضوئيّة عرب أذرع جهازه. مايكلسوف أثناء معاعبتو النظريّػة ؼبسارات ّ ػوجي لقد ًب اػبلػط ُب ىػذه التجربػة بػُت نػوعُت مػن اغبركػة :حركػة موجيّػة أو سػلوؾ م ّ سيمي للضوء. للضوء ،وحركة ُجسيميّة أو سلوؾ ُج ّ
األشعػة الضػوئيّة اؼبتحركػة عػرب الػذراع اؼبػوازي غبركػة األرض لقد تعامل مايكلسوف مع ّ األشعػػة اؼبتحركػػة عػػرب الػػذراع اؼبتعامػػد علػػى كػػأمواج عنػػد حسػػاب سػػرعاهتا واذباىاهتػػا ،أمػػا ّ حركػ ػ ػػة األرض ،فقػ ػ ػػد تعامػ ػ ػػل معهػ ػ ػػا كػ ػ ػػأمواج عنػ ػ ػػد حسػ ػ ػػاب سػ ػ ػػرعتها بالنسػ ػ ػػبة لألثػ ػ ػػَت، وكمقذوفات ُجسيميّة تعتمد ُب حركتها على حركة اؼبصػدر عنػد وصػف عمليّػة انعكاسػها طرُب الذراع اؼبتعامد على حركة األرض. بُت اؼبرآتُت اؼبثبتتُت ُب ّ رصاص ػػة رب ػػتف لق ػػد تعام ػػل مايكلس ػػوف م ػػع ى ػػذه اإلش ػػارة كم ػػا يتعام ػػل م ػػع حرك ػػة ّ
باذباىهػػا اؼبتعامػػد دومػاً علػػى اؼبصػػدر اؼبتحػػرؾ الػػذي انطلقػػت منػػو ،وكػػاف مػػن اؼبفػػًتض أف ػوجي ينطل ػػق إىل أعل ػػى ؿبتفظػ ػاً بتعام ػػده عل ػػى نقط ػػة انطالق ػػو يتعام ػػل معه ػػا كمق ػػذوؼ م ػ ّ األصليّة ،غَت متأثر حبركة اؼبصدر الذي يغادر وينطلق بعيداً. تأمل الصور التوضيحيّػة التالية:
116
مسار االشعة كما يراه ""O
الرصاص ة بالنس بة لراص دين بينهم ا حرك ة نس بيّة ،فبالنس بة لمص درىا الح ف كي ف تتح رك ّ فوى ة البندقيّ ة ،وى ذا ال ذي انطلق ت من و ،س تحافف الرصاص ة عل ى تعام دىا ال دائم عل ى ّ
للرصاص ة س يحدث س واء ك ان مص درىا ف ي حال ة س كون أو حرك ة ،والس بب أنه ا الس لوك ّ تكتس ب ك ل حالته ا الحركيّ ة األفقيّ ة والعموديّ ة م ن المص در نفس و ،فه و يكس بها س رعتها
اري ،وقب ل ذل ك اكتس بت س رعتها األفقيّ ة v العموديّة إلى أعل ى عن د انفج ار المظ روف الن ّ
من سرعة البندقيّة األفقيّة .V
117
وجي مث ل إش ارة ض وئيّة تتح رك ف ي وس ف ي حال ة افترض نا أن المق ذوف م ّ
انتش ارىا
المفترض مثلما تتحرك أمواج الماء أو أمواج الصوت بحيث تعتم د س رعتها فق عل ى حال ة
أي تأثير لحركة المصدر على سرعة النبضة المنطلقة منو ..ال أفقيّاً الوس ،فلن يكون ىناك ّ للرصاص ة ..س تنطلق اإلش ارة الض وئيّة كم ا ى و مالح ف ف ي وال عموديّ اً كم ا س بق وح دث ّ الشكل متعامدة على نقطة انطالقها األصلية.
118
تأمل في الشكل أعاله حقيقة حركة اإلش ارة الموجيّ ة الت ي انطلق ت ض من نبض ة ض وئية كروي ة ف ي
وس انتش ارىا (األثي ر المفت رض) ،س تبقى اإلش ارة متعام دة عل ى نقط ة انطالقه ا األص لية عن د اللحظة ، t 0ير متأثرة بحركة المصدر الذي أطلقها ومضى ،والحف بشكل عام كيف انتشرت الكروي المتجانس ير المعتمد على حركة المصدر. النبضة انتشارىا ّ
119
األشعػة عرب ذراع جهازه اؼبتعامػد علػى واآلف ،انظر إىل وصف مايكلسوف نفسو غبركة ّ حركة األرض كما جاءت بألفاظو ورموزه نقلناىا عن كتاب بَتكلي: [يػنعكس الشػعاع ُ Saب االذبػاه ( abكمػا ُب الشػكل ٓٔٔ٘-و) ويعػود ُب االذبػػاه b / , a /حيث تساوي الزاوية ab / a /
ضعف زاوية الزيغ].
إن عمليّة انعكاس Saبين المرآتين بهذه الكيفيّة الت ي وردت ،ال يمك ن أن تك ون عمليّ ة انعك اس يفت رض
أنه ا ألم واج تتح رك ف ي وس انتش ارىا ،والس بب أن الم رآة عن د aأث رت عل ى اتج اه الش عام الم نعكس
يمي ،وك ان م ن المفت رض أال ت ؤثر الم رآة عل ى حرك ة الش عام، كم ا ت ؤثر عل ى مق ذوف ُجس ّ
ليس تمر متجه اً نح و .bى ذا االنعك اس يش بو تمام اً انعك اس ك رة ق ذف به ا إل ى أعل ى راك ب حافل ة متحركة على خ سريع ،فانطلقت الكرة إلى أعلى ثم ارتطمت بسقف الحافلة لتنعكس وترجع م رة أخ رى إل ى
يده ،بالنسبة للراصد الساكن على الطريق سيكون مسار الكرة بعد قذفها ثم انعكاسها ىو نفس المسار الذي افترض و مايكلس ون لإلش ارة المتحرك ة عب ر ال ذرام المتعام د عل ى حرك ة األرض (ف ي حال ة تجاىلن ا تس ارم الجاذبية) ،المسارات وعملية االنعكاس متشابو تماماً .وىي بال شك جسيمية.
111
واآلف ي ػػأٌب الس ػ ػؤاؿ :م ػػا ال ػػذي أدى دبايكلس ػػوف وغ ػػَته وفيم ػػا بع ػػد ألف يعتق ػػد ب ػػأف سيمي ُب انطالقها وانعكاسها؟! ّ األشعػة الضوئيّة ستسلك ىذا السلوؾ اعبُ ّ
الضوئي يسلك منشأ ذلك ىو الظواىر الضوئيّة اػبادعػة اليت توىم وكأف الشعاع ّ بائي سيمي فَتى اإلنساف ّ األشعة الضوئيّة -اؼبنطلقة من مصباح جيب كهر ّ السلوؾ اعبُ ّ مثالً -تبدو وكأهنا رباف على تعامد دائم على مصدرىا اؼبنطلقة منو.
111
األشع ة الض وئيّة متعام دة عل ى المص در يمك ن للمتأم ل ال دارس أن ي درك بس هولة لم اذا تب دو ّ
المتحرك ..ىل ل و ك ان ل دينا إش ارة وحي دة منطلق ة ،ومس افة كافي ة إل ى الس قف تص ل إل ى ع دة مئات م ن اآلالف م ن الكيل ومترات ،وس رعة أفقيّ ة للش خ
يمك ن مقارنته ا بس رعة الض وء ،ى ل
كان سيبدو المشهد على ما ى و عليو في الصورة أعاله؟ قطع اً ال.
112
الفصػػل الثالث التفسير الج ديد لظاىرة ثبات سرعة الضوء
113
مقدمة كاف الطعن ُب اؼبنطق العلمي الصحيح ،واغبس الفيزيائي السليم ،ثالثة األثاُب اليت قامت عليها النسبية ،أما األوىل والثانية فكانتا على الًتتيب ،اػبداع الرياضي اؼبتمثل ُب ربويل لورنتز ،وعدـ الفهم الصحيح للظواىر الكونية والتجارب اؼبعملية. وسبب الطعن ُب اؼبنطق العلمي واغبس الفيزيائي ىنا واضح ،وىو لتربير القبوؿ باؼبتناقضات واؼبستحيالت ،وما استغلق على األفهاـ ،فاؼبنطق العلمي واغبس الفيزيائي يرفضاف القبوؿ باؼبتناقضات واؼبستحيالت اليت قَبِلها الطاعنوف ،لذا قاموا بالطعن ُب ما افتقروا إليو من وسائل وأدوات اؼبنهج العلمي ،فإذا قيل :ىذا مناقض للبديهة ،ىذا غَت منطقي ال يقبلو العقل ،كاف الرد :العيب ُب البديهة والعقل ،وحاؽبم ُب ذلك ال ىبتلف كثَتاً عن حاؿ اؼبعاؽ الذي ال يستطيع اإلمساؾ بالقلم ،فيلقي بالالئمة على القلم ُب التسبب برداءة خطو. ودبػػا أننػػا لسػػنا معػػاقُت ،ومبتلػػك فطػػراً وعقػػوالً سػػليمة ،ىػػي أشبػػن مػػا مبلػػك مػػن أدوات
اؼب ػػنهج العلم ػػي ،فػ ػال من ػػاص أمامن ػػا -إذا أردن ػػا البح ػػث ُب معض ػػالت الفيزي ػػاء اؼبختلف ػػة ومنهػػا ثبػػات سػػرعة الضػػوء اؼبالحظػػة -مػػن العػػودة مػػن جديػػد إىل ربويػػل البديهػػة (ربويػػل جػػاليليو) ..ىػػذا التحويػػل ال يقبػػل سػػرعة واحػػدة للجميػػع رغػػم وجػػود حركػػة نسػػبية بػػُت اعبميػػع ،سػواء كػػاف ذلػػك للضػػوء أو لغػػَت الضػػوءُ ،ب السػػرعات الواطئػػة والعاليػػة علػػى حػػد سواء ،ال ثوابت ربتو غػَت تلػك الػيت عرفهػا العلػم ،وأنبهػا الػزمن ،ومػن بعػد ربويػل جػاليليو ستكوف ميكانيكا نيوتن ،وما ثبت وصح من فيزياء الكم ىػي مطيتنػا كبػو فيزيػاء جديػدة، خاليو من كل ما ىو شاذ وأعوج وغريب.
114
حدود ظاىرة ثبات سرعة الضوء ثبت من عدد من األرصاد الفلكية (قد سبق وأشرنا إليها ُب مستهل الفصل األوؿ) أف الضوء يصل إلينا من صبيع أرجاء الكوف بسرعتو اؼبعروفة ، cوُب نفس الوقت ال بد
أف نستنتج أنو يغادرنا بنفس ىذه السرعة ، cوالبد أف ىذ حاؿ كل جرـ فلكي(ٔ).
إىل ىذا اغبد يبقى الوضع مقبوالً ،وال يوجد أي تعارض مػع منطػق أو علػم ،وبالنسػبة
لنا سيبدأ تفسَتنا اعبديد لظاىرة ،ثبات سرعة الضوء (اؼبالحظة) مػن عنػد ىػذا اغبػد ،أمػا عنػػد آينشػػتاين ،فقػػد ذبػاوز ىػػذا اغبػػد إىل حػػدود الالمعقػػوؿ بظنػػو أف الضػػوء سيصػػلنا وىػػو يسػ ػػَت بػ ػػنفس ىػ ػػذه السػ ػػرعة cمػ ػػن غبظ ػ ػػة انطالقػ ػػو مػ ػػن مصػ ػػدره البعيػ ػػد إىل أف يصػ ػػلنا، وس ػػيغادرنا لينطل ػػق ب ػػنفس ى ػػذه الس ػػرعة cم ػػن غبظ ػػة انطالق ػػة إىل م ػػاال هناي ػػة ،وىك ػػذا سيكوف اغباؿ بالنسبة ألي جرـ فلكي. بعبػػارة أخػػرى ،لػػو تصػػورنا جػػرمُت فلكيػػُت بينهمػػا سػػرعة نسػػبية ، vوعلػػى كػػل منهمػػا راصد ،وقاـ أحدنبا بإصدار إشػارة ضػوئية ،فالبػد لكػال الراصػدين ُب نفػس تلػك اللحظػة اليت تنطلق فيها اإلشارة أف يقيسا سرعة cلإلشارة ،وبعد فًتة زمنية تعتمػد علػى السػرعة النسبية اليت بُت اعبرمُت ستصل اإلشارة إىل اعبػرـ الثػاين ،وسػتكوف سػرعتها بالنسػبة لكػال الراصدين على طوؿ خط الرحلة ،ىي نفسها . c
)ٔ) نقصد :حاؿ كل جرـ فلكي لو كتلة ُب حدود كتلة األرض ،والسبب أف سرعة الضوء ُب تفسَتنا اعبديد البد أف زبتلف قيمتها باختالؼ كتلة اعبرـ الفلكي ،فهي cعند األرض وأكرب من cعند القمر وأقل من cعند الشمس.
115
ىػػذا التصػػور الػػذي ننسػػبو إىل آينشػػتاين ،هبػػذه الكيفيػػة ،ىػػو مػػن واقػػع فرضػػو الثػػاين: سرعة الضوء ال تعتمد على حركة الراصد أو اؼبصدر. وىػػذا التصػػور يتنػػاَب مػػع العقػػل واؼبنطػػق ،وال يبكػػن قبولػػو ربػػت أي تربيػػر ،وسػػيندرج حتم ػاً رب ػػت تصػػنيف التناقض ػػات اغبقيقي ػػة ال ػػيت ال يبك ػػن حص ػػوؽبا ُب وقػػت واح ػػد ،مث ػػل اؼبوت واغبياة كما سبق وأشرنا. وإذا أردنػ ػ ػػا البحػ ػ ػػث عػ ػ ػػن حػ ػ ػػل حقيقػ ػ ػػي بعيػ ػ ػػداً عػ ػ ػػن الطعػ ػ ػػن ُب اؼبنطػ ػ ػػق والبديهػ ػ ػػة، فيجػػب علينػػا أوالً معرفػػة حػػدود ىػػذه الظػػاىرة ،وحػػدودىا إذا أمعنػػا النظػػر فيهػػا سػػنجدىا فقػػط عنػػد أسػػطح األجػراـ الفلكيػػة ،فهنػػاؾ سبػػت اؼبالحظػػات ،وىنػػاؾ سبػػت القياسػػاتً ،ب قيػػاس سػػرعة الضػػوء عنػػد سػػطح األرض فوجػػد أهنػػا ، cومل يثبػػت أف الضػػوء ظػػل ؿبتفظ ػاً بنفس ىذه السرعة ُب الفضاء بعيداً عن سطح األرض ،سواء وىو يغادرنا أو يصل إلينا.
إف التوص ػػيف اؼبنطق ػػي ؽب ػػذه الظ ػػاىرة ى ػػو أف اإلش ػػارات الض ػػوئية القادم ػػة إلين ػػا م ػػن األجراـ الفلكية البعيدة وصلتنا فعالً بسرعة الضػوء ، cوال علػم لنػا دباضػي سػرعات ىػذه اإلشػػارات قبػػل أف تصػػل إىل األرض ،وكػػذلك س ػتغادرنا منطلق ػة بػػنفس ىػػذه السػػرعة c فقػ ػػط عنػ ػػد األج ػ ػواء القريبػ ػػة مػ ػػن سػ ػػطح األرض ،وال عل ػ ػم لنػ ػػا دبسػ ػػتقبل سػ ػػرعات ىػ ػػذه اإلشارات. ىػػذه ىػػي اغبػػدود اغبقيقيػػة ؽبػػذه الظػػاىرة ،وىػػذا مػػا أيدتػػو ومل زبػػرج عنػػو كػػل األرصػػاد الفلكية أو التجارب اليت أجريت على سطح األرض لقياس سرعة الضوء.
116
تصور آينشتاين أن سرعة الضوء cالتي نقيسها بالجوار القريب منا تأخذ نفس ىذه القيمة
بالنسبة لنا ،من لحظة صدورىا من م صدرىا البعي د.
117
وتصور كذلك أن الضوء يغادرنا بسرعة cويستمر محتفظاً بنفس سرعتو االبتدائيّ ة وىو ّ ينطلق إلى ماال نهاي ة.
118
ظاىرة ثبات سرع ة الضوء كما ىي على حقيقتها المالحظة فلكيّاً والمثبتة تجريبيّاً ،إنها
قياس سرعة واحدة للضوء ،سواء الذي نستقبلو أو نصدره ،وال علم لنا بحقيقة سرعتو في الماضي قبل أن يصلنا ،وال في المستقبل بعد أن يغادرنا ،كل ما يمكننا الجزم بو ىو ثبات سرعة الض وء بالجوار القريب منا.
119
سبب ثبات سرعة الضوء بعد أف رأينا ثبات سرعة الضوء عند قيمة cبالقرب من سػطح األرض ،رغػم حركػة اؼبص ػػادر س ػواء منه ػػا النجمي ػػة البعي ػػدة ،أو تل ػػك اؼبتحرك ػػة عل ػػى س ػػطح األرض ،يقف ػػز إىل الػذىن علػػى الفػور أف الضػػوء يتعػرض لعمليػػة إجبػار علػػى السػَت بتلػػك السػرعة عنػػد سػػطح األرض ،ولدينا دليالف على حدوث عملية اإلجبار ىذه. األوؿ :ذب ػػارب انبع ػػاث جام ػػا ،ومنه ػػا ذبرب ػػة س ػػاديو(ٔ) فف ػػي تل ػػك التجرب ػػة ثب ػػت أف الضوء ىبرج دومػاً بسػرعة cبالنسػبة لسػطح األرض ،مهمػا كانػت سػرعة اؼبصػدر ،وذلػك يعٍت أف شيئاً ما ال يبايل حبركة اؼبصدر ،هبرب الضوء على السَت هبذه السرعة. )ٔ) جاء ُب كتاب بَتكلي الفصل اغبادي عشر[ :أجرى د .ساديو
[ Phys. Rev, Letters,
أشعػة جاما ثابتة 10 %وال تعتمد على سرعة ] 10:271 (1963ذبربة صبيلة تثبت أف سرعػة ّ اؼبصدر وذلك للمصادر القريبة من 1 / 2 cباؼبقارنة دبصدر ساكن ،وإليك فقرة اقتبسناىا من حبثو: تستهدؼ ذباربنا دراسة إفناء البوزيًتونات أثناء الطَتاف ،يتحرؾ مركز كتلة نظاـ من البوزيًتوف واإللكًتوف أثناء عمليّػة اإلفناء بسرعة قريبة من 0.5cوينبعث شعاعاف من أشعّة جاماُ ،ب حالة اإلفناء عند السكوف ينبعث شعاع جاما بزاوية قدرىا 180وتكوف سرعتها ،cأما ُب حالة اإلفناء عند الطَتاف فإف الزاوية تكوف أقل من 180وتعتمد على طاقة البوزيًتوف ،فإذا صبعت سرعة الكالسيكي ،وليس طبقاً لتحويل لورنتز، االذباىي شعاع جاما على سرعة مركز الكتلة طبقاً للجمع ّ ّ فإف سرعة شعاع جاما اؼبتحرؾ دبركبة حركػة ُب اذباه طَتاف البوزيًتوف ستكوف أكرب من ،cأما الشعاع شعاعي جاما يصالف إىل اؼبنبعث ُب االذباه اؼبضاد فإف سرعتو ستكوف أصغر من ،cوقد وجد أف ّ شعاعي جاما عدادين يبعداف بنفس اؼبسافػة عن نقطػة اإلفناء ُب نفس اللحظػة ،وىذا يثبت أف ّ يسَتاف بنفس السرعة حىت ُب حالة اؼبصدر اؼبتحرؾ].
121
الثػػاين :عػػودة الضػػوء إىل اكتسػػاب سػػرعتو األصػػلية cبالنسػػبة لسػػطح األرض بعػػد خروجو من الوسط الشفاؼ الذي تسبب ُب التقليل من سرعتو ،وىنا يأٌب السؤاؿ: من الذي أجرب الضوء ُب كلتا اغبالتُت على السَت بسػرعتو الثابتػة دومػاً عنػد قيمػة c
بالنسبة لسطح األرض؟
أي أداة مػػن أدوات قياسػػنا ،ولػػن قطعػاً لسػػنا كبػػن مػػن أجػػربه علػػى ىػػذا السػػلوؾ ،وال ّ
أي معادالت رياضيّة أو نظريات ىندسية ،وحتماً لن يكػوف ذلػك هبربه على ىذا السلوؾ ّ باختي ػػاره أو ذكائ ػػو ،ل ػػن هب ػػرب أم ػواج الض ػػوء عل ػػى ى ػػذا الس ػػلوؾ إال ذل ػػك الوس ػػط اؼبق ػػًتف ػوجي ،الوسػط ىػو مػػن هبػرب أمػواج الضػوء علػى السػَت دومػاً بسػػرعة وجػوده أبػداً بػالوجود اؼب ّ cبالنسػػبة لػػو ،سػواء كػػاف ذلػػك الضػػوء خارجػاً مػػن وسػػط شػػفاؼ ،أو مصػػدر متحػػرؾ، وسواء كاف ذلك اؼبصدر متحركاً على سطح األرض ،أو قبم بعيد ُب أعماؽ الفضاء.
والدليل على حتمية وجود ىذا الوسط ،ىو الطبيعة اؼبوجية للضوء ،فالطبيعة اؼبوجية ال تنشأ إال ُب ظل وسط ،ولوال وجود ىذا الوسط ،ؼبا ظهرت كل الظواىر اليت صنفت على أساس موجي ،مثل اغبيود والتداخل ،وظاىرة دوبلر ،وعدـ اعتماد سرعة األمواج على حركة مصدرىا ،وعودهتا الكتساب سرعتها األصلية بعد خروجها من األوساط الشفافة.
121
حدود الوس إذا سػػلمنا بالطبيعػػة اؼبوجيػػة للضػػوءٍ ،ب سػػلمنا بوجػػود ذلػػك الوسػػط الػػذي تسػػتلزمو تلػك الطبيعػػة ،فلػػيس أمامنػػا لتفسػػَت تلػػك النتيجػػة الػػيت اعتػػربت سػػلبية ُب ذبربػػة مايكلسػػوف ومػػوريل إال أف نفػػًتض أف ذلػػك الوسػػط الػػذي هبػػرب الضػػوء علػػى عبػػوره بسػػرعة cؿب ػيط بسػػطح األرض وسػػاكن بالنسػػبة ؽبػػا ..هبػػذا الشػكل فقػػط نسػػتطيع أف نفهػػم سػػبب ثبػػات سػػرعتو ُب صبيػػع االذباىػػات بالنسػػبة لسػػطح األرض ،ولػػن تشػػذ عػػن ىػػذا الوضػػع أيػة ذبربػػة يتم فيها قياس سرعة للضوء ينطلق مػن مصػادر متحركػة علػى سػطح األرض ،بػل إف ىػذه التجػػارب الػػيت وبػػتف فيهػػا الضػػوء بسػػرعتو الثابتػػة رغػػم حركػػة اؼبصػػدر دليػػل علػػى الطبيعػػة اؼبوجية للضوء ،وعلى وجود ذلك الوسط الذي تستلزمو تلك الطبيعة. أم ػػا ُب حال ػػة اإلش ػػارات الض ػػوئية القادم ػػة م ػػن مص ػػادر متحرك ػػة ُب أعم ػػاؽ الفض ػػاء، فانطالقهػػا بسػػرعة cبالنسػػبة ؼبصػػادرىا البعيػػدة(ٔ)ٍ ،ب وصػػوؽبا إلينػػا بػػنفس ىػػذه السػػرعة رغػػم وجػػود سػػرعة نسػػبية بيننػػا وبػػُت تلػػك اؼبصػػادر ،فػػال يعػػٍت إال شػػيئاً واحػػدا ،وىػػو أف
الوسػػط اؼبمتػػد ُب الفضػػاء بيننػػا وبػػُت تلػػك اؼبصػػادر مػػارس خاصػػيتو ُب إجبػػار الضػػوء علػػى تعديل سرعتو تدرهبياً من سرعتو االبتدائية اليت انطلػق هبػا بالنسػبة إلينػا مػن مصػدره البعيػد ) ُ( (C Vب حالػة كػػاف اعبػػرـ مبتعػػداً) إىل أف وصػلنا بسػػرعتو اؼبعروفػػة ، cوكػػاف التعػػديل هبػػري وفق ػاً غبالػػة الوسػػط اؼبتغػػَتة ُب كػػل غبظػػة ،بسػػبب انسػػحاب األوسػػاط مػػن بعضػػها
البعض .ففي كل نقطػة بػُت اعبػرمُت اؼبتباعػدين حالػة معينػة للوسػط ،وبالتػايل سػرعة معينػة للضوء فيها تتناسب مع تلك اغبالة.
(ٔ) ُب حالة افًتاض امتالكها لنفس كتلة األرض.
122
V
الضوئي الصادر من الراصد بغض النظر عن اآلليّة التي يحدث فيها التغيّر في سرعة الشعام ّ مبدئي خضوم سرعة الضوء لتحويل جاليليو للسرعات ف ق ، oيجب أن نقرر بشكل ّ ع ند ل حظة ص دورىا ولح ظ ة استقبالها.
123
ُب هنايػػة اؼبطػػاؼ ،تقودنػػا تلػػك اؼبالحظػػات اؼبتعػػددة إىل أف وسػػطنا اعبديػػد البػػد أف يكوف ُؿبيطاً باألرض ،وساكناً بالنسبة ؽبا ،وفبتداً ُب الفضاء إىل مػاال هنايػة ،يتحػرؾ معهػا
كقطعػة واحدة تقريباً ،مثلما وبيط اجملاؿ اؼبغناطيسػي باؼبغنػاطيس ويتحػرؾ معػو مػن مكػاف إىل آخر.
خاصػاً بكػل خاصاً هبػا لوحػدىا ،بػل سػيكوف ّ وىذا الوسط احمليط باألرض لن يكوف ّ
حصلة ؾبموعػة مػن األوسػاط اؼبتداخلػػة ،والػيت تولػد فلكي ،وستكوف اؼبُ ّ مادي ُ شيء ّ وجرـ ّ حركاهتا وانسحاباهتا مع بعضها البعض تلك الظواىر الضوئيّة احملَتة منها وغَت احملَتة.
124
الوس الجديد البد أن يكون ملتصقاً باألرض ومحيطاً بها ،وممتداً في الفضاء إلى ماال نهاية ،وىذا كهربائي لشح نة كه ربائيّة تمتد إلى ماال نهاية. يشبو إلى ح د بعيد خط وط مجال ّ
125
األرض كمصدر متحرك يحمل معو وس االنتشار الذي يُجبر الضوء الصادر من مصدر ساكن على السير بسرعة cفي جمي ع االتجاى ات( ،تج ربة مايكلسون)ٓ
مركز اإلفناء للبوزيترون إلكترون كمصدر متحرك في تجربة ساديو ،سيتحرك الضوء الصادر منو بسرعة cفي جميع االتجاىات بغ ض النظ ر ع ن حركة المصدر. .
نفس ىذا الوس ىو من يجبر الضوء على العودة واكتساب نفس سرعتو األولى التي كان ت لو ق بل أن يخ ترق الوس الش فاف.
126
الوس حقيقة واقعة كمػػا أثبتػػت العديػػد مػػن الوقػػائع الفيزيائيّػة ضػػرورة وجػػود وسػػط النتشػػار الضػػوء؛ فػػإف
وقائع فيزيائيّة وضوئيّة متعددة تثبت أف ىذا الوسػط حقيقػة واقعػػة ،وينطبػق عليػو مػا سػبق تصور ُربتمو الطبيعة اؼبوجيّة للضوء. وافًتضناه من ّ ولػػو ذىبنػػا لنتقصػػى فيمػػا حولنػػا مػػن الكػػوف عػػن وجػػود فبكػػن ؽبػػذا الوسػػط فلػػن نبػػذؿ اعباذيب لألجراـ الفلكية يبكػن أف يشػكل الوسػط الطبيع ّػي كثَت جهد لنكتشف أف اجملاؿ ّ النتش ػ ػػار األم ػ ػواج الكهرومغناطيس ػ ػػيّة ،فق ػ ػػد ثب ػ ػػت أف ل ػ ػػو ت ػ ػػأثَتاً ملموس ػ ػاً عل ػ ػػى األم ػ ػواج الكهرومغناطيسػ ػػية ،كمػ ػػا أنػ ػػو وبػ ػػيط بػ ػػاألرض ،بػ ػػل ويغمرىػ ػػا ويتحػ ػػرؾ معهػ ػػا ُب حركتهػ ػػا الدائمػػة ،ويبكػػن أف نعتػػرب أف لػػو وجػػوداً س ػػاكناً علػػى األقػػل بػػالقرب مػػن سػػطح األرض، وىػػذا الوجػػود ىػػو اؼبسػؤوؿ عػػن النتيجػػة الػػيت اعتُػِ َربت سػػلبيّة ُب ذبربػػة مايكلسػػوف ومػػوريل؛ لػػذا ف ػال نسػػتبعد أف يكػػوف ىػػو الوعػػاء اغبامػػل للضػػوء بػػل ولكػػل أن ػواع اجملػػاالت الطاقيّ ػة خاصػة وأنػػو َشػ ّكل قبػػل ذلػػك الوعػػاء الػػذي احتضػػن اؼبػػادة واحػػتف هبػػا دائػػرة ُب األخػرىّ ، فلكو منذ أف خلقها اهلل. إذاً ،ب ػػديلنا ال ػػذي نقدم ػػو ى ػػو أف الض ػػوء أو الطي ػػف الكهرومغناطيس ػػي بش ػػكل ع ػػاـ
وبتػػاج إىل وسػػط لالنتشػػار ،وىػػذا الوسػػط ىػػو اجملػػاؿ اعبػػاذيب لػػألرض ..فه و مج ال ق وة بالنس بة للكتل ة ،ووس انتش ار بالنس بة للطاق ة ،ي ؤثر عل ى الكتل ة بتس ارم ثاب ت، وعل ى الطاق ة بس رعة ثابت و ،وك ال التس ارم والس رعة يعتم دان عل ى ش دة أو حال ة المجال أو الوس .
127
128
الفصل الرابع بنية وس انتشار الضوء
129
تمهيد عودتنا النظرية النسبية أف الرياضيات وتركيباهتا األنيقة واؼبتناسقة ىي اليت تبٍت الفيزياء وحقائق الفيزياءٍ ،ب علينا أف نسلم هبذا البناء مهما كاف شكلو ومنطقو! فطاؼبا أف الرياضيات اليت بنتو متناسقة وأنيقة فال يهم بعد ذلك شيء. لذا نرى فيزياء النسبية ليس ؽبا أساس من الواقع ،وغَت متناغمة ،ومشحونة باالفًتاضات. فأين ىو اكبناء الزمكاف من الواقع؟! كيف يبكن أف نتخيل الزمكاف فضالً عن اكبناء الزمكاف؟! كيف يبكن أف نتخيل أو ندرؾ ثبات سرعة الضوء غَت اؼبعتمدة ال على حركة اؼبصدر وال على حركة الراصد؟! على أي أساس من واقع أو ىندسة أو رياضيات يرى راصداف -بينهما سرعة نسبية -نفسيهما ُب مركز كرة ضوئية منتفخة بسرعة الضوء؟! أين ىو التناغم بُت تقلص الطوؿ الذي يصل إىل الصفرُ ،ب الوقت الذي تصل فيو كتلة ىذا الطوؿ مقداراً ال هنائياً؟! كيف تكوف قوانُت الفيزياء ال متغَتة بالنسبة عبميع أنظمة اإلحداثيات بينما قياسات األطواؿ والكتل واؼبسافات وزمن الساعات كلها متغَتة ،ال يتفق راصداف بينهما سرعة نسبية على قياس واحد؟!
131
وفيما ىبصنا ،فاألمر على خالؼ ذلك ،إذ نبحث ُب اعبوانب الفيزيائية أوالً كما ىو دأب أي باحث فيزيائي يأخذ ُب اعتباره أسس وقواعد اؼبنهج العلمي الصحيح، وبعد ذلك فلتأت الرياضيات ُب أي ثوب ؽبا شاءت أف تأٌب ،فما ىي إال ؾبرد أداة تعبَت واختزاؿ. وُب حبثنا ىذا اؼبتعلق ببنية اجملاؿ ،سنبحث من جديد ُب حقيقة ىذا اجملاؿ ،وكيف يعمل ،من غَت االلتفات ،أو األخذ بعُت االعتبار أياً من نظريات اعباذبية اؼببنية على النسبية أو غَت النسبية ،سنبحث ُب تناظرات وتناسقات الطبيعة ذاهتا ،ففيها سيكوف مفتاح اغبل لكل معضلة. إف الطبيعة ،أو األحداث الفيزيائية ،ظبها ما شئت ،كائن متناسق ومًتابط ،ومن أثر ذلك التناسق والًتابط أنك ذبد سباثالً وتناظراً بُت وقائعها اؼبتعددة على اؼبستوى الكبَت والصغَت ،فنجد أف اؼبظاىر الكونية الكربى تدؿ على حقائق اؼبكنونات الكونية الصغرى ،من حيث الشكل والكيفية ،ومن األمثلة على ذلك شكل وتركيب الذرة ،فهو إىل حد بعيد يشبو شكل وتركيب اجملموعة الشمسية؛ لذلك قبد أف أحد األوصاؼ العلمية لًتكيب الذرة ىو نظاـ بسي أو كوكيب ،وفيما ىبص موضوع حبثنا( ،بنية اجملاؿ اعباذيب) ،سنستخدـ ىذا التناظر اؼبتاح ُب الطبيعة لتبسيط وشرح اجملاؿ اعباذيب وكيفية عملو.
131
وظائف المجال قلنا ُب تفسَتنا لظاىرة ثبات سرعة الضوء اؼبالحظة :إف اجملاؿ اعباذيب لألجراـ الفلكية ىو ؾباؿ قوة بالنسبة للكتلة ووسط انتشار بالنسبة للطاقة ،وذلك يعٍت أف ؽبذا اجملاؿ وظيفتُت ،وىنا يأٌب السؤاؿ :كيف يبكن أف نتصور وجود وظيفتُت ُب نفس الوقت للمجاؿ اعباذيب لألجراـ الفلكية؟ اإلجابة قبدىا ُب أحد مظاىر الطبيعة اليت تلفنا ،وتلف كل شيء من حولنا من غَت أف نشعر بو ،أال وىو اؽبواء ،فاؽبواء يدفعنا ذات اليمُت ،و يقذؼ بنا ذات الشماؿ ،ووبملنا إىل أعلى ،ويهوي بنا إىل أسفل ،وبسبب ظاىرة الضغط اليت يبارسها، يساىم فيما ال وبصى من العمليات الفيزيائية والكيميائية اعبارية على كوكبنا األزرؽ ،أما ذراتو وجزيئاتو فلها أيضاً ماال وبصى من الوظائف اؼبتنوعة باالشًتاؾ مع اؼباء والًتاب وضوء الشمس غبف اغبياة على سطح األرضٍ ،ب ىو بعد ذلك ينقل لنا آالؼ الروائح اؼبختلفة ،وفوؽ كل ذلك هتتز جزيئاتو وذراتو لتشكل أمواج الصوت الذي نتخاطب بو فسبحاف اػبالؽ. قس على ذلك موضوع حبثنا (اجملاؿ اعباذيب) ،فلو صبلة من الوظائف ،منها ما ىو مالح وىي فبارسة القوة على الكتل لدفعها باذباه سطح األرض أو للدوراف حوؽبا، وُب نفس الوقت هتتز جزيئاتو لتنقل لنا أمواج الضوء من مكاف إىل مكاف .فما ىي جزيئاتو اليت هتتز؟ وكيف تشكل وسطاً النتشار الطاقة ،وُب نفس الوقت تؤثر على الكتلة بقوهتا لتجعلها تسقط بتسارعها اؼبعروؼ؟
132
البُنية الدقيقة لجزيئات المجال ما الذي هبعل األشياء تسقط متسارعة كبو سطح األرض؟ أجاب نيوتن بأهنا قوة اعباذبية اليت تعمل بالتأثَت عن بعد ،بدوف أف يشَت إىل الكيفية ،وفيما بعد كانت النسبية اليت جاءت بتفسَتاهتا الرياضية اؼببنية على ىندسات اكبناء الزمكاف اػبيالية. أما ُب نظريتنا فال كبتاج من أجل اإلجابة على ىذا السؤاؿ إىل إجراء أي ذبارب بُت النجوـ البعيدة ،أو ذات العواقب الوخيمة ،أو أف كبضر مارداً ضخماً هبر مصعداً،
أو راقصة بأبعاد فلكية
(ٔ)
..كل ما كبتاجو ىو بعض التحليل العلمي اؼببٍت على
ٔ -ىكذا يتم تقريب نسبية التزامن ُب بعض الكتب :راقصة بأبعاد فلكية تقوـ بتحريك ذراعيها، فَتى بعض اؼبشاىدين ذراعها اليمٌت تتحرؾ قبل اليسرى ،وبعضهم يرى أف اليسرى ربركت قبل اليمٌت ،وبعضهم يرى اليمٌت واليسرى تتحركاف ُب نفس الوقت ،حبسب موقع اؼبشاىد الفلكي .. رغم أف ىذه النسبية من التزامن غَت واقعية إال أهنا مفهومة ،وىي تنشأ بسبب السرعة احملدودة للضوء ،أما نسبية التزامن اليت يقربوف لفهمها هبذا اؼبثل الراقص ،فهي فوؽ تصور أي مشاىد أو راصد على اإلطالؽ ،ففيها يتم مرة افًتاض حصوؿ حدثُت حقيقُت تسببت فيهما بشكل متزامن إشارتاف ضوئيتاف ،واغبدثاف ،نبا :انفتاح بوابيت القطار السريع آلينشتاين ُب وقت واحدٍ ،ب إهنما (أي :البوابتُت) تتسبب ُب فتحهما واحداً قبل اآلخر ،بالنسبة لراصد آخر ،نفس اإلشارتُت الضوئيتُت ،أي أف إحدى البوابتُت فتحت مرتُت ،واؼبفًتض لكل بوابو أف تفتح مرة واحدة فقط طبقاً للتحليل الفيزيائي اؼبنطقي ،فاؼبسألة إذاً ليست ؾبرد وقت أكثر ربتاجو الصورة الخًتاؽ حاجز اؼبكاف ،بل ىي اخًتاؽ غباجز اؼبعقوالت إىل ما وراء اؼبعقوالت أو اؼبستحيالت.
133
اؼبنطق البديهي واغبس الفيزيائي السليم ،وقليل من التأمل ُب اؼبظاىر الكونية الكربى، فهي كما سبق وبينا تدؿ على اؼبكنونات الكونية الصغرى. من أجل أف نتبُت حقيقة ىذا اجملاؿ ،سنفكر كيف يبكن أف تكوف بنيتو حبيث تؤدي إىل سقوط األجساـ كبو األرض. يعٍت سقوط األجساـ كبو األرض وليس إىل أي اذباه آخر .وجود قوة غَت مرئية تشد األجساـ كبو األرض ،وقد افًتضنا وجود قوة ،بسبب ما نالحظو من حصوؿ تسارع ُب اذباه األرض .فالتسارع كما ىو مالح ال ينشأ إال ُب ظل تأثَت قوة. وىذه القوة البد أف تكوف موزعة توزيعاً متجانساً ُب الفضاء حوؿ األرض ،وسبارس فعلها ُب جذب األجساـ كبو األرض ُب كل نقطة ،نظرياً؛ ابتداءً من سطح األرض إىل
ما ال هناية.
ويالح التأثَت اؼبستمر ؽبذه القوة على األجساـ ،أي أهنا تعمل على شد األجساـ ُب اذباه األرض ،سواء كانت األجساـ ساكنة بالنسبة لألرض ،أو ساقطة كبو األرض .فالساقطة ىي ُب حالة تسارع مستمر كردة فعل للتأثَت اؼبستمر للقوة ،أما الساكنة فتظهر ردة فعل اعبسم على تأثَت القوة بأف يضغط على نفسو من األعلى إىل األسفل ،إىل أف يصل تأثَت الضغط على اغبائل الذي يبنع اغبركة كبو األرض. وىذه القوى ال بد أف تكوف متغلغلة داخل أعماؽ اؼبادة ،لتعمل على التأثَت ُب كل جزيئة من جزيئاهتا .إذ ال يعقل أف تعمل من جهة واحدة ،كأف تقوـ بالدفع من أعلى اعبسم أو أف تسحبو من أسفلو.
134
وقد استنتجنا عقلياً ،أف ىذه القوى تعمل دفعة واحدة ُب نفس الوقت على صبيع أجزاء اؼبادة لتنقلها دفعة واحدة من نقطة إىل نقطة ،وُب كل نقطة سبارس تلك القوى تأثَتىا لتزيد ُب كل مرة من سرعة جزيئات اؼبادة دفعة واحدة ،وىكذا ُب كل مرة تزداد السرعة من نقطة إىل نقطة باذباه سطح األرض ،فيحصل التسارع اؼبعروؼ من غَت أف وبصل إجهاد أو تضاغط عبزيئات اؼبادة على بعضها البعض ،كما ىو اغباؿ ُب تأثَت قوة تدفع اعبسم من جهة واحدة أو نقطة واحدة. بعد ىذه اؼبقدمة اليت نأمل أف تكوف قد مهدت للبحث ُب شكل ىذه اعبزيئات وطريقة عملها ،نأٌب إىل اؼبظاىر الطبيعية اؼبالحظة ،أو حىت الصناعية اليت يبكن أف تعطينا خيطاً نبدأ منو فهم حقيقة عمل ىذه القوى أو احملركات الصغَتة. أجل ؿبركات ،البد أف تكوف جزيئات ؾبالنا ىذه عبارة عن ؿبركات ،وإال فما الذي سيحرؾ أجزاء اؼبادة وهبعلها تتسارع كبو األرض؟ البد أهنا ؿبركات ،تدور فتحدث تأثَتىا. واآلف يأٌب السؤاؿ :ىل يوجد ُب مظاىر الطبيعة الكربى ؿبركات تدفع باألشياء إىل أسفل؟ اإلجابة نعم ،وىي الدوامات ،وقبدىا ُب البحار أو ُب مصارؼ أحواض اؼبياه، ونالح ُب دوامات البحار كيف تدور وتشد من يقع ُب وسطها إىل القاع ،وُب اؼبظاىر الصناعية ،الح كيف تتحرؾ اغبلقة اغبديدية اؼبسننة لولبياً إىل أسفل مسمار مسنن عندما يدور اؼبسمار ُب جهة معينة. إذاً ؿبركاتنا ىي دوامات صغَتةُ ،ب حركة لولبية دائمة ،والبد أف تكوف على اتصاؿ ببعضها البعض ،طرؼ هناية إحداىا يبسك بطرؼ بداية اليت تليها ،حبيث تشكل حبالً 135
بشبو حبل األمواج اؼبوقوفة ،تؤدي حركتو اللولبية السريعة ُب اذباه معُت ثابت إىل انزالؽ متسارع للمادة -اليت يتخللها -كبو األرض. وىذه اغبباؿ أو الدوامات كثيفة وصغَتة لدرجة أف اإللكًتوف يسبح ُب حبر منها، ومنشأ حدوثها أو التسبب ُب دوراهنا البد أف يكوف أنوية ذرات اؼبادة ،وُب الغالب من خالؿ حركة نويات النواة. وقوة تلك الدوامات البد أهنا تزداد بًتاكم ذرات اؼبادة اؼبثَتة ؽبا ،فتزداد قوهتا كلما كاف اعبرـ الفلكي أكرب. آلية التفاعل بين الدوامات والمادة:
تؤثر الدوامات اؼبتصلة بعضها ببعض عن طريق لفها السريع ُب جزيء اؼبادة
(وليكن اإللكًتوف على سبيل اؼبثاؿ)؛ لتجعلو يتسارع كبو األرض ،ومن أجل حصوؿ السحب لإللكًتوف ،سنفًتض أف لإللكًتوف ،أو لكل جزيء من جزيئات اؼبادة األولية الصغَتة ،بنية فراغية معينة ،تتأثر بعملية اللف فتنسحب كبو األسفل. والبد ؽبذا اللف اؼبتجو كبو األسفل أال يكوف لو أي تأثَت على جزيء الكتلة ُب االذباه األفقي اؼبوازي لسطح األرض ،ليبقى ؿبافظاً على معدؿ ثابت ُب قطعو ػبطوط ىذا اجملاؿ ،أو اغبباؿ الدوامية اؼبتعامدة على سطح األرض. كيفية السحب وحدوث التسارم: عندما تؤثر قوة على جسم ما ،بعيداً عن تأثَت اعباذبية ،أو أف تؤثر على جسم ُب اذباه مواز لسطح األرض ،فإهنا تقوـ بالتأثَت على اعبسم وإكسابو التسارع من خالؿ الدفع من نقطة واحدة أو جهة واحدة ،كأف يدفع ؿبرؾ اعبسم من اػبلف ،فتستجيب 136
باقي جزيئات اعبسم على التوايل على طوؿ اػبط اؼبمدود من أوؿ اعبسم إىل آخره ،كل جزيئة تنقل تأثَت القوة إىل اليت تليها. أما ُب حالة الدوامات اليت تشد األجساـ كبو األرض ،فال تقوـ بالتأثَت على اعبسم بنفس الطريقة ،بل تؤثر على كل جزيئات اعبسم دفعة واحدة وُب نفس الوقت لتنقل اعبسم من سرعة إىل سرعة. يًتتب على ذلك شيئاف: األوؿ :عدـ حدوث تضاغط للجسم على نفسو كما ُب حالة تأثَت قوة من نقطة واحدة على اعبسم ،فاحملركات الصغَتة تعمل ُب نفس الوقت على دفع اعبسم بأكملو، مرة واحدة كبو األرض فال وبصل تضاغط أو انكماش للجسم على نفسو ،فيتسارع على دفعات متتالية تسارع اعباذبية اؼبعروؼ ،وىذه اغبالة (تسارع اعبسم من غَت حدوث انضغاط جزيئاتو على نفسها) سنسميها حالة انسجاـ اعبسم مع ؾبالو ،وىذه اغبالة اال نسجامية للجسم ىي ما نعرفها حبالة انعداـ الوزف ،وىي فباثلة غبالة أشياء تسقط مع مصعد بعجلة اعباذبية األرضية (السقوط اغبر) ،أو جسم ُب الفضاء بعيداً عن تأثَت أي قوة فيتحرؾ حبركتو اؼبنتظمة (سرعة ثابتة ُب خط مستقيم).
ثانياً :حدوث نفس التسارع كبو األرض للكتل الصغَتة والكتل الكبَتة على حد سواء ،دبعٌت وصوؿ الكتل الصغَتة والكتل الكبَتة إىل سطح األرض -عندما تًتؾ لتسقط ُ -ب نفس الزمن ،وما نشَت إليو ،ىو ما اكتشفو جاليليو عندما قاـ بإلقاء كتل ـبتلفة الوزف من أعلى برج بيزا ،فوصلت كلها ُب نفس الوقت إىل سطح األرض، فاستنتج أف التسارع كاف واحداً.
137
وتفسَت ذلك أصبح سهالً اآلف ،وىو أف لكل جزيء أويل من جزيئات الكتلة عدد ثابت من الدوامات احملركة اليت تدفعو ،واليت ىي مًتاصة وموجودة ُب كل مكاف بشكل متجانس ،فلو أف جسيماً أولياً مكوناً من جزيء كتلة واحد ،فسيكوف لو على سبيل اؼبثاؿ مليوف دوامة تدفعو أو ربركو ،ولو أنو مكوف من جزيئي كتلة ،فسيكوف ؽبما مليوناف من الدوامات اليت تدفعهما ،ولو أنو مكوف من مائة جزيء كتلة ،فسيكوف لو مائة مليوف دوامة ربركو ،وىكذا كلما زاد عدد جزيئات الكتلة األولية ُب اعبسم زادت عدد الدوامات اليت تسحبو كبو األرض ،والنتيجة حصوؿ نفس التسارع لكل اعبزيئات سواء كانت منفصلة أو مرتبطة ،مًتاصة بالطوؿ أو بالعرض ،متكاثفة أو متخلخلة ،من حديد أو من خشب ،سنجد أف كل مليوف دوامة تقوـ بسحب جزيئها اػباص هبا مسافة أولية معينة ُب جزء معُت من الثانية لتسلمو بعد ذلك للدوامات اليت تليها ،واليت ستمارس نفس الشيء ،فتنقل اعبزيء إىل سرعة أخرى أكرب ،وىكذا ينشأ تسارع اعباذبية اؼبعروؼ لكل جزيئة إىل أف تصل إىل األرض. أما عندما ُسبنع اعبزيئات عن التسارع كبو األرض ،كأف يعًتضها حائل ما ،فستظل
الدوامات تعمل ،وتكوف النتيجة انضغاط اعبزيئات األولية للمادة على بعضها لتنقل ؾبموع تأثَتاهتا إىل النقطة أو اغبائل الذي اعًتض السقوط اغبر عبزيئات اؼبادة ،عندىا سنلمس ما يعرؼ بوزف اعبسم ،ويصبح اعبسم ُب حالة عدـ انسجاـ مع ؾبالو.
138
االنسجام وعدم االنسجام وأنواعهما: االنسجاـ وعدـ االنسجاـ مفهوماف جديداف سيساعداف ُب فهم حقيقة تفاعل الكتل مع ؾباؽبا اؼبقروف بوجودىا ،ونعٍت باالنسجاـ :التفاعل الطبيعي لألجساـ مع ؾباالهتا ،أو استجابة األجساـ لتأثَت اجملاؿ ،واألثر احملسوس أو اؼبًتتب على حالة االنسجاـ ىي حالة انعداـ الوزف ،فأي جسم ُب حالة انعداـ وزف ىو ُب حقيقة األمر ُب حالة انسجاـ مع مكانو أو ؾبالو ،أي يتفاعل تفاعالً طبيعياً مع دوامات اجملاؿ، فيستجيب ؽبا إما ساقطاً بتسارٍع كبو مصدرىا ،أو دائراً حوؿ مصدرىا ،كما ىو اغباؿ ُب حركة الكواكب حوؿ الشمس ،أو أف يستجيب ؽبا ُب أي مسار فلكي داخل اجملموعة الشمسية أو بُت النجوـ بعيداً عن اجملموعة الشمسية. أما حالة عدـ االنسجاـ ،فتكوف دبنع األجساـ من التفاعل الطبيعي مع ؾباالهتا؛ بأف يعًتض حركتها قوة لتجعلها ُب حالة سكوف أو حركة منتظمة (كما ُب حالة االجساـ اؼبتواجدة ُب اجملاؿ اعباذيب لألرض) ،أو لتجعلها ُب حالة تسارع بدالً من
حركتها اؼبنتظمة (ُب حالة األجساـ البعيدة عن تأثَتات اجملاالت اعباذبية اؼبباشرة)، وحالة عدـ االنسجاـ األخَتة ىذه تشبو حالة عدـ االنسجاـ عبسم متوقف عن السقوط اغبر كبو األرض ،مع فارؽ أف األوؿ يتسارع والثاين ُب حالة سكوف بالنسبة لألرض ،وكال اعبسمُت ُب حالة عدـ انسجاـ ،أو قهر على التفاعل مع ؾبالو بطريقة ـبتلفة تؤدي إىل جعل اعبسم ينضغط على نفسو. لتقريب حالة االنسجاـ وعدـ االنسجاـ إىل األذىاف ،زبيل بالوناً فبلوءاً باؼباء لػو شػكػل كػروي ،فعػندمػا يػًتؾ لػيسقػط سػقوطػاً حػراً فػي اؼبػجاؿ اعباذيب لألرض ،فإنو يسقط ؿبافظاً على شكلو الكروي تاـ االستدارة إىل أف يصل إىل سطح األرض ،وُب 139
حاؿ ًب اعًتاضو حبائل كأف يوضع على سطح طاولة ،فإنو يفقد استدارتو التامة وينبعج منضغطاً على نفسو بنقصاف ُب ؿبوره الطويل ،وزيادة ُب ؿبوره اؼبوازي لسطح األرض. ُب اغبالة األوىل (السقوط اغبر للبالوف) كاف البالوف ُب حالة انسجاـ مع ؾبالو، تتفاعل الدوامات مع كل جزيئاتو ُب نفس الوقت لتنقلو من سرعة إىل سرعة ،فال وبصل أي انضغاط أو إجهاد على جزيئات البالوف اؼبتسارع كبو األرض ،فيظل ؿبتفظاً باستدارتو التامة ،أما ُب حالة اعًتاض البالوف حبائل ،فتعمل الدوامات على ربريك جزيئات البالوف فتستجيب ىذه األخَتة إىل تغيَت سرعتها ولكن إىل حد معُت ،وىو اغبد الذي يصل فيو البالوف إىل حالة االنبعاج اؼبوصوفة آنفاً ،بعدىا تظل الدوامات تعمل ُب نفس اعبزيئات ؿباولةً دفعها إىل أسفل بدوف جدوى ،وىكذا يظل البالوف على
وضعو اجملُهد أو غَت اؼبنسجم مع ؾبالو ،ولكنو رغم ذلك يبارس ضغطاً على سطح الطاولة يبكن االستفادة منو ،وىو ما يعرؼ بطاقة الوضع واليت ستتحوؿ إىل طاقة حركة دبجرد ترؾ البالوف لسطح الطاولة وسقوطو كبو األسفل. لن ىبتلف ىذا الوضع اؼبوصوؼ أعاله لو أننا استبدلنا البالوف بكرة من اغبديد أو اػبشب ،إال ُب اختفاء االنبعاج فقط بسبب صالدة اػبشب أو اغبديد. ىذه اغبالة من االنسجاـ وعدـ االنسجاـ ُب اجملاؿ اعباذيب زبتلف آليتها عن حالة االنسجاـ وعدـ االنسجاـ عبسم ُب الفضاء اػبارجي بعيداً عن األرض. وسبب االختالؼ أف اؼبعطيات ستختلف ،فهذا البالوف اؼبملوء باؼباء بعيداً ُب الفضاء لن يصادؼ دوامات تشد جزيئاتو إىل جهة معينة ،كتلك الدوامات اليت بالقرب من سطح األرض ،بل ستكوف الدوامات تقريباً متماثلة من صبيع االذباىات ،كأهنا كرة تدور حوؿ نفسها ،واحملصلة عدـ حصوؿ الدفع ُب أي جهة معينة ،عندىا سيتحرؾ 141
البالوف ُب أي اذباه بدوف تسارع(ٔ) ،يًتتب على ذلك عدـ حصوؿ إجهاد أو انضغاط عبزيئات البالوف على نفسها ،فيحتف البالوف بكامل استدارتو من غَت أي تشويو .. إذاً ،ىذه اغبالة من االنسجاـ زبتلف عن حالة االنسجاـ عند سطح األرض ،فهنا انسجاـ مع سرعة منتظمة ،وعند األرض انسجاـ مع وجود تسارع ،ىنا دوامات متناظرة ُب الشكل ال اذباه ؽبا ،وىناؾ دوامات تدفع باذباه األرض. ُب حالة أثرنا بقوة من جهة واحدة على ذلك البالوف اؼبنسجم مع ؾبالو ُب الفضاء اػبارجي ،وزبيلنا أف تلك القوة على دفعات متتالية ،بينها فًتات زمنية قصَتة ،فإف كل دفعة لن تنقل فجأة دفعة واحدة كل جزيئات البالوف من سرعتو اليت كاف عليها قبل الدفع إىل سرعتو اعبديدة بعد الدفع ،بل البد لذلك التغَت أف وبصل بشكل متدرج ينتقل على شكل موجة من أوؿ البالوف إىل آخره ،وتصورنا أف ذلك سيكوف على النحو التايل: تدفع القوة اؼبتمثلة ُب الدفعة األوىل ،اعبزيئة األوىل ،ؿباول ًة إخراجها من تفاعلها اؼبنتظم مع ؾباؽبا لتأخذ سرعة جديدة ؽبا (أي تقوـ بقطع دوامات اجملاؿ دبعدؿ أكرب)، وُب تلك األثناء ،وبينما اعبزيئة األوىل ُب حالة معاناة من التغَت من السرعة القديبة إلػى السػرعػة اعبػديػدة تػبدأ بالضػغط علػى اعبػزيئة اليت تلػيها ،واليت تقاوـ التغَت من حالتها اغبركية ورباوؿ التشبث بتفاعلها اؼبنتظم مع ؾباؽبا ،ولكن سرعاف ما تزوؿ ىذه اؼبقاومة عن طريق إفراغها كقوة دفع ُب اعبزيئة اليت تليها ،وىكذا تنتقل موجة حبركة منتظمة من الدفع واؼبقاومة من أوؿ البالوف إىل آخرة ،واحملصلة انتقاؿ البالوف بشكل تدرهبي من ٔ -نقصد بدوف تسارع ملحوظ ،وإال فإف كل مادة الكوف ربت تأثَت قوة الدوامات ،وُب حالة تسارع ولكن ال نالحظو إال على اؼبدى الطويل.
141
سرعتو القديبة إىل سرعتو اعبديدةٍ ،ب تأٌب الدفعة التالية من دفعات القوة لتفعل ما فعلتو الدفعة األوىل فتكتسب جزيئات البالوف سرعة جديدة ،وىكذا وبدث التسارع أو بشكل أدؽ التصارع بُت القوة الدافعة وقوة مقاومة جزيئات البالوف للحركة ،وتكوف نتيجة ذلك أف ينضغط البالوف على نفسو ُب حالة من التعبَت عن عدـ االنسجاـ ،ؿباوالً التشبث بسرعتو اؼبنتظمة.
142
حالة االنسجام مع المجال في الفضاء بعيداً عن الحقول الجاذبية المباشرة
وىي تنشأ بسبب عدـ تأثَت أي قوة على اعبسم ،وفيها سيتحرؾ بالوف مليء باؼباء حركتو اؼبنتظمة (سرعة ثابتة ُب خط مستقيم) بدوف أف يطرأ أي تشوه على استدارتو التامة.
حالة عدم االنسجام مع المجال في الفضاء بعيداً عن الحقول الجاذبية المباشرة
وىي تنشأ عند تأثَت قوة على جسم ،وُب ىذه اغبالة سيتحرؾ البالوف اؼبليء باؼباء حبركة متسارعة وىو منضغط على نفسو ُب اذباه تأثَت القوة.
143
حالة االنسجام مع المجال ،في حقل جاذبي مباشر
وىي تنشأ أثناء تأثَت قوة اجملاؿ اعباذيب على جسم فيتسارع كبو األرض ،وُب ىذه اغبالة سيتحرؾ بالوف فبلوء باؼباء ساقطاً بعجلة اعباذبية وىو ُب حالة استدارة تامة.
حالة عدم االنسجام مع المجال ،في حقل جاذبي مباشر
وىي تنشأ أثناء تأثَت قوة اجملاؿ اعباذيب على جسم ساكن أو متحرؾ بسرعة منتظمة كبو األرض ،وُب ىذه اغبالة سينضغط البالوف اؼبملوء باؼباء على نفسو باذباه األرض.
144
المجال الجاذبي كوس انتشار للضوء وكما رأينا كيف تتشبث الكتلة دبجاؽبا وتقاوـ أي تغَت ُب حالتها اغبركية ،تتشبث كذلك األمواج الكهرومغناطيسية بوسطها وتقاوـ أي تغَت ُب حركتها لتحتف بنفس سرعتها اؼبعروفة cبالنسبة ؽبذا الوسط ،وأي ؿباولة لتغيَت سرعتها عن طريق ربريك اؼبصدر تواجو بردة فعل ىي :انضغاط األمواج على نفسها ُب اذباه حركتها ،وتراخيها ُب عكس اذباه حركتها ،لتظهر منزاحة كبو األزرؽ أماـ اؼبصدر ،وكبو األضبر خلف اؼبصدر(ٔ) ،أما آلية انتقاؿ ىذه الطاقة فاؼبرجح ىو اىتزاز دوامات ىذا اجملاؿ اؼبوصوفة آنفاً بطريقة معينة ،ال نعلم إىل اآلف شكلها ،ولكن لبمن عدداً من االحتماالت ،قد يصدؽ أحدىا ،فردبا أف الدوامة نفسها هتتز بالكامل يبيناً ويساراً ،إىل أعلى وأسفل ،كما
وبدث ُب جزيئات اؽبواء ،أو ردبا يهتز جزء منها انتفاخاً وتقلصاً ،أو ردبا انضغاطاً وتراخياً ُب طوؽبا ،أو ردبا هتتز تضاغطاً أو زبلخالً كمجموعات أو حزـ ،وىناؾ احتماؿ آخر ،وىو وجود ؾباؿ آخر مركب على ىذه الدوامات ،ردبا كهربائي أو مغناطيسي بكيفية معينة. ُب هناية اؼبطاؼ ،بشكل أو بآخر ،فإف وسط انتشار الضوء إما ىو نفسو اجملاؿ اعباذيب لألرض ،أو ىو مربوط باجملاؿ اعباذيب لألرض ،وقد أثبت ىذا التصور :ذبارب
ُٔ -ب حالة كاف اؼبصدر متحركاً فإف سرعة الضوء أمامو أقل من ، cوخلفو أكرب من ، c أما الراصد اؼبتحرؾ بالنسبة ؽبذا الوسط ،فسَتى وفقاً لتحويل جاليليو سرعات للضوء تعتمد على سرعتو ىو ،ليجد سرعة أكرب للضوء إف كاف يتجو مسرعاً كبوه ،وسرعة أقل إف كاف يفر ىارباً منو.
145
مايكلسوف وموريل ،وذبارب انبعاث جاما ،إضافة إىل تأكد وجود تأثَت يبارسو اجملاؿ اعباذيب للكتلة على أمواج الضوء. فتجربة مايكلسوف وموريل بينت سرعة واحدة ألمواج الضوء ُب صبيع االذباىات بالنسبة لسطح األرض ،ودبا أف الضوء قد ثبت أنو حركة موجية ،فهذا يعٍت أنو انتشر ُب ذلك الوسط الذي تتطلبو الطبيعة اؼبوجية للضوء ،وىذا الوسط اعتماداً على النتيجة
السلبية للتجربة البد أف يكوف مالصقاً لألرض ومتحركاً معها كقطعة واحدة على األقل إىل ارتفاع ٓٓٓ ٛقدـ من سطح األرض ،أثبتت ىذه اغبقيقة ذبربة على غرار ذبربة مايكلسوف وموريل أجراىا (أغسطس بيكارد) عاـ ٜٕٔٛـ ُب بالوف على ارتفاع ٓٓٓ ٛقدـ ..لقد أظهرت تلك التجربة نفس النتيجة السلبية اليت أظهرهتا ذبربة مايكلسوف وموريل ،وىذا يعٍت أف وسط انتشار الضوء ساكن ومتحرؾ مع األرض كقطعة واحدة أقلو إىل ذلك االرتفاع ،ولكنو قطعاً سيتداخل مع غَته من األوساط اػباصة باألجراـ الفلكية إذا أوغلنا بعيدا ُب الفضاء باذباىها ،وستكوف ؿبصلة ذلك التداخل أوساطاً بدرجات ـبتلفة من التأثَت على سرعة واكبناء أمواج الضوء ..أما ذبارب انبعاث جاما أو ذبربة (ساديو) اليت ًب إجراؤىا عاـ ٖٜٔٙـ ،فقد أكدت ىذا التصور ومل تتناقض معو ،وأكدت -إضافة إىل ذلك -الطبيعة اؼبوجية للطيف الكهرومغناطيسي ،إذ أف فوتونات جاما ربركت بسرعة الضوء بالنسبة عبدراف اؼبخترب اؼبربوط بنظاـ إسناد األرض ،غَت متأثرة بسرعة اؼبصدر اؼبنطلقة منو ،واليت بلغت نصف سرعة الضوء.
146
األدلة على تأثير المجال الجاذبي كوس انتشار: نقصد هبذا العنواف :الرباىُت اليت تثبت تأثر األمواج الكهرومغناطيسية باجملاؿ اعباذيب لألرض ال كمجاؿ قوة ،بل كوسط انتشار ،واألدلة اليت تثبت وجود ىذا التأثَت ىي نفسها الظواىر الفلكية اليت اعتربت من أدلة النسبية العامة وىي :حيود أشعة الضوء اغباملة لصور النجوـ عند مروره بالقرب من سطح الشمس ،الزحزحة التثاقلية اغبمراء، حركة حضيض عطارد ،والحقاً ظاىرة شابَتو. ىذه األدلة احملدودة ،ىي أيضاً ؿبدودة ُب داللتها ،ال تفي دبا أرادت لنا النسبية أف نتصوره ،وىو اكبناء الزمكاف ،فنحن يبكن أف نتخيل كيف ينحٍت اػبط اؼبستقيم ،أو كيف ينحٍت اؼبستوى ،أما كيف ينحٍت اؼبكاف ،واألعجب منو اكبناء الزمكاف ،فهذا ما ال سبيل إىل زبيلو ،وىذا ما عرب عنو مؤلفا كتاب (الفيزياء الكالسيكية واغبديثة) كينيث وفورد :حيث قاال ُب القسم السادس من الكتاب: "تتطلب النسبية العامة من اػبياؿ أكثر فبا يستطيع اػبياؿ أف يقدمو ،فقد اقتضت النسبية اػباصة منا أف نتخلى عن فكرة الزماف اؼبطلق ،وأف كباوؿ تصور عامل الزمكاف الرباعي األبعاد ..وإىل جانب ىذه الصعوبات ،تضيف النسبية العامة الزمكاف اؼبنحٍت، طالبة منا أف نتصور األجساـ على أهنا ال تتأثر بقوى اعباذبية ،بل ىي بدالً من ذلك تستجيب ُب حركتها الكبناء الفضاء جبوارىا". قيلت ىذه الكلمات من اؼبؤلفُت ،ولكنها مع ذلك مل سبنع مدحهما اؼبستمر واالعجاب بالنسبية وأفكارىا ،شأهنما ُب ذلك شأف مؤلف كتاب (مقرر بَتكلي) ،فهي إذاً عدوى منتشرة ،ولكننا سنحاوؿ النأي بأنفسنا عنها ،فنضيف إىل جانب استنكارنا
147
من تفاسَت النسبية الغامضة تقدًن التفاسَت الواضحة اليت ال تتعارض مع البديهة واؼبنطق وقدرة اػبياؿ ،ونبدأ ب ػ ػ : ٔ -حيود أشعة الضوء الحاملة لصور النجوم عند مرورىا بالقرب من قرص الشمس: تُعت ػػرب ظ ػػاىرة اكب ػراؼ أش ػ ّػعة الض ػػوء عن ػػد مرورى ػػا ب ػػالقرب م ػػن ق ػػرص الش ػػمس ،ال ػػيت
رصػػدىا كػػل مػػن أدينغتػػوف وكوتنغهػػاـ وكػػروملُت عػػاـ ٜٜٔٔـ ُب كسػػوؼ كلػ ّػي للشػػمس ُب الربازي ػػل ،وُب جزي ػػرة برنس ػػيب (أفريقي ػػا الغربيّ ػػة) ،م ػػن أق ػػوى األدل ػػة عل ػػى ت ػػأثَت اجمل ػػاؿ اعباذيب للشمس على أمواج الضوء. لقد عُزيت ىذا الظاىرة من وجهػة النظػر النسػبية إىل اكبنػاء الزمكػاف حػوؿ الشػمس، وى ػػذا تفس ػػَت فيزي ػػائي غ ػػَت واقع ػػي ،يلف ػػو الغم ػػوض م ػػن جهات ػػو األرب ػػع ،أو ردب ػػا اػبم ػػس، واحسن ما قيل ُب تفسَت ىذه الظاىرة ىو أف اجملاؿ اعباذيب أثر بقوتو على الطاقػة ،وكبػن نتفػػق مػػع ىػػذا التفسػػَت ُب وجػػود تػػأثَت للمجػػاؿ اعبػػاذيب ،ولكػػن لػػيس كمجػػاؿ قػػوة ،بػػل كوسػػط انتشػػار ،يبػػارس فعلػػو بػػنفس الطريقػػة الػيت يػػؤثر فيهػػا أي وسػػط علػػى أمواجػػو ،مػػع فارؽ طبيعة الوسط اعبديد ،والسرعة اؽبائلة ألمواج الضوء ،اللتاف ستجعالف تأثر األمػواج ُب السػػرعة واالذبػػاه -بتغػَتات الوسػػط ىبضػػع لعوامػػل جديػػدة وـبتلفػػة ،البػػد أف تكػػوفقيد الدراسة والبحث ُب حبوث قادمة ُذبرى على ىذا األساس اعبديد.
148
إن م ا ح دث بالض ب ف ي تل ك الواقع ة ى و انح راف ألش عة الض وء عن دما عب رت
أوساطاً أشد كثافة بالقرب من قرص الشمس ،كما يحدث ونرى ش يئاً قريب اً م ن ذل ك
ف ي ظ اىرة الس راب ،حي ث ينح رف مس ار الض وء بس بب عب وره ألوس اط اله واء المتدرجة في كثافتها بسبب االختالف التدريجي في درجات حرارتها.
149
ٕ -الزحزح ة التثاقليّ ة الحمراء: وىػػي حصػػوؿ انزيػػاح ُب األطػواؿ اؼبوجيّػػة كبػػو األضبػػر أثنػػاء صػػعود الضػػوء مبتعػػداً عػػن
سطح األرض.
عُ ِزيػَػت ىػػذه الظػػاىرة مػػن وجهػػة النظػػر النسػػبيّة إىل وجػػود كتلػػة تثاقليّػػة للفوتػػوف تػػؤدي إىل زي ػػادة طاق ػػة حركت ػػو أثن ػػاء س ػػقوطو كب ػػو األرض ،وبالت ػػايل زي ػػادة ت ػػردده وانزياح ػػو كب ػػو األزرؽ ،والعكس سيحدث عند ىروب الفوتوف وربركو إىل أعلػى ،إذ سػتزداد طاقػة وضػعو ووبدث انزياح كبو األضبػػر ،ولكػن اؼبعػروؼ أف الفوتونػات ليسػت ؽبػا كتلػة حػىت يكػوف ؽبػا تثاقل ،ومن ٍب طاقة حركة وطاقة وضع. لق ػػد ًب افػ ػًتاض ى ػػذه الفرض ػػيّة ال ػػيت تتع ػػارض م ػػع الطبيع ػػة اؼبوجيّػػة للض ػػوء م ػػن أج ػػل
ػوجي اؽبػػروب مػػن العالقػػة اؼبوجيّػػة اغبتميػػة ، C fوالػػيت تعػػٍت أف ّ أي تغػ ّػَت ُب الطػػوؿ اؼبػ ّ اػباصػة: للضوء يػؤدي إىل تغ ّػَت ُب سػرعتو ،والتغ ّػَت ُب سػرعة الضػوء ينػاقض فػرض النسػبيّة ّ (سرعة الضوء مقدار ثابت ال يتأثر حبركة اؼبصدر أو الراصد). ػاذيب كوسػط انتشػار لألمػواج أمػا مػن وجهػػة النظػر اعبديػدة ،والػيت تنظػر إىل اجملػاؿ اعب ّ الكهرومغناطيسيّة ،فسرعة الضػوء ليسػت مقػداراً ثابتػاً ،بػل يتغػَت بتغػَت حالػة الوسػط زيػادة ونقصاً ،واؼبقدار الثابت اؼبعرب عن ثبات طاقتها ىو ترددىػا ، fفتكػوف طاقتهػا ، h f تغَتاً ُب سرعتها طبقاً للعالقة اؼبوجيّة . C f تغَت ُب األطواؿ اؼبوجيّة يعٍت ّ أي ّ وّ
151
ٖ -انحراف حضيض عطارد: وىي ظاىرة لوح فيها اكبراؼ موقع حضيض عطػارد مػن خػالؿ الرصػد التلسػكويب عػػن موقعػػو احملسػػوب ميكانيكي ػاً ،وقػػد استعصػػى ىػػذا الفػػرؽ بػػُت الصػػورة واغبسػػاب علػػى التفسَت ،إىل أف ًب تفسَته نسبوياً علػى أنػو تقػدـ للمػدار بأكملػو ،ومػن جهتنػا ال نسػتبعد حص ػػوؿ ذل ػػك ،األم ػػر رى ػػن الدراس ػػة والبح ػػث ،ولكنن ػػا نعتق ػػد وفقػ ػاً ؼبب ػػدئنا اعبدي ػػد ،أف
الصورة اؼبرئية ىي صورة ظاىرية ،ال تعرب عن اؼبوقع اغبقيقي لعطػارد ،وسػبب تغػَت موقعهػا حص ػػوؿ حي ػػود ألش ػػعة الض ػػوء الناق ػػل لص ػػورة عط ػػارد تس ػػبب في ػػو ؾب ػػاؿ الش ػػمس الق ػػوي القريػػب مػػن نقطػػة اغبضػػيض ،والػػدليل علػػى تػػأثر أشػػعة الضػػوء – الناقلػػة لصػػورة عطػػارد - باجملاؿ اعباذيب للشمس اكبرافاً وحيوداً ،ىػو حصػوؿ ىػذا اغبيػود ألشػعة الضػوء القػادـ مػن النجوـ عند مروره بالقرب من الشمس. ٗ -ظاىرة شابيرو:
وىي الظاىرة اليت الحػ فيهػا شػابَتو تػأخر إشػارات الػرادار اؼبرتػ ّدة مػن علػى كوكػب
الزىػػرة أثنػػاء مرورىػػا ُ -ب رحلػػة ذىاهبػػا وإياهبػػا -بػػالقرب مػػن قػػرص الشػػمس ،وىػػذا يػػدؿ ػاذيب للكتلػػة ولكػػن كوسػػط داللػػة واضػػحة علػػى تػػأثر األمػواج الكهرومغناطيسػػيّة باجملػػاؿ اعبػ ّ انتش ػػار ،وي ػػدؿ ُب نف ػػس الوق ػػت عل ػػى أف العالق ػػة ب ػػُت س ػػرعة األم ػواج الكهرومغناطيس ػػيّة ػاذيب هب ػػب أف تك ػػوف عكس ػػيّة ،فكلم ػػا زادت ش ػػدة اجمل ػػاؿ قل ػػت س ػػرعة وش ػ ّدة اجمل ػػاؿ اعب ػ ّ
الضػػوء فيػػو ،وذلػػك سػػيعٍت أف للضػػوء سػػرعة أكػػرب عنػػد األجػراـ الصػػغَتة وسػػرعة أقػػل عنػػد األجراـ الكبَتة .وىػذه الظػاىرة تكمػل لنػا مشػهد مػا وبػدث للضػوء عنػد اقًتابػو مػن قػرص الشػػمس ،فتبػػُت أف سػػبب االكب ػراؼ كػػاف بسػػبب حػػدوث تبػػاطؤ ُب سػػرعتو أثنػػاء دخولػػو جملاؿ الشمس القوي ،فكانت ردة فعلو حدوث االكبراؼ ُب مساره. 151
إف الضوء من اآلف فصاعداً ال سػرعة ثابتػة لػو ،وال يسػَت ُب خطػوط مسػتقيمة إال ُب حدود اؼبسافات األرضية القصػَتة ،وبالتػايل فػإف كػل األشػعة القادمػة إلينػا مػن كػل أطػراؼ الكوف البد أهنا قد تعرضت بسبب تغَتات تلك األوساط (انسػحابات ودوراف اجملػاالت اعباذبية) إىل اكبناءات ُب مساراهتا ،ومن ٍب رؤية صور ظاىريػة لكػل أجػراـ الكػوف ،ولػيس عطػػارد فحسػػب ،حػػىت تلػػك القريبػػة منػػا مثػػل القمػػر ،فقػػد ثبػػت أف صػػورتو ربيػػد قلػػيالً عػػن
موقعػو احملسػػوب فلكيػاً ،وال نسػػتبعد ،بػػل بػػات ُب حكػم اؼبؤكػػد ،أف مػػا ًب رظبػػو مػػن مئػػات السػػنُت مػػن مسػػارات إىليجيػػة لكواكػػب اجملموعػػة الشمسػػية ،إمبػػا ىػػي مسػػارات ظاىريػػة وليسػػت حقيقيػػة ،والسػػبب أف أشػػعة الضػػوء اغباملػػة لصػػور تلػػك األج ػراـ مل تػػأت إلينػػا ُب خطػػوط مسػػتقيمة ،بػػل ُب خطػػوط منحنيػػة ،أثػػرت عليهػػا فحرفتهػػا عػػن مسػػاراهتا اؼبسػػتقيمة اجملػػاالت اعباذبيػػة للكواكػػب خاص ػةً منهػػا األرض ،واألقػػرب للصػػحة أهنػػا مػػدارات دائريػػة، فػػال يوجػػد مػػربر فيزيػػائي هبعػػل اؼبػػدار بيضػػاوياً الشػػمس ُب إحػػدى بؤرتيػػو ،إذ كيػػف يكػػوف اؼبدار بيضػاوياً ،ولػدي قػوة جاذبيػة موزعػة توزيعػاً متجانسػاً ُب الفػراغ حػوؿ الشػمس ،وقػوة ط ػػرد مرك ػػزي ثابت ػػة لكواك ػػب اجملموع ػػة الشمس ػػية؟! وال ت ػػؤدي ىات ػػاف القوت ػػاف اؼبتعام ػػدتاف واؼبتساويتاف إال إىل رسم مدارات دائرية للكواكب حوؿ الشمس. تلػػك بشػػكل ـبتصػػر نظريتنػػا ُب بنيػػة اجملػػاؿ اعبػػاذيب للكتلػػة ،ووسػػط انتشػػار األمػواج الكهرومغناطيسػ ػػية ،وىػ ػػو الًتكيػ ػػب الػ ػػذي مل تفرضػ ػػو علينػ ػػا أي بنيػ ػػة رياضػ ػػية خادعػ ػػة أو ىندسػ ػات ملتوي ػػة ،إن ػػو الًتكي ػػب ال ػػذي يفرض ػػو علين ػػا التفك ػػَت العلم ػػي اؼبػ ػرتبط بالبديه ػػة واؼبنطق ،واغبس الفيزيائي السليم .
152
الفصل اػبامس طبيعة الفوتون وتفاعالتو
153
المعايير الصحيحة للتفرقة بين الطبيعة الموجية والطبيعة الجسيمية. توحي كلمة (فوتوف) الشائع استعماؽباُ ،ب الكتابات والبحوث العلمية ،أف للفوتوف طبيعة جسيمية ،ومنشأ ىذه التسمية ىو البحوث الكوانتية اليت تنظر إىل الضوء كحبيبات جسيمية أو وحدات مكممة من الطاقة ،وكبن ال نعترب ذلك مقياساً كافياً ألف نس م الفوتوف بالطبيعة اعبسيمية ،وذلك ألف الطبيعة اعبسيمية تقتضي عدة أشياء جوىرية ال تتوفر ،أو غَت مالحظة ُب سلوؾ الفوتوف ..إضافة إىل أف اؼبالح بقوة ىو السلوؾ اؼبوجي للفوتوف. فأوالً :ثبت أنو يتولد باالىتزاز مثل أيّة حركة موجيّػة أخرى ،كأمواج الصوت اليت مادي ،وقد أثبت ماكسويل نظريّاً ،وىَتتز عمليّاً ،أف الضوء ما تتولد عند اىتزاز جسم ّ
اؼبغناطيسي. بائي و ّ ىو إال اىتزاز متبادؿ للمجػالُت الكهر ّ
ثانياً :يشًتؾ الفوتوف (أمواج الضوء اؼبكممة) مع سائر اغبركات اؼبوجيّػة األخرى بوجود ظاىرٌبّ اغبيود والتداخل ،وقد سبكن يونج من خالؿ أىداب التداخل اليت ولّدىا
الضوئي اؼبوجي ألمواج اللوف ُب ذبربتو (الشق اؼبزدوج) من أف وبسب مقدار الطوؿ ّ ّ اؼبتداخلػة.
ثالثا :عودتػو إىل اكتساب سرعػتو األوليّػة بعد نفاذه من األوساط الشفافػة اليت تتسبب ُب التقليل من سرعػتو أثناء مروره فيها ،وىذا مالح ُب األمػواج الصوتيّة
واؼبائيّػة.
رابعاً :يشًتؾ الضوء مع سائر اغبركات اؼبوجيّػة بوجود تأثَت دوبلػر ،وىو تراخي أو انضغاط ُب األطػواؿ اؼبوجيّػة بسبب حركة اؼبصدر. 154
خاصيّة من أىم اػبصائص خامساً :ثبات سػرعتو وعدـ تأثرىا حبركة اؼبصػدر ،وىذه ّ اليت سبيز الطبيعػة اؼبوجيّة ،وبسبب ىذه اػباصية ظهر تأثَت دوبلر ،ومل يتم إثبات ىذه
اػباصية على مستوى األمواج الكهرومغناطيسية ذبريبياً إال متأخراً عاـ (ٖ )ٜٔٙحيث أشعػة جاما اؼبتولدة من مصدر متحرؾ سبكن الدكتور الفرنسي ساديػو من قياس سرعػة ّ ُ بسرعة قريبة من سرعة الضوء ،ووجد أهنا تساوي . c سادساً :احتياجو إىل وسط لالنتشار كشأف أي حركة موجية ،وقد أثبتنا ذلك بشكل جلي ُب الفصلُت السابقُت ،ولوال ىذا الوسط ؼبا كانت ىناؾ كل تلك الظواىر واػبصائص سالفة الذكر ،خاصة منها ثبات سرعتو غَت القابلة للزيادة أو النقصاف. سابعاً :ثبت أال كتلة لو ،وعدـ وجود الكتلة واليت ىي السمة الرئيسية لألجساـ؛ يعٍت أنو غَت جسيمي ،وبالتايل فهو طاقة ،والفرؽ بُت الكتلة والطاقة هبليو ؾبموعة خصائص حركيّة ُب كل نوع ،غَت فبكنة ُب النوع اآلخر . أوالً :من حيث التحرؾ واالنتقاؿ. ُب اغبالة اعبسيميّة ينتقل اعبسيم ذو الكتلة بعينة من مكاف إىل مكاف ،فاإللكًتوف
الذي أراه اآلف ،أو أدركو اآلف ،ىو نفسو اإللكًتوف الذي أدركو وىو يتابع انتقالو من نقطة إىل أخرى ،أما اؼبوجة فال تنتقل ىي بعينها من مكاف إىل مكاف بل الذي ينتقل ىو الطاقة أو االضطراب اغبادث ُب مادة الوسط ،دبعٌت آخر ،شكل اؼبوجة ىو الذي ينتقل ،أما مادة اؼبوجة نفسها فتظل مراوحة تتذبذب ُب مكاهنا ،مثاؿ ذلك أمواج الصوت ،ففي أمواج الصوت نالح أف جزئيات الوسط ال تنتقل من مكاهنا بل هتتز مراوحة ُب مكاهنا لتنقل االضطراب من نقطة إىل أخرى ،وُب مثاؿ أكثر وضوحاً ومرئي بالنسبة للجميع ،األمواج اؼبنزاحة على سطح بركة ماء ،نالح وكأف اؼبوجة ىي اليت 155
تتحرؾ منتشرة على شكل دائرة آخذ ؿبيطها باالتساع ،واغبقيقة أف اضطراب جزيئات اؼباء اؼبتعامد على حركة انتشار اؼبوجة ىو الذي ينتقل ،وىذا ما هبب أف وبدث ُب حالة األمواج الكهرومغناطيسيّة أو أمواج الفوتوف ،ولكن بصورة أعقد قليالً ،فهناؾ اضطراباف تغَت مغناطيسي ،ويتعامد اعبميع تغَت كهربائي يتعامد على ّ يتعامد أحدنبا على اآلخرّ ، على حركة انتشار اؼبوجة. ثانياً :من حيث التفاعالت البينية لكال النوعُت. زبتلف تفاعالت الكتلة فيما بينها اختالفاً جذرياً عن تفاعالت أمواج الضوء أو فوتونات الضوء ،فالكتل تغَت من سرعتها كردة فعل على تأثَت القوى اؼبختلفة مثل قوى اعبذب والدفع واالحتكاؾ والتصادـ ،وتكتسب قيماً غَت ؿبدودة من الطاقة تعتمد على أي قيمة ..أما األمواج أو الفوتونات فهي على النقيض من السرعة اليت قد تأخذ ّ ذلك ،ؽبا كمات ؿبددة من الطاقة وسرعة ؿبددة ال تقبل الزيادة أو النقصاف مهما كانت سرعة اؼبصدر اؼبنطلقة منو ،وإذا أُجربت على إبطاء سرعتها بسبب عبورىا لوسط مقاوـ غبركتها كما ىو اغباؿ ُب األوساط الشفافة فإهنا تعود لتكتسب سرعتها األصلية بعد أف
تغادر الوسط اؼبقاوـ.
156
طرق انتشار الضوء: نرى أف ىناؾ احتماالً لنوعُت من االنتشار للضوء ،قد يصح أحدنبا أو كالنبا معاً ،ذلك رىن التأمل والبحث ُب الظواىر والتجارب ذات الصلة ،ونبا على النحو التايل: االنتشار االعتيادي :وفيو تنتشر النبضات الكهرومغناطيسية -اؼبتولدة من اىتزاز شحنة كهربائية ،سواء كاف ذلك االىتزاز صادراً عن ذرة أو عن مصدر صناعي - انتشاراً كروياً متماثالً ُب صبيع األرجاء ..وُب ىذه اغبالة سيكوف الفوتوف الصادر عن انتقاؿ إلكًتوف من مدار طاقة إىل آخر ،عبارة عن ؾبموعة من النبضات الكروية اؼبتالصقة اؼبنزاحة من مركزىا وىو الذرة ،لتعم كافة أرجاء الكوف ،كما وبدث عند رمي حجر وسط بركة ماء راكدة. االنتشار المكمم للضوء :وىو انتشار الضوء على شكل حبيبات مفردة ،ىي
حزـ ؿبددة الشكل واالذباه من األمواج ،ينطلق أحدىا من مصدره ليجري ُب مساره ذي االذباه الواحد إىل ما الهناية ،وجريانو ىو جرياف االضطراب اؼبوجي وليس الذاٌب كما وبصل ُب عامل اعبسيمات ،وفيو تشكل ؾبموعة ضخمة من الفوتونات انطلقت من مصدر نقطي ُب وقت واحد ُب صبيع االذباىات نبضة موجية تنتشر بسرعة للضوء متناسبة عكسياً مع شدة الوسط ،وكثافة للفوتونات متناسبة عكسياً مع مربع اؼبسافة من اؼبصدر. وبينما تتغَت سرعة الفوتونات ،إال أف طاقتها مع الزمن ما تزاؿ على مقدار ثابت وفقاً للعالقة ، C fووبتمل أف ىذا الشكل من االنتشار ىبص فقط الطيف الكهرومغناطيسي اؼبتػولد من إلكًتونات الذرة ونواهتػا ،أما الطيف الكهرومغناطيسي 157
اؼبتولد من اؼبصادر الصناعية كشحنة متذبذبة ُب ىوائي ،فمن احملتمل أنو ينتشر االنتشار اؼبوجي االعتيادي الذي يشبو انتشار اؼبوجات اؼبائية أو الصوتية. ُب كل األحواؿ ،سواء كاف االنتشار اعتياديا أو حبيبياً ،يظل الضوء أو فوتوف الضوء موجياً ُب سلوكو ،فهو ثابت السرعة بالنسبة لوسطو(ٔ) ،ال يعتمد على حركة مصدره ،وال ينتقل بذاتو ،ومن ٍب فمن غَت العدؿ وصمو باعبسيمي. تفاعالت الفوتون مع المادة:
لن ىبتلف تفاعل الضوء مع اؼبادة ُب حالة كونو أمواجاً تنتشر انتشارىا االعتيادي اؼبوصوؼ آنفاً ،أو كونو انتشاراً مكمماً على شكل حبيبات مفردة ،وُب حالة تبنينا االنتشار اؼبكمم للضوء ،وىو االنتشار اؼبرجح بشكل أويل ،اعتماداً على مالحظات
واستقراءات عدداً من الظواىر والتجارب ُب فيزياء الكم ،فسنالح أف للفوتوف ثالث أمباط من التفاعالت مع اؼبادة: تفاعل الفوتوف مع اعبسيمات األولية (الذرية ودوف الذرية). تفاعل الفوتوف مع األوساط (اجملاالت اعباذبية ،واألوساط الشفافة). تفاعل الفوتوف مع اغبواجز والشقوؽ (ظواىر اغبيود والتداخل).
ٔ -نقصد الوسط احملدد دبنطقة بعينها ،وفيها يكوف اجملاؿ اعباذيب منتظماً ُب شدتو أو كثافتو، كاجملاؿ اعباذيب بالقرب من سطح األرض.
158
ٔ -تفاعل الفوتون مع الجسيمات األولية (دون الذرية ):
قد وبدث ُب ىذه التفاعالت ،ربوالت بُت الكتلة والطاقة وفقاً لبعض التجارب والنظريات ،كنظريات ماكس بالنك ُب أوائل القرف العشرين ُب إشعاع اعبسم األسود، وذبربة كومبتوف ،ولكن وبالرغم من ذلك فإف عملية التحوؿ من إشعاع إىل كتلة وبالعكس ،لن يكوف وفقاً للنسبية اػباصة وشروطها ،بل ستكوف وفقاً لنظريات جديدة
تقوـ على ما صح وثبت من ذبارب ومفاىيم الفيزياء اغبديثة واجتهادات لفهم جديد وفقاً ؼببادئنا اعبديدة غبقيقة التجارب اؼبشوشة والغامضة ،مثل ذبارب الزيادة ُب الكتلة وتباطؤ الزمن ،وذبارب الشق اؼبزدوج وغَت ذلك. ٕ -تفاعالت الفوتون مع األوساط: وتنقسم إىل نوعُت من التفاعالت: تفاعالت مع الوسط األساسي وىو اجملاؿ اعباذيب للكتلة ،وفيها سنرى تغَتاً ُب سرعة الضوء واذباىو. وتفاعالت مع األوساط الثانوية وىي أوساط مركبة على الوسط األساسي وىي األجساـ الشفافة الساكنة واؼبتحركة ،وفيها تقل سرعة الضوء عن القيمة اؼبعروفة ،ولكنو سرعاف ما يعود ليكتسب نفس سرعتو األوىل اؼبعروفة ،وسيكوف ذلك وفقاً لتصور جديد وعالقة جديدة.
159
النوم األول :تفاعالت الفوتون مع األوساط األساسية (المجاالت الجاذبية)
سنالح فيو وجود نوعُت من التفاعالت :تفاعالت للضوء مع األوساط الساكنة، وتفاعالت مع األوساط اؼبتحركة أو اؼبنسحبة. (أ) :تفاعل الفوتون مع األوساط الساكنة: وىي التفاعالت اليت ربدث عند سطح األرض ،ونالح فيها ثبات لسرعة الضوء عند قيمة ُ cب أي اذباه بالنسبة لسطح األرض ،وحدوث انزياحات ُب األطواؿ اؼبوجية ُب حالة حركة اؼبصادر بالنسبة لسطح األرض ،ولدينا ُب ىذا الصدد نوعاف من االنزياحات: انزياحات دوبلرية ،وىي االنزياحات االعتيادية اؼبعروفة أماـ وخلف اؼبصدر
اؼبتحرؾ.
وانزياحات مستعرضة ،وىي حصوؿ انزياح ُب األطواؿ اؼبوجية اؼبتعامدة على حركة اؼبصدر ،مل تكن معروفة من قبل . أوالً :االنزياحات الدوبلرية:
ربدث ىذه اال نزياحات ُب األطواؿ اؼبوجية بسبب حركة اؼبصدر داخل وسط انتشار الضوء الساكن اؼبربوط باألرض ،وفيها يتعرض الفوتوف اؼبنطلق من اؼبصدر اؼبتحرؾ إىل تضاغط و زبلخل ُب أطوالو اؼبوجية كردة فعل للمحافظة على سرعتو بالنسبة للوسط ،وبالتايل تردده بالنسبة للمصدر ،إذا يظل الًتدد (اؼبعرب عن طاقة الفوتوف) ؿبتفظاً بقيمتو الثابتة بالنسبة للمصدر.
161
ورغم أف سرعتو ستكوف ذات مقدار ثابت بالنسبة للوسط إال أهنا أماـ اؼبصدر: v c
، c vومن ٍب انزياح موجي مقداره ، 0 (1 ) :وسرعة c vخلف v c
اؼبصدر ،وانزياح موجي مقداره. 0 (1 ) : ثانياً :االنزياحات المستعرضة:
ألي انزيػػاح ُب األط ػواؿ اؼبوجيّػػة يسػػود اعتقػػاد قػػدًن سػػابق علػػى النسػػبية ،أال وجػػود ّ
اؼبتعامدة على حركة اؼبصػدر اؼبتحػرؾ سػواء للصػوت أو الضػوء ،وىػذا اعتقػاد غػَت صػحيح ناشػػئ عػػن فهػػم خػػاطئ لطبيعػػة اغبركػػة اؼبوجيػػة ،إذ ظن ػوا أف االنزيػػاح اؼبسػػتعرض البػػد أف ػامي واػبلفػ ّػي لتكػػوف النتيجػػة ىػػي الطػػوؿ يكػػوف عبػػارة عػػن متوسػػط ؾبمػػوع االنزيػػاح األمػ ّ األصلي . 0وذلك على النحو: اؼبوجي ّ ّ v c 0
v c
) 0 (1 ) 0 (1 2
وح ػػُت أظه ػػرت التج ػػارب اغبديث ػػة وج ػػود انزي ػػاح ُب االطػ ػواؿ اؼبوجي ػػة اؼبتعام ػػدة عل ػػى حركػػة اؼبصػػدر اؼبتحػػرؾ بسػػرعات تقػػًتب مػػن سػػرعة الضػػوءً ،ب االدعػػاء ب ػأف ىػػذه النتيجػػة ىي من نبوءات النسبية اليت تثبت فرضية تباطؤ الزمن(ٔ).
ٔ -جاء ُب كتاب بَتكلي لتشارلز كيتل" :تنطبق ظاىرة دوبلر اؼبستعرضة علػى القياسػات الػيت ذرة ُب العػادة ،وظػاىرة دوبلػر اؼبستعرضػة ػوئي ،وىػو ّ ذبري ُب اذباه متعامد مع اذباه حركة اؼبصدر الض ّ غػػَت موجػػودة ُب التقريػػب الالنسػػبوي ،ولكػػن النظريػّػة النسػػبيّة قػػد تنبّػػأت بظػػاىرة دوبلػػر اؼبستعرضػػة ُب حالة اؼبوجات الضوئيّة ".
161
أمػػا الفهػػم الصػػحيح لطبيعػػة اغبركػػة اؼبوجيػػة فيبػػُت -مػػن خػػالؿ إجػراء ربليػػل ىندسػػي جملموعػػة نبضػػات دائريػػة منطلقػػة مػػن مصػػدرىا اؼبتحػػرؾ داخػػل وسػػط االنتشػػار السػػاكن - وجود انزياح ُب األطواؿ اؼبوجية اؼبتعامدة على حركة اؼبصدر ،سواء للصوت أو للضوء. تأمل أوالً الصور التوضيحية التالية:
تنتش ر أم واج الض وء المنطلق ة م ن مص درىا المتح رك عب ر وس انتش ارىا الس اكن والمح ي
باألرض ،انتشاراً كرويّاً ير متأثر بحركة المصدر المنطلقة منو ،األمر الذي يولد انزياحات في جميع االتجاىات ،منها االنزياح في األطوال الموجيّة المتعامدة على حركة المصدر .
162
من مثلث السرعات المبيّن أعاله ،فان سرعة اإلشارة الضوئيّة المتعامدة على حركة المصدر ىيc 2 v 2 :
163
حساب االنزياح اؼبستعرض: من أجل حساب قيمة االنزياح ُب األطواؿ اؼبوجيّة اؼبتعامدة على حركة اؼبصدر، البد لنا أوالً من معرفة ترددىا وسرعتها بالنسبة للمصدر ،أما ترددىا فهو ثابت بالنسبة للمصدر ،سواء كاف اؼبصدر ساكناً أو متحركاً ويساوي: C
0
أما سرعتها فهي: اؼبوجي اؼبنزاح ىو: إذف ،الطوؿ ّ ومنو: ودبا أف: إذاً:
f0
c2 v2
c2 v2 f0
c 1 v2 / c2 f0
c f0 v2 c2
0 0 1
وسيبدو الفوتوف ساقطاً بزاويػة ميل تتناسب مع سرعة اؼبصدر: tan v c
164
(ب) :تفاعل الفوتون مع األوساط المتحركة:
ىبتلف حساب ىذا النػوع مػن الزحزحػات اختالفػاً كليّػاً عػن طريقػة حسػاهبا ُب حالػة
مصدر متحرؾ داخل وسط ساكن ،كمػا ىػو اغبػاؿ ُب ظػاىرة دوبلػر االعتياديػة الػيت سػبق وأشرنا إليهػا ،ففػي ظػاىرة دوبلػر االعتياديػة وبػدث اؼبػط أو االنضػغاط ُب األطػواؿ اؼبوجيّػػة غبظػػة خروجهػػا مػػن اؼبصػػدر اؼبتحػػرؾ ،حيػػث تواجػػو علػػى الفػػور الوسػط الػػذي هبربىػػا علػػى تعػػديل سػػرعتها دفع ػػة واحػػدة إىل سػػرعة الض ػػوء ،أمػػا ُب حالتنػػا ىػػذه الػػيت كبػػن بصػػددىا فاألمر ىبتلف كليّاً ،فأوالً :ىبرج الضوء بسرعتو cبالنسػبة لوسػطو اؼبنسػحب مػع مصػدره والػػذي ىػػو جػػرـ فلكػ ّػي ،وكػػذلك يػػتم اسػػتقبالو بسػػرعة cعنػػد اعبػػرـ الثػػاين(ٔ) ..ثاني ػاً: تتع ػػرض أمػ ػواج الض ػػوء للزحزح ػػة اؼبس ػػتمرة اؼبتدرج ػػة ُب أطواؽب ػػا اؼبوجيّ ػػة ابت ػػداءً م ػػن غبظػ ػػة
خروجهػػا مػػن مصػػدرىا إىل غبظ ػػة وصػػوؽبا إىل اؼبسػػتقبل علػػى اعبػػرـ الثػػاين ،وذلػػك بسػػبب تأمػل ذلػػك التغ ّػَت ُب سػرعتها اؼبواكػب لعمليّػة انسػحاب الوسػطُت مػن بعضػهما الػبعضّ .. ُب الرسوـ التوضيحيّة التالية:
-1على افتراض أن الجرمين بكتلة األرض.
165
ينطلق الشعام الضوئي من مصدره البعيد بسرعة الضوء ،ويصل إلى مستقبلو أيضاً ّ الموجي تغيّراً تدريجيّاً يواكب التغيّر الدائم بسرعة الضوء ،ويكون التغيّر في طولو ّ في سرعتو بسبب تأثير األوساط المنسحبة من بع ضها الب عض.
166
حساب مقدار االنزياح نح و األحم ر:
افترض أن لدينا جرماً فلكياً ( أ ) يتحرك بسرعة Vبالنسبة للجرم (ب) الساكن بالنسبة إلسناد
الورقة ،ثم افترض فوتوناً ضوئيّاً ينطلق من ( أ ) بسرعة الضوء cوبعد بعد فترة زمنية يصل إلى الجرم الساكن (ب) بسرعة . c
167
مع أف الضوء انطلق بسرعة cبالنسبة للراصد ( أ ) إال أنو بالنسبة للراصد الساكن (ب) يكوف قد انطلق بسرعتو االبتدائية ( . ) C V يتعرض الضوء أثناء قطعو للمسافة من اعبرـ ( أ ) إىل اعبرـ (ب) إىل تعديل ُب سرعتو ،من السرعة االبتدائية ( ) C Vإىل أف يصل إىل سرعة cعند اعبرـ (ب) ودبا أنو ًب قياس انزياح كبو األضبر عند اعبرـ (ب) ،فالبد أف ىذا االنزياح قد حصل بشكل تدرهبي حبيث يتناسب مع السرعة اؼبتغَتة للضوء ..والتناسب يعٍت أف ىناؾ ثابتاً للتناسب ،وىذا الثابت لن يكوف سوى الًتدد اؼبعروؼ بالرمز ، fوالذي سيبقى مقداراً ثابتاً على طوؿ خط رحلة الشعاع الضوئي ،من غبظة انطالقو من اعبرـ (أ) إىل أف يصل إىل اعبرـ (ب) . بناءً على ذلك؛ فإف تردد الشعاع الضوئي بالنسبة للراصد على اعبرـ (ب) سيكوف ىو نفسو من غبظة انطالقو من اعبرـ ( أ ) ،إىل غبظة وصولو إليو ،أما قيمتو غبظة وصولو إليو فهي:
c
،حيث الطوؿ اؼبوجي اؼبنزاح.
وقيمتو عند اعبرـ ( أ ) كانت. C V : 0
ودبا أف الًتددين متساويُت فإذاً: ومنو: ومن ىذه العالقة فإف:
C
C V
0
0 ) (1 V C
0 )
V C (1
168
اؼبوجي اليت كانت وىذه العالقة تُعطي سرعة Vأقل بكثَت من أجل نفس االنزياح ّ
تُعطيو عالقة السرعة اؼبستنتجة من عالقة دوبلر: فعن ػػد 2 0
) 1 0
(V C
،فػػإف Vمػػن العالق ػػة اعبديػػدة تسػػاوي ، 1 Cوُب العالقػػة القديبػػة: 2
.V C وعند 5 0
،فإف
V
تساوي
4 C 5
،وُب العالقػة القديبة:
V 4C
إذاً سػػتقودنا ىػػذه العالقػػة إىل حسػػاب أبعػػاد أقػػل لألج ػراـ الفلكيػػة ،وبالتػػايل اختفػػاء الكثَت من اؼبعضالت الكونية بإذف اهلل.
169
النوم الثاني :تفاعل الفوتون مع األوساط الثانوية (الشفافة)
بعد ما ًب من اكتشاؼ لنقص ُب سرعة الضػوء عنػد عبػوره ألوسػاط شفافػػة علػى يػد
ػائي وجهػػة النظػػر القائلػػة بالطبيعػػة اؼبوجيّػػة للضػػوء، فوكػػو عػػاـ ٓ٘ٔٛم ،توطػػدت بشػػكل هنػ ّ فاألمواج وحدىا فقط ىي اليت تعود لتكتسب سرعتها األولية بعد عبورىا ألوساط قللػت م ػػن س ػػرعتها ،وب ػػذلك انف ػػتح الب ػػاب للتس ػػاؤؿ ع ػػن طبيع ػػة وخػ ػواص ى ػػذا الوس ػػط اغبام ػػل لألمػواج الكهرومغناطيسػػيّة ،وبػػدأ التسػػاؤؿ عمػػا إذا كانػػت األوسػػاط اؼبتحركػػة ربمػػل معهػػا األثػػَت ُب حركته ػػا ،أـ أهنػػا تنس ػػاب مػػن خالل ػػو هبػػدوء م ػػن غػػَت أف ذب ػػر معهػػا ش ػػيئاً من ػػو، وكانت التقنية اليت أجراىا فيزو على قياس سػرعة الضػوء داخػل مػاء متحػرؾ أفضػل وسػيلة للتحقػػق مػػن ذلػػك ،فػػإذا ًب قيػػاس نفػػس السػػرعة للضػػوء V 0سػواء كػػاف اؼبػػاء متحركػاً أو سػػاكناً ،دؿ ذلػػك علػػى أف الضػػوء ال يتػػأثر حبركػػة الوسػػط ،وأف ىػػذا األخػػَت مل وبمػػل معػػو األثػػَت بػػل ربػػرؾ بالنسػػبة لػػو ،وإذا كانػػت سػػرعة الضػػوء اؼبقاسػػة عبػػارة عػػن حاصػػل اعبمػػع ػدي لسػػرعة الضػػوء ُب اؼبػػاء السػػاكن V0وسػػرعة اؼبػػاء vدؿ ذلػػك علػػى أف اؼبػػاء التقليػ ّ
ضب ػػل مع ػػو األث ػػَت ُب حركت ػػو ،وى ػػذا م ػػا ك ػػاف منتظ ػراً م ػػن التجرب ػػة أف تثبت ػػو ،ولك ػػن نتيج ػػة التجربػػة جػػاءت ـبالفػػة ؽبػػذين التػػوقعُت ،وأظهػػرت نتيجػػة القيػػاس سػػرعة للضػػوء Vأكػػرب التقليدي لػ V0و . v من V0وأقل من حاصل اعبمع ّ قادت تلك النتيجة إىل افًتاض أف األثَت ال ينسحب بالكامػل مػع الوسػط ُب حركتػو وإمبا ينسحب انسحاباً جزئيّاً بتناسب مع . n 2 ضبل ىذا التفسَت إشكاالت عدة أخذت عليو فيما بعد ،فهو يفًتض وجود تفاعل ئي لألثَت وىذا يعٍت وجود احتكاؾ أو مقاومػة بُت األثَت واؼبادة يؤدي إىل انسحاب جز ّ
171
غبركة اؼبادة عرب األثَتُ ،ب حُت أنو ال توجد أدىن بادرة على وجود مثل تلك اؼبقاومة غبركة اؼبادة ُب حركات األجراـ الفلكيّة الدائرة ُب أفالكها منذ ماليُت السنُت. واألقرب للصحة أف تزايد سرعة الضوء مع تزايد حركة الوسط الشفاؼ يرجع إىل تناقص قوة مقاومة الوسط الشفاؼ لسرعة الضوء خاللو مع تزايد سرعة الوسط الشفاؼ بالنسبة للوسط األساسي ،وبالتايل عودة الضوء تدرهبياً إىل سرعتو األصلية اليت
فقدىا بسبب التأثَت اؼبقاوـ غبركة الضوء عرب الوسط الشفاؼ ،لتقريب ذلك إىل األذىاف ،افًتض أف عربة تسَت بأقصى طاقة حملركها على طريق سرعة اؽبواء بالنسبة لو صفر ،ولكن بسبب احتكاؾ العربة أثناء سَتىا مع اؽبواء فإهنا لن تبلغ سرعتها القصوى على الرغم أف ؿبركها يعمل بأقصى طاقة لو ،والسبيل الوحيد لزيادة سرعة العربة ىو زبفيف احتكاكها مع اؽبواء ،وال يتم ذلك إال بأف يتحرؾ اؽبواء ُب اذباه سرعة العربة، عندىا تأخذ سرعة العربة ُب الزيادة كلما زادت سرعة اؽبواء إىل أف تصل سرعة اؽبواء إىل ٍ أوساط صفر بالنسبة للعربة ،وىذا ما ُلبَمن أنو وبدث للضوء عندما يتحرؾ داخل شفافػة متحركة. تفصيل ذلك: أوالً :وصف ما يحدث ألمواج الضوء عندما تدخل وسطاً شفافاً ساكناً: سنقسػػم أوالً الوسػػط إىل نػػوعُت :الوسػػط األساسػ ّػي أو الوسػػط النػػاعم ،وىػػو اجملػػاؿ
ػاذيب لػػألرض ،والػػذي يبػػارس قػػوة إجبػػار الضػػوء علػػى السػػَت خاللػػو بسػػرعة الضػػوء ، c اعبػ ّ ػانوي أو اػبشػػن وىػػو اعبسػػم الشػػفاؼ ،وتػػأثَته علػػى الضػػوء ىػػو تػػأثَت مقػػاوـ والوسػػط الثػ ّ غبركػػة الضػػوء خاللػػو ،وسػػنفًتض أف سػػبب ىػػذه اؼبقاوم ػػة ىػػو اجملػػاالت الكهرومغناطيسػػيّة بذرات وجزيئات الوسط الشفاؼ. القويّة والكثيفة احمليطة ّ 171
سنعتبر الوس الشفاف (الماء أو الزجاج) ىو الوس الثانوي أو الخشن ،بينما المجال الجاذبي لألرض ىو الوس األساسي أو الناعم.
قبل دخوؿ الفوتوف إىل الوسط الشفاؼ يكػوف خاضػعاً لتػأثَت قػوة واحػدة ،ىػي قػوة إجبػػار الوس ػػط األساسػػي ل ػػو عل ػػى السػػَت خالل ػػو بس ػػرعتو الثابتػػة ، cوبع ػػد ال ػػدخوؿ إىل الوسػط الشػػفاؼ ،سػػيتعرض لتػأثَت قػػوتُت؛ قػػوة مقاومػة مػػن الوسػػط الشػفاؼ غبركتػػو ،وقػػوة اسػػتعادة يبارسػػها الوسػػط األساسػ ّػي الػػذي يغمػػر الوسػػط الشػػفاؼ ،وربػػاوؿ إرجػػاع الضػػوء احملصلة أف يتزف الضوء عند سرعػة V0أقل من . c إىل سرعتو األصليّة ، cفتكوف ّ ثانياً :وصف تفاعل الضوء مع الوس الشفاف في حالة حركتو:
إذا أخػػذنا بعػػُت االعتبػػار النتػػائج التجريبيّػػة الػػيت تظهػػر زيػػادة ُب سػػرعة الضػػوء داخػػل الوسػػط الشػػفاؼ ،بزيػػادة سػػرعة الوسػػط الشػػفاؼ إىل أف تقػػًتب سػػرعة الضػػوء مػػن قيمتهػػا cبغػػَت أف تتجاوزىػػا ،فلػػيس أمامنػػا إال تفسػػَتٌ واحػ ٌد؛ وىػػو أف مقاومػػة الوسػػط الشػػفاؼ 172
غبركة الضوء تقل مع زيادة سرعة الوسط الشفاؼ ،وبالتػايل إفسػاح اجملػاؿ لقػوة االسػتعادة لكػػي تعمػػل علػػى إرجػػاع سػػرعة الضػػوء تػػدرهبيّاً إىل .. cوبوصػػوؿ الوسػػط الشػػفاؼ إىل
سرعة cبالنسبة للوسػط األساسػي ،تنعػدـ قػوة مقاومػة الوسػط الشػفاؼ ،وذلػك بسػبب ػذرات واعبزيئ ػػات داخ ػػل الوس ػػط الش ػػفاؼ أف الس ػػرعة النس ػػبيّة ب ػػُت الض ػػوء وؾب ػػاالت ال ػ ّ أصبحت تساوي صفراً. ياضي لمعادلة انتشار الضوء في األوساط الشفافة المتحركة: االستنتاج الر ّ
افػػًتض أف الوسػػط الشػػفاؼ يتحػػرؾ بتسػػارع بالنسػػبة للوسػػط األساسػ ّػي ابتػػداءً من السرعة ) (v 0إىل السرعة ( ،) v cوافًتض أف فوتوناً ضوئيّاً دخل الوسػط الش ػػفاؼ غبظ ػػة ب ػػدء رب ػػرؾ الوس ػػط ،وغ ػػادره م ػػن اعبهػ ػػة األخ ػػرى عن ػػد بل ػػوغ الوس ػػط الشفاؼ سرعة . c ػوئي أكػػرب قػػوة احتكػػاؾ لػػو مػػع الوسػػط الشػػفاؼ عنػػدما سػػيواجو الفوتػػوف الضػ ّ تكوف سرعة ىذا األخَت بالنسبة للوسط األساسي تساوي صفراً ). (v 0 ػوئي بتزايػػد سػػرعة تتنػػاقص قػػوة مقاوم ػػة الوسػػط الشػػفاؼ غبركػػة الفوتػػوف الضػ ّ الوسػػط الشػػفاؼ ، vإىل أف تصػػل اؼبقاومػػة إىل صػػفر بوصػػوؿ سػػرعة الوسػػط الشػػفاؼ إىل سرعة الضوء. أكػػرب قػػوة اسػػتعادة ربػػاوؿ إرجػػاع أم ػواج الضػػوء إىل سػػرعتها األصػػليّة سػػتكوف
عند(v 0) :
تتنػػاقص قػػوة االسػػتعادة تػػدرهبيّاً بتزايػػد سػػرعة الوسػػط الشػػفاؼ ، vلتصػػل إىل الصفر عند . v c
173
بنػػاءً علػػى ذلػػك ،فػػإف سػػرعة الضػػوء بالنسػػبة للوسػػط األساسػػي سػػتتزايد ابتػػداءً مػػن V 0إىل أف تصل إىل cغبظة أف يصل الوسط الشفاؼ إىل . c أما بالنسبة إلطار إسناد الوسط الشفاؼ ،فسينعكس األمر وتتناقص سرعة الفوتوف Vبتزايد سرعة الوسط الشفاؼ ، vابتداءً من V0إىل أف تصل إىل 0بوصوؿ v إىل ، cوىذا يعٍت وجود معامل يتدرج من الواحد إىل الصفر يتم ضربو بسرعة الفوتوف /
V0لتصل إىل ، Vوىذا اؼبعامل هبب أف يكوف ) . (1 v /
c
إذاً :
v ) V / V0 (1 c
حيث V /سرعة الفوتوف الضوئي بالنسبة للوسط الشفاؼ اؼبتحرؾ، الضوء بالنسبة للوسط الشفاؼ الساكن v ،سرعة الوسط الشفاؼ. وعليو فإف سرعة الضوء بالنسبة للوسط األساسي
V
ستكوف عبارة عن سرعة
الضوء بالنسبة للوسط الشفاؼ مضافاً إليها سرعة الوسط الشفاؼ. إذاً : وحيث أف: إذاً:
V V / v v ) V / V0 (1 c
v V V0 (1 ) v c
174
V0
سرعة
تأمل في ىذا الشكل التغير المتدرج في سرعة الفوتون من
175
V0
إلى سرعة الضوء . c
ٖ -تفاعالت الفوتون مع الحواجز والشقوق:
وىي التفاعالت اليت ينتج عنها أمباط التداخل اؼبعروفة ،وىذه التفاعالت ال تكوف
مع اغباجز نفسو ،بل مع األثر الذي يولده اغباجز باعبوار القريب منو ،وقد دؿ التأمل أف ىذا األثر يشبو إىل حد بعيد األثر الذي يولده مغناطيس ُب الفراغ جبواره ،فهو تقطع وتراخي ،أو تضاغط وزبلخل ،متناوب ُب مادة الفراغ بالقرب من اغباجز ،تتسبب فيها جزيئات اؼبادة اؼبكونة للحاجز ،فيكوف اؼبكاف بالقرب من اغباجز على النحو :زبلخل، تضاغط ،زبلخل تضاغط وىكذا ..وقد تكوف ىذه التضاغطات والتخلخالت ؿبصلة تفاعل دوامات مادة اغباجز مع دوامات ؾباؿ األرض ،أو ردبا ىي ؾباالت كهربائية أو مغناطيسية بكيفية وشكل معُت ردبا يكشف البحث العلمي ُب قابل األياـ عن حقيقتها ..أياً كاف األمر ،فالتجربة تدؿ على حتمية وجودىا ،وهبب بناء تصوراتنا على أساس ىذا الوجود. آلية عمل المجال المتقطع: آلية عمل اجملاؿ اؼبتقطع (التضاغطات والتخلخالت) ىو ؾبرد اقًتاح قد يصدؽ وقد ال يصدؽ ،ولكنو ُب النهاية يعطي مفاتيحاً ألفكار وتفسَتات على غراره قد تكوف أصح وأقرب للواقع ،فاؼبقًتح ىو: سبنع التضاغطات الفوتونات اؼبارة بالقرب من حافة اغباجز من العبور خالؽبا، فتكوف النتيجة أف تنزلق حزـ الفوتونات لتدخل وىي منضغطة على نفسها ُب اؼبناطق اؼبتخلخلة ،فتكوف نتيجة االنضغاط أف ربصل انزالقات بُت الفوتونات اؼبتوازية العابرة لفتحة التخلخل ،فتتساوى ُب الطور كردة فعل أولية ؽبا ،تتبعها ردة فعل ثانية بأف تتوزع منتشرة بزوايا حيود خلف الفتحة اؼبتخلخلة لتشكل فيما بعد مبط التداخل اؼبعروؼ، 176
وردة الفعل األخَتة سببها قوة التنافر بُت الفوتونات اؼبنضغطة ُب الفتحات اؼبتخلخلة، واليت فعلت فعلها وفرقت الفوتونات بزوايا ـبتلفة إثر خروجها من الفتحات اؼبتخلخلة ..أما عملية حدوث التساوي ُب الطور اليت تسببها الفتحات اؼبتخلخلة ،فنقرهبا هبذا اؼبثاؿ :خذ ؾبموعة من األسالؾ اؼبعدنية ،وشكل كل سلك على شكل سهم متموج، ٍب اصبعها معاً وحاوؿ إدخاؽبا من فتحة ُب حائل ما ،قطرىا يساوي تقريباً ؾبموع ثخانة تلك األسالؾ ..لن تستطيع إدخاؿ تلك األسالؾ من الفتحة إال إذا قمت بتنضيدىا حبيث تصبح كل ثنيات أو سبوجات األسالؾ متناظرة :قمة مع قمة وبطن مع بطن، وشي ء من ىذا القبيل ىو ما نظنو وبدث للفوتونات اؼبتموجة لكي تعرب تلك الفتحات أو الشقوؽ اؼبتخلخلة.
وتأثَتاً فباثالً ؽبذه الشقوؽ اؼبتخلخلة واؼبتضاغطة يبكن أف وبدث مع اعبسيمات دوف الذرية كاإللكًتوف (كما أثبتت التجربة) ،ولو أف التماثل كاف تاماً ُب كلتا ذبربيت التداخل ،الفوتونية واإللكًتونية ،من حيث مبط التداخل ومعطيات وشروط التجربتُت الستنتجنا بال أدىن ربف أف لإللكًتوف تركيباً فباثالً للفوتوف اؼبتموج ،مع فارؽ الطبيعة اغبركية لكل منهما اليت سبق اإلشارة إليها.
177
التضا طات والتخلخالت في فجوة بين حاجزين
تمنع التضا طات أشعة الضوء من المرور عبرىا فتكون النتيجة أن تنضغ األشعة على نفسها لتدخل من المناطق المتخلخلة ،وكردة فعل النضغاطها تخرج من الجهة األخرى بزوايا تحيد عن مساراتها المتوازية.
178
قبل الدخول واالنزالق في مناطق التخلخل الواقعة في الفجوة بين الحاجزين تكون الفوتونات في حالة من عدم التطاور.
يؤدي تضا
الفوتونات أثناء دخولها لمنطقة التخلخل إلى حدوث التساوي في الطور.
179
181
الفصل السادس تطبيقات أخرى للبديل الشامل
181
تنقسم الظواىر والتجارب اليت تناولتها النسبية إىل قسمُت؛ قسم يتعلق بإثبات فرضية ثبات سرعة الضوء ،واآلخر بإثبات نتائج النظرية النسبية اؼببنية على ربويل لورنتز، كتباطؤ الزمن وزيادة الكتل ،وتقلص األطواؿ. أوالً :التجارب الخاصة بثبات سرعة الضوء.
وىي :ذبربة مايكلسوف وموريل ،وذبارب انبعاث جاما ومنها ذبربة الدكتور الفرنسي ساديو. مع أف ذبربة مايكلسوف وموريل جاءت لتبُت ثبات سرعة الضوء ُب صبيع االذباىات بالنسبة لسطح األرض فقط ،إال أنو ًب تعميم ىذه النتيجة لتصبح سرعة الضوء ثابتة عند قيمة cبالنسبة ألي مصدر ضوئي ،سواء كاف ىذا اؼبصدر قبماً بعيداً
ُب الفضاء ،أو ذرة أو صاروخاً على سطح األرض ..يًتتب على ىذا التعميم اػبطأ أف يتصرؼ الضوء ُب حركتو تصرؼ اؼبقذوفات اعبسيمية اليت ؽبا دائماً نفس السرعة بالنسبة ؼبصدرىا ،مثلها ُب ذلك مثل الرصاصة عندما تنطلق من فوىة بندقية، فالرصاصة سبتلك دوماً نفس السرعة بالنسبة لفوىة البندقية ،سواء كانت ىذه البندقية بيد واقف على سطح األرض ،أو متحرؾ ُب عربة أو طائرة ،وىذا يعٍت أف سرعة الضوء اؼبنطلق من مصدر متحرؾ كطائرة مثالً ،ستكوف أكرب من cبالنسبة لراصد يقف على سطح األرض يراقب الطائرة ،فسرعة الضوء بالنسبة لو ستكوف عبارة عن سرعة الضوء بالنسبة للطائرة واليت ىي ، cمضافاً إليها سرعة الطائرة. عدا أف ىذا سلوؾ جسيمي يتعارض مع الطبيعة اؼبوجية اؼبثبتة للضوء ،مل تثبت أي ذبربة أو ظاىرة فلكية قياس أي سرعة للضوء أكرب من . c
182
إذاً التعميم خطأ ،وعليو فسرعة الضوء (ُب ذبربة مايكلسوف وموريل) كانت ثابتة عند قيمة ُ cب صبيع االذباىات فقط بالنسبة لسطح األرض ،وستكوف كذلك ثابتة عند قيمة cبالنسبة لسطح األرض ،حىت ُب حالة خروج الضوء من مصدر متحرؾ كذرة ُب معمل أو طائرة ُب كبد السماء. وىذا ال يتعارض مع الطبيعة اؼبوجية للضوء ،وال مع ذبربة مايكلسوف وموريل ،وال مع أي ذبربة يتم فيها قياس سرعة للضوء من مصدر متحرؾ على سطح األرض، كتجارب انبعاث جاما ،بل إف ذبارب انبعاث جاما ومنها ذبربة الدكتور (ساديو) أثبتت الطبيعة اؼبوجية للضوء ومل تتعارض معها ،فاألمواج وحدىا من وبتف بسرعة ثابتة ال تتأثر حبركة اؼبصدر ،وىذا ما حدث ُب تلك التجربة ،لقد حافظت أمواج جاما على سرعتها الثابتة عند قيمة cبالنسبة لنظاـ إسناد اؼبعمل اؼبربوط بسطح األرض ،ومل تتأثر بسرعة اؼبصدر الذي بلغت نصف سرعة الضوء. يًتتب على ذلك أف سرعة الضوء بالنسبة للمصدر ُب ذبربة ساديو ستتغَت وفقاً لتحويل جاليليو كما وبدث سباماً ُب أمواج الصوت فتكوف c vأماـ اؼبصدر ،و c vخلف اؼبصدر ،وبالطبع مع انزياح كبو األزرؽ أماـ اؼبصدر مقداره
) ، 0 (1 vوانزياح كبو األضبر خلف اؼبصدر c
v مقداره ) c
0 (1
ىذه حقيقة ما بينتو التجارب؛ ثبات سرعة الضوء عند قيمة cفقط بالنسبة لسطح األرض ،سواء كاف ذلك الضوء منطلقاً من مصدر ثابت بالنسبة لسطح األرض (ذبربة مايكلسوف وموريل) ،أو منطلقاً من مصدر متحرؾ بالنسبة لسطح األرض (ذبربة ساديو) ..ال توجد ذبربة واحدة ثبت فيها أف الضوء ربرؾ بسرعة cبالنسبة ؼبصدر متحرؾ بالنسبة لسطح األرض (كما ًب افًتاض ذلك ُب التعميم القائم على ذبربة 183
مايكلسوف وموريل) ،ولو حصل ذلك ،وًب قياس سرعة cبالنسبة ؼبصدر متحرؾ بالنسبة لسطح األرض ،لصح فرض النسبية( :سرعة الضوء مقدار ثابت مطلق ،ال يتأثر حبركة الراصد أو اؼبصدر) ،ولقبلنا مذعنُت بتحويل لورنتز وكل ما ترتب عليو من نتائج، ولكنو فرض مل يصح ،ولن يصح؛ ألف ذبربة من ىذا النوع مل ربصل ولن ربصل ،فهذا من التناقض الصريح الذي ال ينشأ عن الطبيعة ،وال ذبيزه الرياضيات ،وال يقبلو عقل.
184
ثانياً :التجارب الخاصة باثبات نتائج النظرية النسبية:
التجارب اػباصة بإثبات نتائج النسبية ،منها ما ىو نظري مل يتم فيو أي قياس
مباشر مثل تقلص األطواؿ ،ونسبية التزامن(ٔ) ومنها ما ًب االدعاء بأهنا تؤيد نتائج النظرية النسبية اؼبنبثقة من ربويلها ،واغبقيقة أنو ًب فهم تلك التجارب بطريقة خطأ، وسنقدـ كبن التفسَت الصحيح القائم على مبادئ وحقائق الفيزياء اؼبثبتة واؼبعروفة من غَت أي تكلف أو التفاؼ. نبدأ بتجارب صبع السرعات اؼبتجهة وحدية سرعة الضوء ،وُب ىذا الصدد لدينا ذبربة مسارع ستانفورد اػبطي ،وانسحاب الضوء ُب األوساط الشفافة ،واألخَتة ىذه قد تعرضنا ؽبا ُب الفصل السابق ،ويبقى لدينا ذبربة مسارع ستانفورد. تجربة ستانفورد: يظهر للمتأمل أف ذبربة ستانفورد تؤيد العالقة النسبوية ُب صبع السرعات ،وىي عالقة ال تسمح ألي جسيم بأف يفوؽ سرعة الضوء ،فالتجربة قد أظهرت فعالً أف
اإللكًتونات ال تتسارع بشكل ثابت كما ىو شأف أي جسيم تؤثر عليو قوة ،بل تتسارع بشكل متناقص لتكوف النتيجة سرعة للجسيمات ال تتعدى سرعة الضوء. ىذا التوافق بُت صياغة قانوف صبع السرعات النسبوية والتجربة ،يؤدي إىل افًتاض زيادة ُب كتلة اإللكًتونات اؼبتسارعة ،وىذا ما مل تؤيده أي ذبربة بشكل مباشر ،أو أي تصور علمي مقبوؿ. )ٔ( جاء ُب كتاب الفيزياء الكالسيكية واغبديثة لػ ػ (كينيث وفورد) ،صفحة (" : )ٙٙفقد أمكن اختبار تباطؤ الزماف وقانوف صبع السرعات اؼبتجهة بشكل متقن ُب العديد من التجارب ،بالرغم من أنو مل نعثر حىت اآلف على طريقة مباشرة لقياس تقلص األطواؿ أو نسبية التزامن".
185
أما الفهم العلمي الصحيح لتلك التجربة فيزيل ىذا اإلشكاؿ ويبُت سبب التناقص ُب تسارع اإللكًتونات ُب مسارع ستانفورد ،ولكن ىذا أوالً نص يصف ما وبدث ُب
ذلك اؼبسارع من كتاب (الفيزياء اغبديثة والكالسيكية لكينيث وفورد):
"تكشف اؼبسارعات بطريقة مباشرة عن قانوف صبع السرعات اؼبتجهة ..ففي مسارع ستانفورد اػبطي تتأثر اإللكًتونات اؼبتحركة على امتداد أنبوب مفرغ طولو ميالف بدفعات متتابعة ،وُب كل دفعة ،يضاؼ بعض السرعة إىل سرعة اإللكًتوف السابقة .. لكن عندما تقًتب سرعة اإللكًتونات أكثر فأكثر من سرعة الضوء ،فإف السرعة اؼبضافة إليها تصبح أقل فأقل ،والسيما عندما تكاد سرعة اإللكًتوف تكوف مساوية لسرعة الضوء (علماً بأهنا لن تساويها سباماً). والتفسَت العلمي الصحيح ؽبذه التجربة سيكوف على النحو التايل: من الطبيعي أال يتمكن أي ؾباؿ كهربائي أو مغناطيسي من أف يرفع سرعة أي جسيم مشحوف إىل سرعة أكرب من سرعة الضوء ،والسبب أف ىذه اجملاالت تؤثر فقط إىل حد أقصى سرعة تنتشر فيها ،أي أهنا ال تستطيع دفع أي جسيم مشحوف بسرعة أكرب من سرعتها اليت تنتشر فيها ،واؼبعلوـ أف اجملاالت الكهرومغناطيسية ال تنتشر بسرعة أكرب من سرعة الضوء ،فكيف بعد ذلك نتوقع منها أف تقوـ بدفع اعبسيمات اؼبشحونة بسرعة أكرب من سرعتها؟! سيمر االلكًتوف الذي يتحرؾ بسرعة ُ cب ذلك اجملاؿ (كهربائي أو مغناطيسي) بدوف أف يتعرض ألي عملية دفع ..وإليكم ىذا اؼبثاؿ (اؼبتمثل ُب سؤاؿ) من اؼبظاىر الكونية الكبَتة: ىل ستتمكن رياح سرعتها مائة كيلومًت/ساعة من أف تزيد من سرعة قارب شراعي أكثر من مائة كيلومًت/ساعة؟ بالطبع ال. 186
وإليكم مثاؿ آخر ،ولكن من عامل الرياضة: ىب أف مدرباً يقوـ بدفع العبيو اؼبصطفُت أمامو كبو ملعب كرة القدـ واحداً واحداً بيده بأقصى قوة لو ،وىب ألسباب فيزيائية يدركها كل من أوٌب حساً فيزيائيا سليماً أنو مل يتمكن من خالؿ تلك الدفعة من إيصاؿ الالعبُت إىل أقصى سرعة فبكنة، وىي سرعة اعبري؟ بل أوصلهم إىل سرعة اؼبشيٍ ،ب ىب أف أحد الالعبُت جاء إىل ذلك الطابور اؼبصطف وىو يبشيٍ ،ب قاـ اؼبدرب بدفعو كما دفع زمالئو ،ولكن ورغم ذلك مل يتمكن من إيصاؿ ذلك الالعب إىل أقصى سرعة ،بل أوصلو إىل سرعة اؽبرولة، ٍب جاء العب آخر وىو مهروالً ،فأوصلو بدفعة يده إىل سرعة اعبري ،وأخَتاً جاء الالعب األخَت وىو هبري ليلحق بزمالئو ،وىنا يأٌب السؤاؿ اؼبهم: ىل سيتمكن اؼبدرب رغم يده اليت تدفع بنفس السرعة اليت هبري هبا الالعب من أف تضيف أي سرعة إىل الالعب؟ بالقطع ال ،فيده لن تلحق إال لتالمس ظهر الالعب من غَت أف تقوـ بأي عملية دفع ،وىكذا يقوـ اؼبدرب بدفع الالعبُت اؼبوصوفُت ُب كل مرة بسرعة أقل ،والسبب أف يده ُب كل مرة سبارس قوهتا لفًتة زمنية أقل ،وىذا حاؿ اإللكًتونات اؼبسرعة بواسطة ؾباالت ،ستتحرؾ ُب كل دفعة بسرعة أقل ،ولن تتحرؾ مندفعة بأكثر من سرعة الضوء. وىذا ال يعٍت أف أي جسم ُب الطبيعة لن يتجاوز سرعة الضوء مهما مورس عليو من قوة ،فبالتايل ىو قيد حدية سرعة الضوء اليت أدى إليها ربويل لورنتز ،بل السرعة ستكوف قيد اؼبصدر الدافع ؽبا ،ونظاـ اإلسناد اليت تقاس بالنسبة إليو ،واؼبصادر اؼبولدة للسرعة كثَتة ،وكل مصدر حبسبو ،ونظم اإلسناد بعدد ما ُب الكوف من أجراـ.
187
التجارب المتعلقة بنسبية الزمن (تباطؤ الزمن):
ُب حبثنا ىذا ال ننفي نسبية الزمن باؼبطلق ،فقد يكوف اإلحساس دبرور الػزمن نسػبيّاً، فتمر غبظات اغبزف أبطأ من غبظػات الفػرح ،وقػد يكػوف اإلحسػاس بػالزمن نسػيب ،فيشػعر اؼبػريض الػػذي يػػئن ربػػت وطء اآلالـ بثقػػل وبػػطء الثػواين والسػػاعات ،وأبلػػغ مػػن كػػل ذلػػك أف ينعدـ اإلحساس بالزمن عند النوـ ،فتمر الساعات على النائم وكأهنا ثواين. كل ذلػك وغػَته ُب عػرؼ األحاسػيس فبكػن ،أمػا إذا أمسػكنا بالورقػة والقلػم وبػدأنا لبػػط اؼبع ػػادالت ال ػػيت ربتػػوي ض ػػمن رموزى ػػا عل ػػى اؼبتغػ ّػَت ، tأو إذا دخلن ػػا اؼبعم ػػل ال ػػذي تلجئُنػػا ذباربػػو بػػُت الفينػػة واألخػػرى إىل النظػػر والتػػدقيق ُب حركػػة عقػػارب الساعػػة ،فعندىػػا هبب أف يتحد الرسم ليأخذ الشػكل ُ tب كػل اؼبعػادالت ،وتنضػبط حركػة عقػارب صبيػع السػػاعات ،لػػتعلن صبيعهػػا نفػػس الػػدقات ،وإال فإننػػا لػػن نسػػتطيع اغبكػػم علػػى شػػيء ،ىػػذا بطيء وذاؾ سريع ،ىػذا وببػو وذاؾ يطػَت ،سبامػاً كمػا وبػدث لػو أننػا قمنػا بتغيػَت وحػدات قي ػػاس األطػ ػواؿ ُب ك ػػل م ػػرة نق ػػيس فيه ػػا ش ػػيئاً ،ل ػػن نس ػػتطيع اغبك ػػم :ى ػػذا طوي ػػل وذاؾ
قصَت ..ىذا عػريض وذاؾ رقيػق ،هبػب أف تتحػد صبيػع وحػدات القيػاس لنػتمكن مػن قػوؿ شيء.
وقػػد يس ػػتغرؽ انتقػػاؿ ح ػػدث إلينػػا وقت ػاً أط ػػوؿ أو أقصػػر م ػػن غَتنػػا ،حبس ػب موقعن ػػا ػيب م ػػن اغب ػػدث ،وق ػػد يك ػػوف الزم ػػاف نسػػبيّاً دبع ػػٌت أف َسن ػػة األرض زبتل ػػف ع ػػن َسن ػػة النسػ ّ
ػاكٍت اؼب ػريب ،أو أف يكػػوف الوقػػت بالنسػػبة يل ىػػو الواحػػدة لػػيالً ،وبالنسػػبة لغػػَتي مػػن سػ ّ النصػػف اآلخػػر مػػن الكػػرة األرضػػيّة ىػػو الواحػػدة ظه ػراً ،وقػػد تبطػػئ سػػاعة وتتػػأخر سػػاعة بعينها ،بسبب عوامل فيزيائيّة معينة من حرارة أو ضغط وكبو ذلك.
188
زمٍت واحد يتفػق عليػو كل ذلك فبكن ومفهوـ ،ويبكن إرجاعو ُب النهايػة إىل مرجع ّ اعبميػػع ،أمػػا نسبيّػػة الػػزمن الػػيت ذبعلػػٍت أرى سػػاعتك أبطػػأ مػػن سػػاعيت ،وُب نفػػس الوقػػت،
ترى أنت ساعيت أبطأ من ساعتك ،فهػذا مػن شػذوذ القػوؿ ،وعبػث اػبيػاؿ ،الػذي يأبػاه كل صاحب عقل ،وينفر منو كل صاحب ذوؽ سليم.
إف التجارب اليت ًب االدعاء بأهنا من األدلة اليت تؤيد فرضية تباطؤ الزمن وىي ذبربة الساعة الطائرة ،وذبارب تباطؤ الزمن ُب ميونات االكباللية ،و ذبارب قياس زحزحة كبو األضبر ُب األطواؿ اؼبوجية اؼبتعامدة على حركة اؼبصدر ،والزحزحة التثاقلية اغبمراء .. كل ىذه التجارب والظواىر قد ًب فهمها بالطريقة اليت تتوافق مع فروض وشروط النسبية ،وىذا التوافق اؼبصطنع أخرج ىذه الظواىر والتجارب عن مفاىيمها وحقائقها الصحيحة ،وبالعودة إىل اؼبنهج العلمي واؼبنطق الفيزيائي الصحيح ،سنتمكن من الفهم الصحيح لكل تلك الظواىر والتجارب. تجربة الساعة الطائرة: بادئ ذي بدء نقوؿ :إف نتيجة ىذه التجربة اليت أجريت عاـ ٜٜٔٙعلى منت طائرة مدنية زبالف مبدأ نسبية الزمن ،أو التبادلية ُب قياسات الزمن الذي جاءت بو النسبية ،فالساعة الذرية اليت على منت الطائرة أظهرت تغَتاً مطلقاً للزمن وليس تغَتاً نسبياً ،أي أهنا أبطأت فعالً بالنسبة للساعة الذرية األرضية ،والساعة األرضية أسرعت
بالنسبة للساعة الطائرة! والذي يؤكد ذلك أف عملية اؼبقارنة بُت الساعتُت سبت ُب هناية رحلة الساعة الطائرة اليت استغرقت يوماً كامالً من الدوراف حوؿ األرض ،فوجد أف ساعة أبطأت وأخرى أسرعت ،وكاف من اؼبفًتض (وفقاً ؼببدأ نسبية اغبركة والذي فيو أف
كل نظاـ إسناد يبكن اعتباره ساكناً والنظاـ اآلخر متحركاً حركتو النسبية) أف كل ساعة 189
تبطئ بالنسبة لألخرى ،ولكن الذي رأيناه ُب ىذه التجربة أف الراصد األرضي رأى ساعة الطائرة أبطأ من ساعتو ،والراصد الطائر رأى ساعة األرض أسرع من ساعتو! فهل ىذه نسبية؟! وُب حاؿ ضربنا الذكر صفحا عن ىذا التجاوز ُب حق النسبية ،وتشبثنا باؼبنطق النسبوي ،وىو أف يرى كل راصد ساعة اآلخر تبطئ بالنسبة لساعتو ،فذلك يعٌت أف الساعتُت تتباطآف وتتسارعاف ُب نفس الوقت! وال نظن أحداً فبن أنعم اهلل عليو بنعمة العقل يبكن أف يضرب الذكر صفحاً عن ىذا اػبلط. من جهة ثالثة ينشأ تناقض مفاده :أي تباطؤ ُب الزمن هبب اعتماده إف كاف ىناؾ أكثر من راصد يتحركوف بسرعات نسبية ـبتلفة؟! وُب حالة ذبربتنا ىذه اليت بُت أيدينا ،لو أننا افًتضنا وجود صاروخ يتحرؾ بالنسبة للطائرة بسرعة نسبية أكرب بضعف أو ضعفُت من سرعة الطائرة بالنسبة لألرض ،فأي تباطؤ ُب الزمن هبب اعتماده على منت الطائر اؼبيموف؟! ىل ىو تباطؤ الزمن اؼبتعلق بسرعة الطائرة بالنسبة لألرض؟ أـ تباطؤ الزمن اؼبتعلق بسرعة الطائرة بالنسبة للصاروخ؟! ومن جهة رابعة نقوؿ :ىل يعٍت حدوث تأخر ُب دقات الساعة الطائرة أف الزمن ُب الطائرة قد أبطأ؟! ىل إذا أبطأت ساعة من الساعات التقليدية ُب يد أحدنا نقوؿ :إف الزمن عند صاحبها قد أبطأ؟! أـ األصح أف دقاهتا قد أبطأت ،وبالتايل فإف الساعة تعاين من خلل فيتوجب إصالحها ،وىذا ما سيكوف عليو اغباؿ ُب ساعتنا الطائرة ،ما أبطأت دقاهتا إال ػبلل فيها وليس لتباطؤ الزمن ،وىذا اػبلل نشأ من تصميم وطريقة عمل الساعة نفسها ،فهي قد صممت لتعمل بذبذبات كهرومغناطيسية تتحرؾ بسرعة الضوء وىي 191
ساكنة بالنسبة لوسط انتشارىا اؼبلتصق واحمليط باألرض كما سبق واشرنا ،فإذا ربركت الساعة (مع الطائرة) بالنسبة لذلك الوسط ،فستبقى سرعة الضوء ثابتة بالنسبة للوسط، ولكنها ستتأثر وتتغَت بالنسبة للساعة اؼبتحركة مع الطائرة لتصبح وفقاً لتحويل جاليليو ) ُ (C Vب اذباه حركة الطائرة و ) ُ (C Vب عكس اذباه حركة الطائرة ،كما سبق وبينت ذلك ذبربة الدكتور ساديو. وىكذا ،فاختالؼ قراءة الساعة الطائرة عن الساعة الساكنة مرده إىل تغَت سرعة الضوء بالنسبة للساعة الطائرة ،وبالتايل أطوالو اؼبوجية ،وليس إىل ما يسمى بتباطؤ الزمن. الزيادة في زمن عمر النصف لميزونات االنحاللية: لنتبُت حقيقة ىذا الزعم البد لنا أوالً من مطالعة نص معترب من أحد اؼبراجع العلمية خبصوص ىذا الزعم وىو من كتاب الفيزياء الكالسيكية واغبديثة: "ُب الواقع ،فإف لتباطؤ الزماف أثراً بارزاً على شدة األشعة الكونية على سطح األرض . .فالربوتونات اليت تصدـ النوى بالقرب من أطراؼ الغالؼ الغازي العليا تنتج بيونات ،ومعظم ىذه البيونات ،تنحل إىل ميونات ونيوترينوات وىي ماتزاؿ على ارتفاع كبَت من سطح األرض ..إف متوسط عمر البيوف الساكن ىو تقريباً 2مايكرو ثانية، ولكونو يتحرؾ بسرعة قريبة من سرعة الضوء فإنو يقطع 600مًت تقريباً ُب اؼبيكروثانيتُت من زمن األرض ،ولو كاف العمر اؼبميز للميونات السريعة كعمر اؼبيوف الساكن، الختفت ىي األخرى بشكل كبَت ُب الغالؼ اعبوي قبل أف تصل إىل األرض ..ولكن عمرىا بدالً من ذلك يزيد نتيجة غبركتها إىل حد أف كثَتاً منها يصل إىل األرض قبل أف
191
ينحل ..فعلى سبيل اؼبثاؿ ،يعاين ميوف طاقتو وينتقل ُب اؼبتوسط تقريباً 35ميالً قبل أف ينحل".
10 GeV
تباطؤ ُب الزمن دبعامل ،95
ُب الواقع لقد ًب استنتاج خاطئ لسرعة تلك اعبسيمات ،واألغلب أنو ًب استنتاجها وفقاً لصياغات النسبية اليت زبتزؿ وتقلص من السرعات وفقاً ؼبعامل لورنتز ، 1 v2 c2وال نرى داعي بعد اآلف للتعامل مع اعبسيمات وفقاً ؼبنطق النسبية،
خاصة وأف ىذه اعبسيمات مل يعجلها ؾباؿ كهربائي أو مغناطيسي كما ىو اغباؿ ُب مسارع ستانفورد اػبطي ليكوف ؽبا بعد ذلك سرعة ال تتجاوز سرعة الضوء ،لقد تولدت ىذه اعبسيمات غَت اؼبستقرة بعد عملية تصادـ مع جسيمات متولدة من انفجارات نووية ُب الشمس ،لذلك فلن يقف أماـ سرعة ىذه اعبسيمات أي حد للسرعة ،وعليو فطوؿ اؼبسافة اليت قطعتها تلك اعبسيمات حىت وصل معظمها إىل سطح األرض يرجع إىل سرعتها الكبَتة اؼبتولدة عن تصادماهتا مع الربوتونات عند األطراؼ العليا للغالؼ اعبوي. قس على ذلك ما وبدث ؽبذه اعبسيمات ُب اؼبعجالت النووية ،فكرب اؼبسافة اليت قطعتها قبل أف تصل إىل ىدفها ُب حجرة الفقاعات األيدروجينية يرجع إىل سرعتها الكبَتة ،وغبساب تلك السرعة ما علينا إال قسمة اؼبسافة اليت قطعتها ُب مسارىا ُب اؼبعجل النووي (البيفاتروف) على عمرىا النصفي.
192
تجارب الزيادة في الكتلة:
مل توجد ذبربة واحدة بينت بشكل مباشر وجود زيادة ُب كتل اعبسيمات الذرية اؼبتحركة بسرعات قريبة من سرعة الضوء ،بل كاف ذلك ؾبرد افًتاض لتعويض النقص اؼبالح ُب سرعة تلك اعبسيمات اؼبتسارعة بسرعات قريبة من سرعة الضوء ،تأمل ىذه اغبقيقة ُب ىذا النص من كتاب مقرر بَتكلي ُب الفصل العاشر (سرعة الضوء): "وىكذا يبكننا تلخيص النتائج العملية كالتايل :سبتص اإللكًتونات الطاقة اؼبتوقعة من اجملاؿ اؼبعجل ،ولكن سرعتها ال تزداد بدوف حد ،والسبيل الوحيد لفهم ىذه اغبقيقة ىو أف نفًتض عدـ ثبوت ." m إذاً ،زيادة الكتلة ىو ؾبرد افًتاض ،وسبب ىذا االفًتاض فهم خاطئ غبقيقة تأثَت
اجملاؿ الكهربائي على الشحنات اؼبتحركة ،والصحيح ،من واقع التفسَت الذي قدمناه أف التناقص ُب تسارعها ىو بسبب تناقص قوة الدفع للمجاؿ الكهربائي ،وىذا يًتتب عليو عدـ امتصاص االلكًتونات لكل الطاقة اؼبتوقعة من اجملاؿ اؼبعجل ،ولو أهنا امتصت كامل الطاقة اؼبتوقعة ؽبا لصحت العالقة: 1
2 e = EK 2 Mv
ولكنها امتصت فقط القدر الكاُب إليصاؽبا إىل سرعتها النهائية اؼبقاسة ُب هناية مطاؼ منطقة اجملاؿ ..بتعبَت آخر ،إف قوة اجملاؿ الكهربائي اؼبطبق على طوؿ اؼبسافة L ُب أوؿ اؼبسارع ،لن تؤثر بتسارع منتظم على اعبسيمات اؼبشحونة ،كما ىو دأب أي قوة تؤثر بتسارع منتظم ،بل ستؤثر بتسارع متناقص كما سبق وبينا ُب تفسَتنا اعبديد لتجربة مسارع ستانفورد ،وبالتايل فإف طاقة اجملاؿ احملسوبة من اعبهد اؼبطبق لن تكوف 193
مساوية سباماً للعالقة الفيزيائية اؼبعروفة
1 Mv2 2
EK
إال ُب حدود السرعات األقل
بكثَت من ، cفهذه العالقة ًب استنتاجها من حاصل ضرب اؼبسافة ُب قوة ؽبا تأثَت ثابت يؤدي إىل تسارع منتظم ،فبالتايل لن تساوي طاقة اجملاؿ الكهربائي احملتوي على قوة ؽبا تأثَت متناقص مع الزمن ..ولكن ىذه العالقة
1 Mv2 2
EK
ستكوف
صحيحة سباماً ،ومعربة عن طاقة اإللكًتوف إذا كانت السرعة اؼبعتربة لإللكًتوف ُب ىذه العالقة ىي السرعة اؼبقاسة بطريقة مباشرة بعد زبطي اإللكًتونات ؼبنطقة تأثَت اجملاؿ الكهربائي ُب جهاز التجربة اؼبوصوؼ ُب الفصل العاشر ُب كتاب بَتكلي ،وعليو فإف أقصى طاقة حركية يبكن أف يصل إليها جسيم مشحوف معجل دبجاؿ كهربائي ىي: 1 Mc2 2
EK
حيث Mكتلتو اؼبطلقة (بغَت زيادة أو نقصاف) c ،السرعة النهائية اليت يصل إليها اعبسيم اؼبشحوف ،واليت سيبلغها بعد قطعو مسافة معينة ُب منطقة تأثَت ؾباؿ كهربائي، وبعد تلك اؼبسافة لن يكوف ىناؾ أي تزايد ُب السرعة(ٔ). (ٔ) الح أف اؼبقدار
1 Mc2 2
ال يكافئ اؼبقدار النسبوي اؼبشهور Mc2؛ ألف األخَت يعرب عن
الطاقة الكلية اليت ىي ؾبموع طاقة السكوف وطاقة اغبركة ،وإذا أردنا أجراء مقارنو بينو وبُت ما يكافئو من الصيغ النسبوية ،فعلينا مقارنتو بالتعبَت النسبوي
M 0c 2
M 0c 2 2
1
، EKعندىا
سنالح وجود تكافؤ ،ولكن ُب مدى معُت من السرعات ،بعد ذلك اؼبدى تشذ الصيغة النسبوية شذوذاً كبَتاً يقًتب من الالهناية ُب حساب الطاقة ،باقًتاب سرعة اعبسيمات اؼبتسارعة من سرعة الضوء ،وىذا ما ال يبكن أف تسجلو أي أجهزة لقياس الطاقة عند اؽبدؼ اؼبوضوع ُب هناية اؼبسار. بينما ستكوف العالقة اعبديدة
1 Mc 2 2
معربة سباماً عن مقدار تلك الطاقة.
194
زيغ الضوء لبرادلي:
بعد أف ًب تعديل زاوية التلسكوب اؼبوجو كبو ؾبموعػة معينػو مػن النجػوـ ُب السػماء،
بعد مرور ستة أشهر على الرصد األوؿ -وذلك للػتمكن مػن رؤيػة صػور تلػك النجػوـ ُب بػػؤرة التلسػػكوب مػػرة أخػػرى بعػػد حيودىػػا عنهػػا -علػػل ب ػراديل ذلػػك حبصػػوؿ زيػػغ ألشػػعة الض ػػوء القػػادـ مػػن النج ػػوـ ،س ػػببو حركػػة األرض النسػػبية ،واألص ػػح حص ػػوؿ زيػػغ حقيق ػػي ألشعة الضوء تسبب فيػو وسػط انتشػار الضػوء اؼبنسػحب مػع األرض ،وىػو اجملػاؿ اعبػاذيب لألرض. ون ػػرى أف ى ػػذا االكبػ ػراؼ س ػػيأخذ ص ػػورتُت :اكبػ ػراؼ موج ػػب ي ػػؤدي إىل رؤي ػػة ص ػػورة ظاىريػػة للنجػػوـ متقدمػػة علػػى موقعهػػا اغبقيقػػيُ ،ب حالػػة حركػػة األرض الكونيػػة ُب مػػدارىا حوؿ الشمس ُب اذباه ،واكبراؼ سالب يؤدي إىل رؤية صورة ظاىرية للنجوـ متػأخرة عػن مواقعها اغبقيقية ُب حالة حركة األرض ُب االذباه اؼبعاكس. ذلػػك هبعلنػػا نتصػػور أف مسػػار الضػػوء ُب هنايػػة رحلتػػو ُب اللحظػػات األخػػَتة قبػػل أف يػدخل إىل قنػػاة التلسػػكوب سػػيكوف موازيػاً لتلػػك القنػػاة ،ولػػن يػدخلها بشػػكل مائػػل ،كمػػا ىػػو مفػػًتض ُب التفسػػَت التقليػػدي لظػػاىرة الزيػػغ ،والػػذي يثبػػت أف أشػػعة الضػػوء مل تػػدخل قناه التلسكوب بشكل مائل ،ظهور صور األجراـ الفلكية ُب مكاهنػا ُب بػؤرة التلسػكوب حػػىت بعػػد مػػلء قنػػاة التلسػػكوب باؼبػػاء ،فلػػو أف األشػػعة دخلػػت قنػػاة التلسػػكوب بش ػكل مائل ،لفعل اؼباء فعلو بإحداث انكسار ُب خطػوط تلػك األشػعة اؼبائلػة ،ولظهػرت الصػور ُب غَت مكاهنا ،ولكن الصور ظلت ُب مكاهنا خلف بؤرة العدسة.
195
يرجع اختالف المنظر النجمي في السماء إلى انحرافات في مسارات األشعة الضوئية عند دخولها إلى المجال الجاذبي (وس انتشارىا ) المنسحب مع األرض في حركتها الكونية، وعليو فان مسارات تلك األشعة لن تسق بصورة مائلة على عدسة التلسكوب كما ىو
مفترض في حالة الزيغ التقليدية المعروفة ،بل ستسق لتكون متعامدة على العدسة ،أو
بشكل موازي لقناة التلسكوب كما ىو موضح في الشكل أعاله.
196
الفصل السابع السماء وحقيقة نظرية االنفجار الكبير في آيات كتاب اهلل
197
نظرية االنفجار الكبير ُب أوروب ػػا ،وُب بداي ػػة عص ػػور االكتش ػػافات العلمي ػػةُ ،ب بداي ػػة الق ػػرف الس ػػابع عش ػػر ربديػداً ،وبعػػد أف وجػػو جػاليليو منظػػاره كبػػو السػماء فلػػم هبػػد إال أجرامػاً فلكيػػة مثلهػػا مثػػل األرض ،نشػػرت الصػػحف اإليطاليػػة ُب ذلػػك اغبػػُت خ ػرباً يقػػوؿ :جػػاليليو يلغػػي السػػماء! وُب عص ػرنا اغباضػػر ىػػذا الػػذي نعػػيف فيػػو كتػػب أحػػد كتػػاب أمريكػػا يقػػوؿ متحػػدياً :لقػػد ذىب صاروخنا إىل القمر ومل يتشرؼ بلقاء إؽبكم!
وبعػػد أف ألغػػى أولئػػك الػػذين ال يؤمنػػوف إال بػػاغبس السػػماء ومػػا فيهػػا ،زعم ػوا أف مػػا تبقى من أجراـ وقبوـ ما ىي إال حصيلة النفجار كبَت! ولبياف عوار ىذه النظرية وأهنا عبثية وغَت علمية ،كبن فقط نسأؿ: ىل حصل ذلك االنفجار ُب العدـ ؟! وإذا مل وبصػػل ىػػذا االنفجػػار ُب العػػدـ ،فالبػػد أنػػو حصػػل ُب مػػادة أوليػػة (كمػػا ىػػو مفًتض ُب النظرية) ،عندىا وبق لنا أف نسأؿ :ومن أين جاءت تلك اؼبادة األولية؟ وُب حاؿ إنكار وجود خالق ؽبذه اؼبػادة األوليػة (كمػا ىػو متوقػع) فػذاؾ سػيعٍت أحػد أمرين ال ثالث ؽبما :إما أهنا خلقت نفسها من العدـ ،أو أف ؽبا وجوداً أزلياً قديباً. وُب حػاؿ سػػلمنا بأهنػػا خلقػت نفسػػها مػػن العػدـ ..فمػػا الػػذي يبنػع وفقػاً ؽبػػذا اؼبنطػػق أف نسػػلم مػػن البدايػػة أف ىػػذا الكػػوف علػػى حالػػو الػػذي ىػػو عليػػو اآلف ،خلػػق نفسػػو مػػن العدـ ،ونريح أنفسنا من كل تلك الفروض والرياضيات ُب نظرية االنفجار الكبَت؟! وُب حػاؿ سػلمنا بوجػود أزيل قػدًن ؽبػذه اؼبػػادة .فمػا الػذي هبعلهػا تنفجػر اآلف؟! ؼبػػاذا مل تبق ىذه اؼبادة على حاؽبا -الذي استمر ُب األزؿ -إىل أبد األبدين ُب اؼبستقبل؟! 198
وإذا سػلمنا بأهنػػا انفجػػرت ىكػذاُ ،ب تلػػك اللحظػػة العبقريػة اؼبتفػػردة ُب الزمكػػاف كمػػا ى ػػو ج ػػار التعب ػػَت ُب أدبي ػػات النس ػػبية ،فه ػػل يعق ػػل أف تك ػػوف ن ػواتج انفج ػػار م ػػادة حبج ػػم تفاحة أو برتقالة ىي ىذه اؼبليارات اؼبليارات من اجملرات؟! وُب حػاؿ سػلمنا هبػػذا الكػم اؽبائػل مػػن اؼبػادة اؼبتولػػد عػن ذلػك االنفجػػار ،فهػل يعقػػل أف تكػػوف نتيجػػة ذلػػك االنفجػػار ىػػي ىػػذا النظػػاـ اؼبتجػػانس ،وىػػذا التناسػػق اؼببهػػر الػػذي يعجز عن وصفو أعظم عقوؿ البشر؟! ىل من إجابة أو أي مستند علمي يبكن على أساسو أف نقبل هبذه النظرية؟! ُب اغبقيق ػػة ،ل ػػيس ؽب ػػذه النظريػ ػػة أي مس ػػتند علم ػػي يبك ػ ػن أف تق ػػوـ عل ػػى أساسػ ػػو، والباعث اغبقيقي ؽبذه النظرية واإلصرار عليها رغم عوارىا وعبثيتها ،ىو ألف البػديل عنهػا يعػػٍت أف ىنػػاؾ خالق ػاً ؽبػػذا الكػػوف ،وىػػذا مػػا يرفضػػو بشػػدة أربػػاب العلػػم اؼبػػادي اؼبعاصػػر. وحجتهم ُب إنكار وجود خالق ىي عدـ رؤيػتهم ؽبػذا اػبػالق ،فقػد ذىبػت صػوارىبهم إىل القمر ،ومسحت تلسكوباهتم الفضاء ،فما وجدوا شيئاً. وىػػذا اؼبنطػػق يرفضػػو اؼبػػنهج العلمػػي ،فإنكػػار مػػا ىػػو موجػػود لعػػدـ القػػدرة علػػى رؤيتػػو ىبػػالف مئػػات السػػنُت مػػن االكتشػػافات العلميػػة ألظبػػاء الت ػزاؿ مسػػمياهتا غيػػب إىل اآلف وغَت مرئية لنا ،مثل :اعباذبية ،والذرة ،والكهرباء. كحكػػم علػػى وجػػود األشػػياء وإذا كانػػت العػػُت كػػأداة إدراؾ ال يبكػػن االعتمػػاد عليهػػا َ
ُب عاؼبنا اؼبػادي ،فهػل سػنعتمد عليهػا بعػد ذلػك ُب اغبكػم علػى وجػود مػا ىػو خػارج عػن إطار كل اؼبادة ،وىو خالق اؼبادة؟! إذا سلمنا بوجود خالق للمادة ،فالبد مػن التسػليم - وب ػػنفس الق ػػدر -بع ػػدـ ق ػػدرتنا عل ػػى إدراك ػػو ،ل ػػيس فق ػػط بأعينن ػػا ،ب ػػل وبك ػػل حواس ػػنا، والسػػبب أف كػػل حواسػػنا لػػيس ؽبػا القػػدرة إال علػػى إدراؾ كػػل مػػا ىػػو مػػادي ،فمػػا نلمسػػو 199
ذرات ،وما نشمو ذرات ،وما نسػمعو اىتػزاز ذرات ،ومػا نػراه ىػو أشػعة ضػوئية ناشػئة عػن اىتزاز إلكًتونات داخل ذرات ،إذاً كبن نعيف ونتفاعل مع ؿبيط من الػذرات؛ لػذا فلكػي
مبتلػػك القػػدرة علػػى إدراؾ اػبػػالق تقدسػػت ذاتػػو ،فػػال بػػد أف يكػػوف ىػػو األخػػر مػػن ذرات، وىػػل يعقػػل أف يكػػوف مػػن ذرات ،وقػػد سػػلمنا بأنػػو خػػالق الػػذرات؟! إذا سػػلمنا بأنػػو خػػالق الػذرات ،فالبػػد مػن التسػػليم بأنػو لػػيس مػػن ىػذه الػػذرات ،بػل وأف نسػػلم بوجػود لػػو أكمػػل
من وجود ىذه الذرات الضعيفة اليت ال تقوـ بذاهتا ،وندوسها بأقدامنا كل حُت. وىكػػذا فعػػدـ رؤيتنػػا للخػػالق إمبػػا ىػػي بسػػبب كمػػاؿ ذات ػو ال بسػػبب عػػدـ وجػػوده، فحج ػػتهم إذاً داحض ػػة ،ونظ ػريتهم ُب تول ػػد ى ػػذا الك ػػوف ع ػػن انفج ػػار ى ػػي نظري ػػة باطل ػػة، واإلص ػرار عليهػػا رغػػم بطالهنػػا وعبثيتهػػا اسػػتخفاؼ بالعقػػل البشػػري الػػذي فطػػره اهلل علػػى اإليباف بو رباً وخالقاً ،وزيادة على ىذا اإليباف الذي غرسػو اهلل ُب قلػوب كػل البشػر أرسػل إىل الناس كتاباً كلو حقائق ،ليس فيو نظرية واحدة ،يقوؿ ُب إحدى آياتو متحدياً: ات بِغَي ِر َعم ٍد تَ رونَه ا وأَلْ َق ى فِ ي ْاألَر ِ ِ الس ماو ِ اس ي أَ ْن تَ ِمي َد بِ ُك ْم َوبَ َّ ث ْ ْ َ َْ َ َ { َخلَ َق َّ َ َ ض َرَو َ فِيها ِمن ُك ِّل دابٍَّة وأَنْ زلْنا ِمن َّ ِ ِ يه ا ِم ْن ُك ِّل َزْو ٍج َك ِر ٍيم (ٓٔ) َى َذا َخ ْل ُق اء فَأَنْ بَْت نَ ا ف َ َ ْ َ َ ََ َ الس َماء َم ً َّ ِ ِ ِ ض َال ٍل ُمبِي ٍن}[لقماف]ٔٔ-ٔٓ : ين ِم ْن ُدونِِو بَ ِل الظَّالِ ُمو َن فِي َ اللَّو فَأ َُروني َما َذا َخلَ َق الذ َ
وكبػػن ُب تقػػديبنا للبػػديل عػػن نظريػػة االنفجػػار الكبػػَت الػػيت ىػػي إحػػدى نتػػائج النظريػػة النسػػبية ،سػػنبحث ونتأمػػل ُب ىػػذا الكتػػاب الػػذي كلػػو حقػػائق ،ففيػػو سػػنجد بغيتنػػا ،ومػػن غَت أي افًتاضات ،أو اشتقاؽ ألي معادالت ،فإىل كتاب اهلل الكرًن وكالمو اؼببُت.
211
نقد التفسيرات القائمة على أساس نظرية االنفجار الكبير ذىػػب عػػدد مػػن اؼبفسػرين اؼبعاصػرين إىل أف اغبػػق سػػبحانو وتعػػاىل قػػد ذكػػر االنفجػػار الكبَت ُب كتابو الكرًن ،وعدوا ذلك من السبق العلمي للقرآف الكػرًن ،وحاشػى للحػق أف يأٌب دبثل ذلك العبث من القوؿ. إف مػػا جػػاء بػػو اغبػػق تعػػاىل أنػػو شػػق السػػماء عػػن األرض شػػقاً ،ورفعهػػا عػػن األرض
رفع ػاً ،وأن ػػو ب ػػٌت الس ػػماء بن ػػاءً ،وس ػواىا تس ػػويةً ،فه ػػل الش ػػق والرف ػػع والبن ػػاء والتس ػػوية م ػػن مرادفات فجر يفجر تفجَتاً؟! َّ ِ الس ماو ِ ين َك َف ُروا أ َّ ض َكانَتَ ا ات َو ْاأل َْر َ َن َّ َ َ إف كلمػػة الفتػػق ُب قولػػو تعػػاىل{ :أ ََولَ ْم يَ َر ال ذ َ َرتْ ًق ا فَ َفتَ ْقنَ ُاى َم ا َو َج َعلْنَ ا ِم َن ال َْم ِاء ُك َّل َش ْي ٍء َح ني أَفَ َال يُ ْؤِمنُ و َن} ]األنبيػػاء [ٖٓ :ال تعػػٍت
االنفجػػار ،فقػػد جػػاء ُب معػػاجم اللغػػة :فتػػق الشػػيء فتق ػاً ،أي :شػػقو ،وفتػػق الثػػوب :،أي فصل نسيجو أو خياطتو ،والشمس صادفت فتقاً بُت سحابتُت فظهرت.
ال لَ َه ا الس َم ِاء َو ِى َي ُد َخ ا ٌن فَ َق َ اس تَ َوى إِلَ ى َّ أما الػدخاف اؼبػذكور ُب قولػو تعػاىل {:ثُ َّم ْ ِِ ولِ ْألَر ِ ِ ين }] فصػلت ، [ٔٔ :فػال يعتػرب دلػيال علػى َ ْ ض ائْتيَ ا طَ ْو ًع ا أ َْو َك ْرًى ا قَالَتَ ا أَتَ ْي نَ ا طَ ائع َ
ح ػػدوث ذل ػػك االنفج ػػار ،وذل ػػك لس ػػببُت :األوؿ أف ال ػػدخاف ال يبك ػػن أف ينطب ػػق وص ػػفو علػى اؼبػادة األوليػة ُب غبظػػات االنفجػار ،ففػي تلػك اللحظػػات (وفقػاً للنظريػة) كانػت تػػتم عمليػػات ربػػوؿ نوويػػة مػػن اؼبػػادة ُب شػػكلها األويل إىل اعبسػػيمات األوليػػة مثػػل اإللكػػًتوف
والربوتوف ،والتسمية الصحيحة اليت سبكن أف تطلػق علػى تلػك العمليػات ىػي (نػار نوويػة) ولػػيس الػػدخاف ،فالػػدخاف ىػػو غػػازات سػػاخنة ـبلخلػػة ،غالب ػاً سػػوداء ،مكونػػة مػػن ذرات وجزيئػػات معقػػدة الًتكيػػب وليسػػت أوليػػة ،تنػػتج عػػن ن ػَتاف ضػػعيفة لعمليػػات اح ػًتاؽ ؼب ػواد
211
عضػػوية وغػػَت عضػػوية ،وىػػذا الوصػػف العلمػػي للػػدخاف ينطبػػق سبامػاً علػػى األدخنػػة الناذبػػة عن فوراف الرباكُت على سطح األرض. ثاني ػاً :لػػو سػػلمنا بػػأف غبظػػات االنفجػػار األوىل ومػػا بعػػدىا كانػػت دخان ػاً ،فػػإف ىػػذا يتعػػارض علػػى الفػػور مػػع تسلسػػل اػبلػػق ُب آيػػات سػػورة فصػػلت ،فنظريػػة االنفجػػار الكبػػَت تذىب إىل أف ىػذا الكػوف كلػو بأرضػو وقمػره وبسػو وسػائر أجرامػو الفلكيػة كػاف ُب البػدء دخانػ ػاًٍ ،ب أخ ػػذ ى ػػذا ال ػػدخاف ب ػػالتطور ش ػػيئاً فش ػػيئاً إىل أف تكون ػػت من ػػو النج ػػوـ ومنه ػػا الشمس ،ومن الشمس تكونت األرض وتابعها القمر ،أما ُب سورة فصلت اليت تتحػدث عن مراحل خلق السموات واألرض فإف التسلسل فيهػا معكػوس ،فقػد بػدأ خبلػق األرض، والػػذي اسػػتغرؽ أربعػػة أيػػاـ ،بعػػدىا جػػاء ذكػػر الػػدخافٍ ،ب تسػػوية ىػػذا الػػدخاف إىل ظبػػاء، وىذا يعٍت وجوداً لألرض قبل السماء ،وىذا يبكػن فهمػو بسػهولة إذا افًتضػنا أف اؼبقصػود بالسػماء ىػو ىػذا الغػالؼ اعبػوي احملػيط بػػاألرض ،فأصػلو كػاف دخانػاً ،وجػاء بعػد تشػػكل وتكوف األرض(ٔ).
)ٔ( األرض اؼبقصودة ُب آيات سورة فصلت ىي قشرة األرض وليس كوكب األرض ،ىذا ما يالحظو اؼبتأمل لكل اآليات القرآنية الكريبة اليت يتم فيها ذكر كلمة (األرض) ،وذلك ال يبنع من وجود إشارات ضمن آيات كتاب اهلل يفهم منها كروية األرض .
212
السماء(ٔ) في اللغة واالصطالح تػػذىب التفس ػَتات اؼبعاصػػرة إىل أف السػػماء ىػػي كػػل ىػػذا الكػػوف اؽبائػػل مػػن فضػػاء وأجراـ فلكية ،والذي يبدأ من سطح األرض إىل مال هناية ،وىػذا يتعػارض مػع اللغػة ،ومػا اصطلح عليو الناس ،ويصطدـ بشدة مع معػاين اآليػات القرآنيػة الكريبػة الػيت تتحػدث عػن السماء. إف اؼبتأمل ُب آيػات كتػاب اهلل الػيت تتحػدث عػن السػماء ،يالحػ أهنػا تتحػدث عػن ظباء قريبة ومالصقة لإلنساف ،تكاد ىي واألرض أف تكونا ُب حيز مكاين وزماين واحد. ويالح أهنا تتحدث عن ظباء ؽبا وجود مادي كثيف ومتصل ،وليس ؾبرد فضاء وبتوي على أجراـ.
)ٔ( نعٍت بكلمة السماء ُب ىذا العنواف( :السماء الدنيا) أو ظباء عامل الشهادة ،وىي ىذا اعبزء اؼبدرؾ واؼبشاىد لنا ،وىي نفسها اليت أمرنا اهلل تعاىل بالنظر إليها والتفكر ُب خلقها وكيفية بنائها وج} ]ؽ.[ٙ : َّاىا َوَما ل ََها ِم ْن فُ ُر ٍ عندما قاؿ{ :أَفَلَ ْم يَ ْنظُُروا إِلَى َّ الس َم ِاء فَ ْوقَ ُه ْم َك ْي َ اىا َوَزيَّن َ ف بَنَ ْي نَ َ أما (السماء اآلخرة) ،أو ظباء عامل الغيب ،أو السموات العلى كما جاء تسميتها ُب أوؿ سورة طو ،فهي خارج نطاؽ البحث وخارج نطاؽ الدراسة ،والسبب أهنا خارج نطاؽ قدرات وإدراؾ العقل البشري الذي خلقو اهلل تعاىل وىيأه إلدراؾ ظاىراً من ىذا العامل اؼبادي احملسوس ،وكل ما نعلمو عنها من خالؿ بعض اآليات القرآنية الكريبة واألحاديث النبوية الشريفة أف اهلل تعاىل مست ٍو على عرشو فوقها ،وأف فيها اؼبالئكة واألنبياء وجنة اؼبأوى ،وأهنا فوؽ السماء الدنيا ،وأف ؽبا أبواباً تفتح على السماء الدنيا.
213
ويالح أف ؽبا وجوداً مستقالً عن وجود األجراـ السماوية ،وأف ىذه األخَتة ترى من خالؽبا. ويالح أشياء أخرى كثَتة ذبعلنا نستنتج استحالة أف تكوف السماء اؼبقصودة ىي ىذا الفضاء الكوين اؽبائل البعيد الذي ال صلة لو (مباشرة) باألرض وساكن االرض. سنالح وسيالح اؼبتأمل أف اؼبقصود بكلمة السماء ُب آيات كتاب اهلل إمبا ىي ىذه القشرة الزرقاء اؼبلتصقة واحمليطة باألرض ،اؼبسماة بالغالؼ اعبوي. فالغالؼ اعبوي لألرض ىو ظباءىا ،وىو اؼبقصود عند اإلشارة إليو باعبمع أو اؼبفرد ،دؿ على ذلك وتواطأت عليو اللغة ،وما اصطلح عليو الناس ،ومعظم اآليات القرآنية الكريبة اليت فيها ذكر لكلمة السماء ،وكل اغبقائق العلمية اؼبكتشفة عن الغالؼ اعبوي لألرض. تفصيل ذلك: أوالً :السماء في اللغة:
جاء ُب لساف العرب ":كل ما عالؾ فأظلك فهو ظباء". نالح ػ ػ ُب ى ػػذا التعري ػػف وج ػػوداً لثالث ػػة عناص ػػر :الوج ػػود اؼب ػػادي اؼبس ػػتقل ،العل ػػو واالرتفاع ،واالمتداد والتظليل ،وقد دؿ على وجود ىػذه العناصػر الثالثػة أحاديػث وآيػات قرآنية عديدة. العنصر األول :الوجود اؼبادي للسماء.
بينت اآليات القرآنية الكريبة أف للسماء وجوداً ماديػاً مسػتقالً بذاتػو ،ونعػٍت بػالوجود اؼبادي؛ أهنػا جػرـ ؿبسػوس لػو كتلػة يبكػن إدراكهػا ،ونعػٍت بوجػود مسػتقل بذاتػو :أف وجػود 214
السماء مستقل عن األجراـ الػيت فيهػا ،دبعػٌت أهنػا تظػل موجػودة ومدركػة وإف مل يكػن فيهػا أي جرـ ظباوي. الس َم ِاء وقد دؿ على أف ؽبا وجوداً مادياً يبكن إدراكو قولو تعاىل{:أَفَ لَ ْم يَ ْنظُ ُروا إِلَ ى َّ وج}]ؽ ، [ٙ :فالنظر إليها وتأمل كيفية ذلك َّاىا َوَما لَ َها ِم ْن فُ ُر ٍ فَ ْوقَ ُه ْم َك ْي َ اىا َوَزيَّن َ ف بَنَ ْي نَ َ البنػػاء دؿ علػػى أف للسػػماء وجػػوداً مادي ػاً يبكػػن تأملػػو والنظػػر إليػػو ،وقولػػوَ { :وَم ا لَ َه ا ِم ْن
وج} دؿ على وجود مادي متصل. فُ ُر ٍ
ودؿ علػػى أف للسػػماء كتلػػة قولػػو تعػػاىل{ :أَلَ ْم تَ ر أ َّ َّ َّر لَ ُك ْم َم ا فِ ي ْاأل َْر ِ ض َن الل وَ َس خ َ َ اء أَ ْن تَ َق َع َعلَ ى ْاأل َْر ِ ك َّ ك تَ ْج ِري فِ ي الْبَ ْح ِر بِ أ َْم ِرهِ َويُ ْم ِس ُ َوالْ ُف ْل َ ض إَِّال بِِا ْذنِ ِو إِ َّن اللَّ وَ الس َم َ َّاس لَرء ٌ ِ ِ يم }]اغبج[ٙ٘ : وف َرح ٌ بالن ِ َ ُ ِ س ًفا أ َْو تَ أْتِ َي بِاللَّ ِو َوال َْم َالئِ َك ِة وقولػػو تعػػاىل{ :أ َْو تُ ْس ِق َ َّ اء َك َم ا َز َع ْم َ الس َم َ ت َعلَْي نَ ا ك َ قَبِ ًيال}]اإلسراء[ٜٕ :
فلوال أف للسماء كتلة يبكػن أف تتػأثر بقػوة جاذبيػة األرض ؼبػا ذكػرت اآليػات القرآنيػة الكريبػػة إمكانيػػة وقوعهػػا أو سػػقوطها علػػى األرض ،دبعػػٌت أف للسػػماء كتلػػة تتػػأثر جباذبيػػة األرض ،ولكن اهلل يبسكها من أف تقع متسارعة كبو األرض. العنصر الثاني :العلو واالرتفاع.
الس َم ِاء فَ ْوقَ ُه ْم وقد دلت عليو وذكرتو آيات عديدة نذكر منهػا{ :أَفَ لَ ْم يَ ْنظُ ُروا إِلَ ى َّ وج}]ؽ[ٙ : َّاىا َوَما لَ َها ِم ْن فُ ُر ٍ َك ْي َ اىا َوَزيَّن َ ف بَنَ ْي نَ َ
215
العنصر الثالث :االمتداد والتظليل.
وىػػو العنصػػر األىػػم ،وبػػو تتميػػز السػػماء عػػن بػػاقي األجػراـ السػػماوية ،وقػػد دؿ علػػى ضرورة وجود عنصر االمتػداد والتظليػل ُب مسػمى السػماء مػا جػاء ُب حػديث النػيب صػلى اهلل عليو وسلم ُب سنن الًتمذي وغَته عػن صػهيب(( :اللهػم رب السػماوات السػبع ومػا أظللػػن)) ،إضػػافة إىل عػػدد مػػن اآليػػات الكريبػػة دلػػت علػػى وجػػود االمتػػداد والتظليػػل نػػذكر
ف َخلَ َق اللَّ وُ س ْبع س ماو ٍ ات ِطبَاقً ا} ]نػػوح ، [ٔ٘ :وقولػػو منهػػا قولػػو تعػػاىل{ :أَلَ ْم تَ َرْوا َك ْي َ َ َ َََ ض و َن}]األنبيػاء ،[ٖٕ :فكلمػة: تعاىلَ {:و َج َعلْنَا َّ اء َس ْق ًفا َم ْح ُفوظًا َو ُى ْم َع ْن آيَاتِ َه ا ُم ْع ِر ُ الس َم َ طباقاً ،وكلمة :سقفاً :تدالف على وجود االمتداد والتظليل ُب مسمى السماء.
يًتتػػب علػػى ىػػذا التعريػػف للسػػماء أف ىػػذا الفضػػاء الكػػوين اؽبائػػل لػػيس ظبػػاءً ،وأف
الشمس والقمر وسائر األجراـ الفلكية ليسوا ظباءً. ثانياً :السماء في االصطالح:
لػػو ذىبنػػا وفق ػاً ؽبػػذا التعريػػف لنبحػػث ُب ىػػذا الكػػوف عػػن كػػل مػػا يبكػػن أف نسػػميو
ظبػػاءً ،لوجػػدنا ثالث ػة مسػػميات يبكػػن أف نطلػػق عليهػػا كلمػػة ظبػػاء ،وىػػي :سػػقف البيػػت، وق ػػد أطلق ػ ػت العػ ػػرب عل ػػى سػ ػػقف البيػ ػػت ظب ػػاء ،وكػ ػػذلك أطلقػ ػػت لف ػ ػ السػ ػػماء علػ ػػى السحاب اؼبنبسط ُب السماء ،أما اؼبسمى الثالث وىو اؼبسمى األبػل واألعػم فهػي القبػة السماوية الزرقاء اليت تغطي دائػرة األفػق ،وقػد اصػطلح العػرب علػى تسػميتها ُب كػل زمػاف
ومكاف بالسماء ..خالؼ ىذه األشياء الثالثة ال يبكن أف قبػد ُب ىػذا الكػوف مػا يبكػن أف نسميو ظباء. لقد ثبت حديثاً أف ىػذه القبػة السػماوية الزرقػاء الػيت قصػدىا العػرب مػا ىػي إال جػزء
مػػن الغػػالؼ اعبػػوي احملػػيط بػػاألرض ،واؼبكػػوف مػػن خلػػيط مػػن الغػػازات علػػى رأسػػها غػػاز 216
النًتوجُت واألكسجُت ،والكربوف ،يرى لونو األزرؽ او السماوي ُب النهػار ،ويلفػو السػواد إال مػػن أض ػواء النجػػوـ اػبافتػػة بالليػػل ،ويػػرى مػػن خػػارج األرض مػػن الفضػػاء علػػى شػػكل قش ػ ػػرة رقيق ػ ػػة زرق ػ ػػاء ش ػ ػػفافة رب ػ ػػيط ب ػ ػػاألرض ،يق ػ ػػدر ظبكه ػ ػػا حب ػ ػ ػوايل ع ػ ػػدة مئ ػ ػػات م ػ ػػن الكيلومًتات ،ونسبتها إىل قطر األرض الذي يبلػغ ٕٓٓٓٔ كيلػومًت تقريبػاً ،كنسػبة قشػرة شبرة الربتقاؿ الرقيقة إىل شبرة الربتقاؿ على وجو التقريب. وق ػػد ت ػػوفرت ُب الغ ػػالؼ الغ ػػازي احمل ػػيط ب ػػاألرض الثالث ػػة عناصػ ػر اؼب ػػذكورة آنف ػ ػاً ُب مسمى السماء ،وىي: (ٔ) كونػػو شػػيئاً مادي ػاً ؿبسوس ػاً متص ػالً يبكػػن إدراكػػو بػػالنظر ،ولػػو كتلػػة تتػػأثر بقػػوة اعباذبية األرضية. (ٕ) يعلو الغالؼ اعبوي ،ويرتفع على سطح األرض. (ٖ) يبتػد الغػػالؼ اعبػػوي ليعمػل كمظلػػة أو كسػػقف وبػػيط بػاألرض ،وثبػػت أنػػو يقػػوـ بنفس الدور الذي يقوـ بو السقف بالنسبة للبناء رغم أنو شفاؼ.
217
أدلة وبراىين على أن الغالف الجوي لألرض ىو سماءىا إذا علمنػػا أف كتػػاب اهلل تعػػاىل إمبػػا جػػاء متحػػدثاً هبػػذا اللسػػاف العػػريب اؼببػػُت ،سػػنعلم
يقين ػ ػاً أف كت ػػاب اهلل إمب ػػا قص ػػد م ػػا أراده لس ػػاف الع ػػرب ،ولس ػػاف الع ػػرب إمب ػػا أراد بكلم ػػة (السماء) ىذه القبة السماوية الزرقاء اليت تغطي دائرة األفػق ،والػيت ىػي جػزء مػن الغػالؼ اعبوي لألرض ،ولدينا على ذلك من آيات كتاب اهلل عدد من األدلة ىي: (ٔ) قولو تعايل{ :أَلَ ْم تَ ر أ َّ َّ َّر لَ ُك ْم َما فِي ْاأل َْر ِ ْك تَ ْج ِري فِي الْبَ ْح ِر ض َوالْ ُفل َ َن اللوَ َسخ َ َ اس لَ رء ٌ ِ الس ماء أَ ْن تَ َق َع َعلَ ى ْاأل َْر ِ ِ ِِ ِ ِ ِ َّ ِ يم} بِ أ َْم ِرهِ َويُ ْم ِس ُ وف َرح ٌ ض إ َّال با ْذن و إ َّن الل وَ بالنَّ ِ َ ُ ك َّ َ َ
]اغبج.[ٙ٘ :
يػػدؿ قولػػو تعػػاىل{ :ويبسػػك السػػماء أف تقػػع علػػى األرض} أف السػػماء تقػػع ضػػمن نطػػاؽ تػػأثَت اجملػػاؿ اعبػػاذيب ل ػألرض ،ونطػػاؽ تػػأثَت ىػػذا اجملػػاؿ اؼبباشػػر ال يعػػدو عػػن بضػػع مئػػات مػػن الكيل ػػومًتات ف ػػوؽ سػػطح األرض ،وى ػػي اؼبنطق ػػة ال ػػيت يتواج ػػد فيهػػا الغ ػػالؼ اعبوي لألرض. ويبكن أف نستنتج أف إمساؾ اهلل للسماء (الغػالؼ الغػازي) مػن الوقػوع علػى األرض يتمثػػل ُب قػػوة التنػػافر الػػيت أوجػػدىا بػػُت جزيئػػات غازاتػػو ،والػػيت تعمػػل ُب عكػػس اذبػػاه قػػوة اعباذبيػػة األرضػػية .ولػػوال ىػػذه القػػوة الػػيت سػػلطها اهلل ،لوقػػع الغػػالؼ اعبػػوي احملتػػوي علػػى مليارات األطناف من اؼبادة الغازية على األرض مدمراً لكل شيء على سطحها. س َّو َاىا (ٕ) قولػػو تعػػاىل {أَأَنْ تُ ْم أَ َش قد َخ ْل ًق ا أَِم َّ الس َماءُ بَنَ َ اى ا (َ )ٕٚرفَ َع َس ْم َك َها فَ َ
اىا}]النازعات [ٕٜ - ٕٚ ش لَْي لَ َها َوأَ ْخ َر َج ُ ض َح َ (َ )ٕٛوأَ ْطَ َ 218
ض َح َاىا} ،أي :جعػػل ش لَْي لَ َه ا َوأَ ْخ َر َج ُ الشػػاىد ُب ىػػذه اآليػػة قول ػو تعػػاىلَ { :وأَ ْطَ َ ؽب ػػذه الس ػػماء هن ػػاراً ظ ػػاىراً ول ػػيالً ش ػػديد السػ ػواد ،وى ػػذا ال يك ػػوف إال ُب الغ ػػالؼ اعب ػػوي
لألرض؛ فنصفو اؼبقابل للشمس هنار ،ونصفو اآلخر ليل شديد السواد ،أما بػاقي الفضػاء الك ػػوين بعي ػػداً ع ػػن الغ ػػالؼ اعب ػػوي إىل م ػػا ال هناي ػػة فلي ػػل مظل ػػم ال هن ػػار في ػػو رغ ػػم وج ػػود الشمس كما أثبت ذلك عصر الفضاء الذي نعيف فيو. ف َخلَ َق اللَّوُ س ْبع سماو ٍ ات ِطبَاقًا (٘ٔ) َو َج َع َل الْ َق َم َر (ٖ) قولو تعػاىل{ :أَلَ ْم تَ َرْوا َك ْي َ َ َ ََ َ الشم ِ ِ اجا}]نوح[ٔٙ - ٔ٘ : س س َر ً في ِه َّن نُ ً ورا َو َج َع َل َّ ْ َ
لػػو أف اؼبقصػػود بكلمػػة ظب ػوات ُب ىػػذه اآليػػة لكريبػػة ىػػو ىػػذا الفضػػاء الكػػوين اؽبائػػل
الػ ػػذي يبتػ ػػد إىل مػ ػػا ال هنايػ ػػة ،فكيػ ػػف يبكػ ػػن للشػ ػػمس الػ ػػيت ال تكػ ػػاد تضػ ػػيء إال داخػ ػػل ؾبموعته ػػا الشمس ػػية أف تض ػػيء وتك ػػوف س ػراجاً لك ػػل ى ػذا الك ػػوف اؽبائ ػػل؟! ..لق ػػد ثب ػػت حػػديثاً أف الشػػمس ال تتػػوىج وتصػػبح سػراجاً إال داخػػل طبقػػات الغػػالؼ اعبػػوي لػػألرض، وخػػارج طبقػػات الغػػالؼ اعبػػوي ظػػالـ دامػػس ..وذلػػك يعػػٍت أف اؼبػراد بالسػػبع الطبػػاؽ ىػػي ىػػذه الطبقػػات اؼبكونػػة للغػػالؼ اعبػػوي ،والػػيت يتػػوىج ىواؤىػػا ويصػػبح مثػػل ذبالػػة الس ػراج دبجرد أف تصطدـ بو أشعة الشمس.
ض و َن} (ٗ) قول ػػو تع ػػاىلَ { :و َج َعلْنَ ا َّ اء َس ْق ًفا َم ْح ُفوظً ا َو ُى ْم َع ْن آيَاتِ َه ا ُم ْع ِر ُ الس َم َ
]األنبياء. [ٖٕ : قػ ػػد يبػ ػػاري مػ ػػن مل يعػ ػػف ُب عصػ ػػر الفضػ ػػاء والكشػ ػػوفات العلميػ ػػة ُب حقيقػ ػػة اؼب ػ ػراد بالسػماء ُب ىػذه اآليػة القرآنيػة الكريبػة ،ولكػن الػػذي تنسػم ىػواء عصػر الفضػاء ،وسبثػل مػػا فيو من حقائق مذىلة عن دور الغالؼ اعبوي ُب ضباية وحف اغبياة علػى سػطح األرض ل ػػن يبق ػػى ُب نفس ػػو ش ػػك ُب أف ى ػػذه اآلي ػػة الكريب ػػة إمب ػػا تتح ػػدث ع ػػن الغ ػػالؼ اعب ػػوي 219
ل ػػألرض .أم ػػا اآلي ػػات ال ػػيت فيه ػػا ويع ػػرض الن ػػاس عنه ػػا فكث ػػَتة؛ منه ػػا الري ػػاح والس ػػحب واألمطار ،وتوازف الضغط واغبرارة وما فيو من عناصر تساىم ُب حفػ اغبيػاة علػى سػطح األرض وايضاً ما يظهر من خارجها من أجراـ فلكية كالشمس والقمر إىل آخر ذلك. (٘) قولػػو تعػػاىل{ :الَّ ِذي جع ل لَ ُك م ْاألَر ِ الس م ِ الس َم ِاء اء َوأَنْ َز َل ِم َن َّ ََ َ ُ ْ َ اء بنَ ً ض ف َرا ًش ا َو َّ َ َ ماء فَأَ ْخرج بِ ِو ِمن الثَّمر ِ ادا َوأَنْ تُ ْم تَ ْعلَ ُمو َن}]البقرة[ٕٕ : ات ِر ْزقًا لَ ُك ْم فَ َال تَ ْج َعلُوا لِلَّ ِو أَنْ َد ً ًَ ََ َ ََ
ُب ىذه اآلية الكريبػة يبػنت اهلل تبػارؾ وتعػاىل علػى عبػاده بػأف جعػل ؽبػم األرض فبهػدة لينػػة كأهنػػا الف ػراش اللػػُت والنػػاعم ،والسػػماء بنػػاءً يغطينػػا ويظلػػل علينػػا ،كمػػا وبمينػػا ويظلػػل علينػا مػػا نتخػذه مػػن بنػاء مكػػوف مػػن أحجػار وأخشػػاب وكبػو ذلػػك .وعليػو فالبػػد للسػػماء أف تشتمل على كل العناصر الذي يشتمل عليها البناء وتػؤدي نفػس الوظيفػة الػيت يؤديهػا البناء. فالبناء مكوف من لبنات ىي األحجار ،ولبنات السماء ىػي ذرات وجزيئػات غػازات الغػػالؼ اعبػػوي ،وللبنػػاء سػػقف وجػػدراف وأعمػػدة وطبقػػات ،وكػػذلك للسػػماء أو الغػػالؼ اعبوي سقف وجدراف وأعمدة وطبقات. اء َس ْق ًفا َم ْح ُفوظً ا َو ُى ْم َع ْن آيَاتِ َه ا فأمػػا السػػقف فػػورد ُب قولػػو تعػػاىلَ { :و َج َعلْنَ ا َّ الس َم َ
ض و َن}]األنبيػػاء ، [ٖٕ :وأمػػا اعبػػدراف فهػػي ضػػمن السػػقف ،ف ػالغالؼ اعبػػوي علػػى ُم ْع ِر ُ شكل قبة ربيط باإلنساف من كل مكاف فهي سقف وجدراف ُب نفس الوقت.
ف َخلَ َق اللَّ وُ س ْبع س ماو ٍ ات ودؿ علػػى وجػػود الطبقػػات قولػػو تعػػاىل{ :أَلَ ْم تَ َرْوا َك ْي َ َ َ َََ ِطبَاقًا}]نوح ، [ٔ٘ :ودؿ على وجود األعمدة اليت ترفع السقف قولو تعاىل{ :اللَّ وُ الَّ ِذي الس ماو ِ ات بِغَْي ِر َع َم ٍد تَ َرْونَ َه ا}]الرعػد ، [ٕ :والعمػد غػَت اؼبرئيػة ىػي ىػذه القػوى الػيت َرفَ َع َّ َ َ 211
تعمل على اإلمساؾ بالغالؼ اعبوي حػوؿ األرض ،وىػي قػوة التنػافر بػُت جزيئػات غازاتػو الػػيت تعمػػل علػػى طػػرد غػػازات الغػػالؼ اعبػػوي بعيػػداً عػػن األرض ،وقػػوة اعبػػذب األرضػػية
واليت تعمل على شد جزيئات الغالؼ اعبػوي إىل األسػفل كبػو األرض فتكػوف النتيجػة أف يتػػزف الغػػالؼ اعبػػوي ربػػت تػػأثَت قػػوتُت متسػػاويتُت ُب اؼبقػػدار ومتعاكسػػتُت ُب االذبػػاه ىػػي ىذا العمود غَت اؼبرئي. َّاىا َوَما لَ َها ِم ْن ( )ٙقولو تعاىل{ :أَفَ لَ ْم يَ ْنظُُروا إِلَى َّ الس َم ِاء فَ ْوقَ ُه ْم َك ْي َ اىا َوَزيَّن َ ف بَنَ ْي نَ َ وج}]ؽ[ٙ : فُ ُر ٍ
تػػدؿ عبػػارة {أَفَ لَ ْم يَ ْنظُ ُروا}علػػى أف السػػماء مرئيػػة ،و{فَ ْوقَ ُه ْم} علػػى أهنػػا قريبػػة،
وج} اىا} أف ىذا البنياف لو كيفية يبكن إدراكها وتأملهػاَ { ،وَم ا لَ َه ا ِم ْن فُ ُر ٍ و{ َك ْي َ ف بَنَ ْي نَ َ على أف ؽبا امتداداً مادياً متصالً ،وىذا كلو ينطبق علػى طبقػات الغػالؼ اعبػوي لػألرض؛ فهو مرئي لنا ،وقريب ،ولو امتداد مادي متصل ،أمػا زينػة ىػذا الغػالؼ فهػو اللػوف األزرؽ الػذي تتخللػو الغيػوـ البيضػاء بكػل أشػػكاؽبا ،ولػوف الشػفق عنػد الشػروؽ والغػروب ،وقػػوس الطيف ،والشفق القطػيب ،أمػا ُب الليػل فزينػة السػماء تفػد عليهػا مػن خارجهػا ،وىػي أبػراج النجوـ بكل أشكاؽبا ،إضافة إىل القمر وسائر الكواكب. الس َم ِاء َو ْاأل َْر ِ ض َها َك َع ْر ِ ض ض َّ ( )ٚقولو تعاىلَ { :سابُِقوا إِلَى َمغْ ِف َرةٍ ِم ْن َربِّ ُك ْم َو َجن ٍَّة َع ْر ُ أ ُِع د ْ ِ ِ ض ِل ش اءُ َواللَّ وُ ذُو الْ َف ْ ك فَ ْ ض ُل اللَّ ِو يُ ْؤتِي ِو َم ْن يَ َ آمنُ وا بِاللَّ ِو َوُر ُس لِ ِو َذلِ َ ين َ َّت للَّ ذ َ ال َْع ِظ ِ يم}]اغبديد[ٕٔ :
يفهػػم مػػن ىػػذه اآليػػة الكريبػػة أف عػػرض السػػماء واألرض ظػػاىر ويبكػػن قياسػػو ،فػػاهلل سػػبحانو وتعػػاىل ال يبكػػن أف يصػػف لنػػا شػػيئاً لػػيس ُب مقػػدورنا إدراكػػو ،ولػػيس ُب مقػػدورنا 211
وال ُب إمكانن ػػا أف نق ػػيس ع ػػرض الس ػػماء واألرض إذا ك ػػاف اؼبقص ػػود بالس ػػماء ى ػػو ى ػػذا الفضػػاء الكػػوين اؽبائػػل الػػذي ال نعػػرؼ لػػو حػػدوداً ،وُب حالػػة كػػاف اؼب ػراد ىػػو ىػػذه القبػػة
السػػماوية الزرقػػاء ففػػي مقػػدورنا قيػػاس العػػرض .فػػإف قػػاؿ قائػػل :ىػػذه مسػػاحة قليلػػة للجنػػة الػيت سػػتأوي اؼباليػػُت مػػن البشػر ،والػػيت سػػيكوف ألدنػػاىم منزلػػة فيهػا مػػا لعشػػرة أمثػػاؿ ملػػك من ملوؾ الدنيا ،نقوؿ :يبكن أف نفهم من اآلية فهماً آخر ،وىو سػابقوا إىل مغفػرة وجنػة عرضػػها كعػػرض السػػماء واألرض لكػػل واحػػد مػػنكم ،وىػػذا ى ػػو عػػرض اعبنػػة فم ػػا بال ػػك بطوؽبا.
212
مواقع االجرام الفلكية من السماء بعػػد أف بينػػا أف اؼبقصػػود بالسػػماء ىػػو ىػػذا الغػػالؼ اعبػػوي لػػألرض ،والػػذي يشػػغل حي ػزاً ضػػيقاً حػػوؿ األرض ،ال يتجػػاوز عػػدة مئػػات مػػن الكيلػػومًتات امتػػداداً ُب الفضػػاء، فالبػػد أف مواقػػع األج ػراـ الفلكيػػة كػػالنجوـ والشػػمس والقمػػر ىػػي خػػارج ىػػذه السػػماء، وعليو فقولو تعاىل: السم ِاء ب روجا وجعل فِ ِ ِ ِ اجا َوقَ َم ًرا ُمنِ ًيرا}] الفرقاف[ٔ : ار َك الَّذي َج َع َل في َّ َ ُ ُ ً َ َ َ َ َ يها س َر ً {تَ بَ َ
سيعٍت اؼبوقع النسيب ؽبذه األجراـ من السماء ،دبعٌت كما تبػدو بالنسػبة للنػاظر إليهػا، فهي تبدو ُب السماء أو من خالؿ إطار قبة السماء. وىػػذا مػػن طبيعػػة اػبطػػاب القػػرآين للنػػاس ،إذ ىباطػػب اإلنسػػاف عػػن الكػػوف كمػػا يبػػدو ىذا الكوف بالنسبة لإلنساف ،تأمل ذلك ُب قولو تعاىل: الش ْم ِ ب َّ ب فِي َع ْي ٍن َح ِمئَ ٍة َوَو َج َد ِع ْن َد َىا قَ ْوًم ا قُلْنَ ا س َو َج َد َىا تَ ْغ ُر ُ { َحتَّى إِ َذا بَلَ َغ َم ْغ ِر َ يا ذَا الْ َقرنَي ِن إِ َّما أَ ْن تُع ِّذب وإِ َّما أَ ْن تَ ت ِ َّخ َذ فِي ِه ْم ُح ْسنًا } ] الكهف. [ٛٙ : ْْ َ َ َ َ
فهػػل غربػػت الشػػمس فع ػالً ُب تلػػك العػػُت اغبمئػػة؟ أـ أف ذلػػك وصػػف لغروهبػػا مػػن
وصف لغروب الشمس من وجهة نظر اإلنساف. وجهة نظر اإلنساف؟ الشك أنو ٌ
وىذا أيضاً يشبو قولنا :انظر إىل القمر ُب النافذة ..فهػل القمػر فعػالً ُب النافػذة؟ أـ أنػػو يػػرى مػػن خػػالؿ إطػػار النافػػذة؟ إف اعبملػػة (انظػػر إىل القمػػر ُب النافػػذة) صبلػػة تعػػرب عػػن وجهة نظر نسبية فقط ،وال تعػرب عػن حقيقػة موقػع القمػر ،وىكػذا سػيكوف اغبػاؿ ُب قولػو الس م ِاء ب روج ا وَزيَّن ِ ِ ِ ين}]اغبجػر ، [ٔٙ :فػالربوج تػرى تعػاىلَ { :ولََق ْد َج َعلْنَ ا ف ي َّ َ ُ ُ ً َ َ َّاى ا للنَّ اظ ِر َ من خالؿ القبة السماوية الزرقاء ،ولكن ىل ىي ُب القبػة؟ ىػل ىػي فػوؽ القبػة؟ ىػل ىػي 213
ربػػت القبػػة؟ ال يبكػػن للنػػاظر مػػن علػػى سػػطح األرض أف وبػػدد موقعهػػا اغبقيقػػي ،ولكنػػو يسػػتطيع أف يقػػدـ وصػػفاً نسػػبياً صػػحيحاً ؽبػػا ،ال يتعػػارض مػػع حقيقػػة موقعهػػا أينمػػا كػػاف. كم ػػا أف اػبط ػػاب ُب ى ػػذه اآلي ػػة الكريب ػػة ل ػػيس معني ػاً بتحدي ػػد مواق ػػع ال ػػربوج ،ب ػػل بوج ػػود الربوج ُب حد ذاهتا ،وتػزين السػماء للنػاظرين إليهػا ،وىػذا شػأف اػبطػاب الػذي فيػو امتنػاف من اهلل على اإلنساف دبا وبيط باإلنسػاف مػن آيػات ،خطػاب عػن تلػك اآليػات كمػا تبػدو بالنسبة لإلنساف ،ال كما تبدو بالنسبة ألي شيء آخر(ٔ).
)ٔ) خذ مثاالً على ذلك (دوراف األرض حول محورها) ,فهي فعالً تدور حوؿ ؿبورىا ،وحركتها مطلقة ،أي من نوع اغبركات اغبقيقية وليس النسبية ،وقد سبت الربىنة عليها وأمكن قياس تأثَتىا على اإلنساف ،ومع ذلك فهي بالنسبة لإلنساف الواقف على ظهرىا ساكنة وال تتحرؾ، ،كسكوف كل ما ُب الطائرة (اؼبتحركة ُب السماء بسرعة قد تفوؽ سرعة الصوت) من داخلها بالنسبة لراكبها، ؛ لذا فعندما يتحدث اػبالق فبتناً على اإلنساف بنعمة استقرار األرض وثباهتا ،فسيتحدث عنها كما تبدو بالنسبة لإلنساف ال كما تبدو بالنسبة حملورىا ،وأيضاً دوراهنا حوؿ الشمس ،فبالنسبة للشمس فاألرض ىي اليت تدور حوؽبا ،ومن وجهة نظر اإلنساف فإف الشمس ىي اليت تدور حوؿ األرض؛ لذا فعندما يتحدث اػبالق عن الشمس اليت بضوئها تنَت األرض لساكنها ،فسيتحدث عنها كما تبدو بالنسبة لساكن األرض ،أي دوراهنا حوؿ األرض ،قس على ذلك كروية األرض ،ىي كرة بالنسبة للواقف على سطح القمر ،ومسطحة وفبدودة بالنسبة للواقف على ظهرىا ،لذا فعندما يتحدث اػبالق عن كل النعم الناشئة عن مد األرض وبسطها فسيتحدث عنها كما ستبدو بالنسبة لساكنها ال كما تبدو بالنسبة لذلك الواقف على سطح القمر ،وكل ذلك ال يبنع من وجود إشارات ُب آيات كتاب اهلل تتحدث عن حقائق كونية بعيدة عن اإلدراؾ اؼبباشر لإلنساف ،ككروية األرض أو حركتها حوؿ ؿبورىا ،ولكن لتخدـ خطاباً من نوع آخر ،فيو إظهار إلتقاف صنع اػبالق جل وعال.
214
أصل السموات السبع دؿ عػدد مػػن آيػات القػػرآف الكػرًن علػػى أف أصػػل السػموات السػػبع ىػو ظبػػاء واحػػدة، وكانت من دخاف ،وىذا الدخاف انبثق من باطن األرض. فدؿ على أف أصل السموات كاف ظباء واحدة ،قولو تعاىل ُب سورة البقرة:
ض ج ِميع ا ثُ َّم اس ت وى إِلَ ى َّ ِ ِ ِ اى َّن َس ْب َع س َّو ُ { ُى َو الَّذي َخلَ َق لَ ُك ْم َم ا ف ي ْاأل َْر ِ َ ً ْ ََ الس َماء فَ َ ٍ ِ ٍ ِ يم} [البقرة ]ٕٜ : َس َم َاوات َو ُى َو ب ُك ِّل َش ْيء َعل ٌ
ودؿ على أف أصل ىذه السماء كاف دخاناً قولو تعاىل:
ال لَ َه ا َولِ ْأل َْر ِ ض ائْتِيَ ا طَ ْو ًع ا أ َْو َك ْرًى ا قَالَتَ ا الس َم ِاء َو ِى َي ُد َخ ا ٌن فَ َق َ اس تَ َوى إِلَ ى َّ { ثُ َّم ْ ِِ اى َّن س ْبع سماو ٍ ات فِي يَ ْوَم ْي ِن َوأ َْو َح ى فِ ي ُك ِّل َس َم ٍاء أ َْم َرَى ا َوَزيَّنَّ ا ين (ٔٔ) فَ َق َ ض ُ َ َ ََ َ أَتَ ْي نَا طَائع َ السماء الدقنْ يَا بِم َ ِ ك تَ ْق ِد ُير ال َْع ِزي ِز ال َْعلِ ِ يم} [فصلت ]ٕٔ -ٔٔ : يح َو ِح ْفظًا ذَلِ َ صاب َ َ َّ َ َ
ودؿ على أف مصدر الدخاف كاف باطن األرض قولو تعاىل:
َّ ِ السماو ِ ين َك َف ُروا أ َّ اى َما َو َج َعلْنَا ِم َن ال َْم ِاء ض َكانَتَا َرتْ ًقا فَ َفتَ ْقنَ ُ ات َو ْاأل َْر َ َن َّ َ َ {أ ََولَ ْم يَ َر الذ َ ُك َّل َش ْي ٍء َح ني أَفَ َال يُ ْؤِمنُو َن }]األنبياء[ٖٓ :
من اؼبفسرين من ضبل الفتق والرتق ُب ىذه اآلية الكريبة على اجملاز فقاؿ( :الفتق) ىو اإلهباد ،و(الرتق) ىو العدـ ،ومنهم من قاؿ :الفتق :ىو النور ،والرتق :ىو الظلمة، واألصح أف وبمل الفتق والرتق على اغبقيقة ،أي :االتصاؿ واالنفصاؿ ،اتصاؿ السماء باألرضٍ ،ب انفصاؿ السماء عن األرض ،وىذا ما ذىب إليو عدد من اؼبفسرين اؼبعاصرين ،ولكن وفقاً ؼبا يسمى بنظرية االنفجار الكبَت ،وىي نظرية غَت علمية ،إضافة إىل أف التسلسل فيها معكوس ال يتوافق مع التسلسل ُب اػبلق الذي ورد ُب آيات سورة 215
فصلت ،واألصح أف وبمل الرتق على االلتحاـ بُت األرض وغالفها اعبوي ،فقد ثبت أف الغالؼ اعبوي كاف ؿببوساً كغازات وخبار ماء ُب باطن األرض ُب اؼبراحل األوىل
ػبلق األرضٍ ،ب حصل الفتق وىو االنفصاؿ بُت الغالؼ اعبوي واألرض عن طريق خروجو من فوىات الرباكُت كدخاف مكوف من خليط من الغازات وخبار اؼباءٍ .ب تكاثف جزء كبَت من خبار اؼباء ليشكل األهنار والبحَتات واحمليطات. والشػواىد الطبيعيػػة تؤيػػد نظريػػة تشػػكل الغػػالؼ اعبػػوي مػػن بػػاطن األرض ،مػػن تلػػك الشواىد ،ىذه الرباكُت الفوارة اؼبنتشرة على سطح األرض ،والػيت ال تػزاؿ إىل اآلف تقػذؼ دبالين األطناف من خبار اؼباء والغازات الساخنة ُب جػو السػماء لتسػاىم باسػتمرار ُب بنػاء وتوسيع الغالؼ اعبوي لألرض ،وىذا يتوافق مع قولو تعاىل: السماء ب نَ ي نَاىا بِأَي ٍد وإِنَّا لَم ِ وس ُعو َن} [الذاريات]ٗٚ : { َو َّ َ َ َ ْ َ ْ َ ُ
أمػا قولػو تعػاىل ُب اآليػة (ٕٔ) مػػن سػورة فصػلت َ { :وأ َْو َح ى فِ ي ُك ِّل َس َم ٍاء أ َْم َرَى ا}
فسيعٍت أنو جعل لكل طبقة من طبقات الغالؼ اعبوي السػبع وظيفػة خاصػة هبػا ،فهنػاؾ طبقػػة للسػػحب واألمطػػار ،وىنػػاؾ طبقػػة ىادئػػة خاليػػة مػػن الريػػاح تسػػتغل اليػػوـ مػػن أجػػل ط ػَتاف ىػػادئ ،وكأمبػػا ىيأىػػا اهلل تعػػاىل ؽبػػذا اليػػوـ الػػذي سػػيخًتع فيػػو اإلنسػػاف الطػػائرات، وىنػػاؾ طبقػػة متأينػػة ذات ح ػرارة عاليػػة تعمػػل كمػػرآة عاكسػػة ،تقػػوـ بعكػػس اإلشػػعاعات واألم ػ ػواج الالسػ ػػلكية إىل األرض وسبنعهػ ػػا مػ ػػن االنفػ ػػالت واؽبػ ػػروب إىل الفضػ ػػاء الكػ ػػوين، وتسػػتغل ىػػذه الطبقػػة الي ػػوـ ُب اإلرسػػاؿ الالسػػلكي بعيػػد اؼبػػدى ،وىنػػاؾ طبقػػة مػػن غػػاز األوزوف مهمته ػػا عك ػػس وامتص ػػاص اإلش ػػعاعات اػبط ػػرة مث ػػل األش ػػعة ف ػػوؽ البنفس ػػجية القادمػػة مػػن الشػػمس ،وىنػػاؾ طبقػػة مغناطيسػػية تسػػمى بػػدرع األرض وظيفتهػػا صػػد عػػدد آخر من اإلشعاعات والقذائف النووية اػبطَتة القادمة من الفضاء الكوين ومن الشمس. 216
نصػػل مػػن كػػل ذلػػك إىل أف منطقػػة الغػػالؼ اعبػػوي وحػػدىا فقػػط مػػن كػػاف دخان ػاً، وليس كل ىذا الكوف بأسره كما ذىب إىل ذلك مػن اسػتعاف ُب تفسػَته بنظريػة االنفجػار الكبػػَت ..وال يوجػػد اآلف مػػا يبنػػع القػػوؿ ب ػأف ىػػذا الكػػوف بشمسػػو وقمػػره وسػػائر أجرامػػو ػود أيػػاـ خلػػق األرض وظبائهػػا ،وىػػذا االسػػتنتاج تؤيػػده نظريػػة تشػػكل الفلكيػػة كػػاف لػػو وجػ ٌ الغػػالؼ اعبػػوي مػػن ب ػاطن األرض ،فقػػد ذكػػرت تلػػك النظريػػة أف أشػػعة الشػػمس كػػاف ؽبػػا ىاـ ُب مراحل تشكل وتطور طبقات الغالؼ اعبوي. دور ٌ ٌ كما يؤيد وجود الشمس والقمر أثناء عمليات خلق األرض وظباءىا قولو تعاىل: ش ر َش ْهرا فِ ي كِتَ ِ ِ ِ َّ ِ الس ماو ِ {إِ َّن ِع َّدةَ ال ق ات اب اللَّ و يَ ْوَم َخلَ َق َّ َ َ ش ُهوِر ع ْن َد الل و اثْ نَ ا َع َ َ ً
ض} [التوبة]ٖٙ : َو ْاأل َْر َ
ػاؿ :أَخ ػ َذ رسػ ُ ِ ػوؿ اهلل َ صػػلى اهللُ وكػػذلك مػػا جػػاء ُب صػػحيح مسػػلم َعػ ْػن أَِيب ُىَريْػ َػرَة ،قَػ َ َ َ ُ ِ ِ ػاؿ« :خلَػق اهلل عػز وجػل التػربػةَ يػػوـ السػب ِ ػاؿ يػَ ْػوَـ تَ ،و َخلَ َػق فِ َيهػا ْ اعبِبَ َ َعلَْيو َو َسل َم بِيَدي فَػ َق َ َ َ ُ َ َ َ ْ َ َ ْ َ ْ ِ ْاأل ِ ػجر يػَ ػػوَـ ِاالثْػنَػ ػ ْ ِ ػور يػَ ػ ْػوَـ ػُتَ ،و َخلَ ػ َػق الْ َم ْك ػ ُػر َ َ َح ػػدَ ،و َخلَ ػ َػق الش ػ َ َ ْ وه يػَ ػ ْػوَـ الث َالثَػػاءَ ،و َخلَ ػ َػق الن ػ َ ْاألَربِعػ ِ ِ اػبَ ِمػ ِ صػ ِر ِمػ ْػن يَػ ْػوِـ ػاءَ ،وبػَػث فِ َيهػػا الػػد َواب يَػ ْػوَـ ْ ػيسَ ،و َخلَػ َػق َ آد َـ َعلَْيػػو السػ َػال ُـ بػَ ْعػ َػد الْ َع ْ َْ ات ْ ِ ِ آخ ِر ساع ٍة ِمن ساع ِ اػب ْل ِقُِ ،ب ِ ِ ْ ِ ص ِر إِ َىل اللْي ِل». اعبُ ُم َعةُِ ،ب آخ ِر َْ َ َ ْ َ َ يما بػَ ْ َ ُت الْ َع ْ اعبُ ُم َعة ،ف َ ُب ىػػذا اغبػػديث الشػريف داللػػة واضػػحة علػى وجػػود الشػػمس أثنػػاء عمليػػات اػبلػػق، فػ ِػذكر أيػػاـ األسػػبوع بأظبائهػػا اؼبعروفػػة ،بػػل وذكػػر وقتػػُت ال وجػػود ؽبمػػا إال بوجػػود الشػػمس نبا العصر والليل ،دليل على أف عمليات اػبلق كانت تتم ُب وجود الشمس. أما اعبمع بُت ذكر خلق النور يوـ األربعاء ،بينمػا كػاف للشػمس وجػوداً مػن أوؿ أيػاـ اػبلػػق فػػأمر ميسػػور ،ولكػػن بعػػد األخػػذ ُب عػػُت االعتبػػار أف اؼبقصػػود بالسػػماء ىػػو ىػػذا الغػػالؼ اعبػػوي احملػػيط بػػاألرض ،والػػذي كػػاف ُب مراحلػػو األوىل دخان ػاً ،كمػػا دل ػت علػػى 217
ذلك آيات سورة فصلت ،وبسبب كثافتو وسواده كاف يبتص األشعة الضوئية القادمػة مػن الشمس ،فال يظهر أي نور ،وما ظهر النػور إال بعػد تصػفية الغػالؼ اعبػوي وتقسػيمو إىل س ػػبع طبق ػػات ليص ػػبح ش ػػفافاً لض ػػوء الش ػػمس ،وال ػػذي بع ػػد انعكاس ػػو م ػػن عل ػػى أج ػ ػراـ (ٔ) اؼبوجودات على ظهر األرض يتحوؿ إىل نور أي أشعة ضوئية حاملة لصور األجساـ
)ٔ ) دؿ التأمل ُب آيات كتاب اهلل أف الضوء ىو أشعة الشمس اؼبباشرة ،وىي غَت مرئية وال ربمل أي معلومات سوى اغبرارة ،أما النور فهو أشعة الشمس ولكن بعد انعكاسها من على أسطح األجساـ لتنتشر ُب كل مكاف حاملة للمعلومات ،وىي صور األجساـ بأحجامها وألواهنا اؼبختلفة، من ها صورة القمر ،فاألشعة القادمة من القمر ىي نور ومن ضمن ما ربملها من معلومات خالؼ صورتو اؼبرئية أشكالو اؼبتعددة من اؽبالؿ إىل البدر ،وألف النور ىو ُب حقيقتو حامالً للمعلومات ًب ِ اس من يج ِ اد ُل فِي اللَّ ِو ربطو ُب آيات القرآف الكرًن بالعلم واؽبداية ،تأمل ذلك ُب قولو تعاىلَ { :وم َن النَّ ِ َ ْ ُ َ ِ ِ ِ ٍ ِ ِ ِ اء ُك ْم َر ُسولُنَا يُبَ يِّ ُن لَ ُك ْم َكثِ ًيرا بغَْي ِر عل ٍْم َوَال ُى ًدى َوَال كتَاب ُمني ٍر} [اغبج ]ٛ :وقولو تعاىل{ :يَا أَ ْى َل الْكتَاب قَ ْد َج َ ِ اب وي ع ُفو عَن َكثِي ٍر قَ ْد جاء ُكم ِمن اللَّ ِو نُ ِ ِ ِ ين (٘ٔ) يَ ْه ِدي بِ ِو اللَّوُ َم ِن اتَّبَ َع م َّما ُكنْتُ ْم تُ ْخ ُفو َن م َن الْكتَ ِ َ َ ْ ور َوكتَ ٌ ٌ ْ اب ُمبِ ٌ َ َ ْ َ صر ٍ ِِ ِِ ِ ِ ِ ِ ق ِ ِ ض َوانَوُ ُسبُل َّ ِ اط ُم ْستَ ِق ٍ يم} [اؼبائدة]ٔٙ-ٔ٘ : ِر ْ الس َالم َويُ ْخ ِر ُج ُه ْم م َن الظلُ َمات إلَى النقوِر با ْذنو َويَ ْهدي ِه ْم إلَى َ َ
218
نهاية السماء وأجرامها إذا كػػاف للنظريػػات اؼباديػػة اعب ػرأة علػػى ادعػػاء العلػػم بالكيفيػػة الػػيت بػػدأ عليهػػا الكػػوف اعتمػػاداً علػػى عػػدد مػػن اؼبالحظػػات الفلكيػػة ،فهػػل يبكػػن ؽبػػا بػػنفس اعبػرأة أف تتنبػػأ بنهايػػة الكوف ،وكيف ستكوف تلك النهاية؟ ال تطمػػع تلػػك النظريػػات بنهايػػة قريبػػة للكػػوف ،بػػل بػػالعمر اؼبديػػد الػػذي ال يقػػل عػػن عمػػره ُب اؼباضػػي اؼبقػػدر بػػأكثر مػػن عش ػرين مليػػار سػػنو؛ لػػذا فأصػػحاب تلػػك النظريػػات ليس ػوا علػػى عجلػػة ليقوم ػوا بوضػػع تفاصػػيل النهايػػة .وكبػػن بػػدورنا لػػن نطمػػع بػػأي نظريػػات ليس ؽبا فضال على عبثيتها أي ح من علوـ الغيب. لذا فلن ىبربنا بنهاية الكوف بل واغبكمة من هناية الكوف إال خالق ىذا الكػوف ،وقػد أخربنػػا بػػأدؽ التفاصػػيل ،خاصػػة منهػػا تلػػك اؼبتعلقػػة بنهايػػة السػػماء ..لقػػد بينػػت آيػػات كتاب اهلل تعاىل وجود هناية خاصة باألجراـ الكونيػة ،وهنايػة خاصػة بالسػماء ،وىػذا يعػٍت أف للسماء وجوداُ مادياً مستقالً بذاتو ىو ما سبق وأشرنا إليو. تأمل ذلك ُب قولو تعاىل: ِ ِ ت} [االنفطار]ٕ-ٔ : {إِذَا َّ ب انْ تَثَ َر ْ الس َماءُ انْ َفطََر ْ ت (ٔ) َوإذَا الْ َك َواك ُ
انفطرت ،أي :انشقت ،أما انتثار الكواكب فيدؿ على طبيعتها الصلبة. وقولو تعاؿ{:فَِا َذا النقج ِ ت} [اؼبرسالت]ٜ-ٛ : ت (َ )ٛوإِ َذا َّ الس َماءُ فُ ِر َج ْ س ْ ُ ُ وم طُم َ فرجػػت :حصػوؿ توسػػع ُب الشػػق ،وطمسػػت :أطفئػت ،وىػػذا يػػدؿ علػػى طبيعتهػػا الغازيػػة، فالطمس ُب اللغة ىو احملو واإلزالة.
219
ت (ٕ) وإِذَا ال ِ وقولو تعاىل{:إِذَا َّ ت ْجبَ ُ ال ُسيِّ َر ْ وم انْ َك َد َر ْ س ُك ِّوَر ْ قج ُ ت (ٔ) َوإِذَا الن ُ َ الش ْم ُ ِ ت (َ )ٙوإِذَا ار ُس ِّج َر ْ وش ُح ِش َر ْ ار ُعطِّلَ ْ (ٖ) َوإِذَا ال ِْع َ ت (ٗ) َوإِذَا ال ُْو ُح ُ ت (٘) َوإِذَا الْب َح ُ شُ َي ذَنْ ٍ ف ت (َ )ٜوإِذَا ال ق ت ( )ٛبِ أ ِّ ص ُح ُ ب قُتِلَ ْ ودةُ ُس ئِلَ ْ وس ُزِّو َج ْ ت (َ )ٚوإِذَا ال َْم ْوءُ َ النق ُف ُ ت} [التكوير]ٔٔ-ٔ: ت (ٓٔ) َوإِ َذا َّ نُ ِش َر ْ الس َماءُ ُك ِشطَ ْ والكشط :ىو اإلزالة لشيء مادي ؿبسوس. الس ِج ِّل لِ ْل ُكتُ ِ ب}[األنبياء]ٔٓٗ : وقولو تعاىل{:يَ ْوَم نَطْ ِوي َّ اء َكطَ ِّي ِّ الس َم َ
والسػػجل للكتػػب :ىػػي الورقػػة الػػيت عليهػػا كتابػػات ،وكانػػت األوراؽ اؼبكتوبػػة كرسػػائل أو كبوىػػا وإىل عهػػد قريػػب يػػتم طيهػػا وذلػػك بلفهػػا عػػدد مػػن الفػػات ٍب ربطهػػا خبػػيط ،أو وضعها ُب اسطوانة للحفاظ عليها ،وطي السماء سيكوف هبذه الكيفية اؼبشبو هبا. الحػ ػ ُب اآلي ػػات الس ػػابقة كي ػػف ًب الفص ػػل ب ػػُت أح ػػداث زب ػػص األجػ ػراـ الكوني ػػة وأحداث زبػص السػماء ،واألحػداث الػيت زبػص السػماء مػن االنفطػار واالنفػراج والكشػط والط ػػي دل ػػت عل ػػى الوج ػػود اؼب ػػادي احملس ػػوس ؽب ػػا ،وى ػػي أح ػػداث يبك ػػن تص ػػور حص ػػوؽبا بسهولة إذا افًتضنا أف السماء ىي ىذه القشرة الرقيقة الزرقاء احمليطة باألرض. وى ػػذا التص ػػور اؼبق ػػًتح يبك ػػن تش ػػبيهو دبراح ػػل س ػػلب جل ػػد ذبيح ػػة ،وال ػػذي ي ػػتم أوالً بإحػػداث شػػق ُب جلػػد الذبيحػػة باسػػتخداـ آلػػة حػػادةٍ ،ب بعمػػل فرجػػة أو توسػػيع للشػػق يبكننػػا مػػن البػػدء ُب كشػػط اعبلػػد باسػػتخداـ نفػػس اآللػػةٍ ،ب بطػػي للجلػػد أثنػػاء الكشػػط كطي السجل للكتب.
221
والتشػػبيو بالسػػلب لػػيس بػػدعاً مػػن القػػوؿ ،إذ ردبػػا يقػػوؿ قائػػل :كيػػف يبكػػن أف نتصػػور حصوؿ سلب للهواء الذي ىو اؼبكوف للغالؼ اعبػوي؟ نقػوؿ :إف اهلل تعػاىل ذكػر حػدوث السلب ؼبا ىو ألطف من اؽبواء ،وىو ضوء النهار ،إذ يقوؿ تعاىل: ِ َّه َار فَِاذَا ُى ْم ُمظْلِ ُمو َن}[يس]ٖٚ : { َوآيَةٌ لَ ُه ُم اللَّْي ُل نَ ْسلَ ُخ م ْنوُ الن َ
والسػػلب ىػػو الفعػػل اؼبناسػػب لعمليػػة سػػحب ضػػوء النهػػار مػػن الغػػالؼ اعبػػوي احملػػيط باألرض ،والسبب أف عمليػة السػلب ال ربػدث كلهػا مػرة واحػدة ،بػل بشػكل متػدرج كمػا ىو مالح ُب عملية سلب جلد الذبيحة ،إذ تتم عمليػة السػلب بكشػط علػى طػوؿ خػط واح ػػد مس ػػتعرض عل ػػى جس ػػم الذبيح ػػة ،وبالت ػػدريج ينػ ػزاح اػب ػػط اؼبس ػػتعرض أثن ػػاء عملي ػػة الكشػػط إىل أف يصػػل إىل هنايػػة جسػػم الذبيحػػة ،وىػػذا بالضػػبط مػػا نالحظػػو أثنػػاء غػػروب الشػػمس ،وىػػي اللحظ ػػات الػػيت ي ػػتم فيه ػػا انس ػػالخ ض ػػوء النه ػػار ،فػػالغروب وبصػػل عل ػػى امتداد خط واحد مستعرض على كوكب األرض من الشماؿ إىل اعبنوب ،يتحػرؾ منزاحػاً حبركة بطيئػة ،ىػي حركػة األرض حػوؿ ؿبورىػا مػن الغػرب إىل الشػرؽ ُب مواجهػة الشػمس، وىػػذا يباثػػل سبام ػاً الوصػػف الػػذي ذكرنػػاه للتػػو عػػن سػػلب جلػػد الذبيحػػة ،وقػػل مثػػل ذلػػك
وبنفس الطريقة ُب عملية سلب الغالؼ اعبوي نفسو ُب أحداث الساعة. تم بحمد اهلل
221
خاتمة ُب اػبت ػػاـ ،رأين ػػا كي ػػف ًب تفس ػػَت ك ػػل ش ػػيء دبنته ػػى الس ػػهولة واليس ػػر ،وب ػػدوف أي تكلف ،أو فرضيّات ،أو خروج على مبػادئ الرياضػيات والفيزيػاء ،وُب اؼبقابػل رأينػا كيػف احت ػػاج آينش ػػتاين م ػػن أج ػػل تفس ػػَت ظ ػػاىرة ض ػػوئية بس ػػيطة ى ػػي ثب ػػات س ػػرعة الض ػػوء إىل نظريتُت ،نسبية خاصة زبص اؼبراجع القصورية ،وأخرى عامة زبص اؼبراجػع اؼبعجلػة ،وكػل كم ىائل من الفلسفات واؼبعادالت اؼبتناقضة والعصية على الفهم. منهما ٌ وم ػػن أج ػػل إسب ػػاـ وسبري ػػر ى ػػذا التفس ػػَت غ ػػَت اؼبستس ػػاغ أو غ ػػَت القاب ػػل للبل ػػع ،احت ػػاج آينشػتاين إىل الطعػن ُب فكػرة وجػود ذلػك الوسػط الػذي تسػتلزمو الطبيعػة اؼبوجيػة للضػػوء، وال ػػذي بدون ػػو ال يبك ػػن تفس ػػَت أي ظ ػػاىرة م ػػن تل ػػك الظػ ػواىر اؼبوجي ػػة ال ػػيت اتس ػػمت هب ػػا األمػ ػواج الكهرومغناطيس ػػية ،وبع ػػد الطع ػػن ُب أى ػػم خصيص ػػة سبي ػػز اغبرك ػػة اؼبوجي ػػة احت ػػاج آينشػػتاين إىل الطعػػن ُب كػػل أسػػس ومبػػادئ الفيزيػػاء العتيػػدة الػػيت قػػاـ عليهػػا ألػػف دليػػل ودليل ،فطعن ُب كل الثوابت كالزمن والكتل واألطواؿ وربويل جاليليو وميكانيكػا نيػوتن، وىػػذا الطعػػن علػػى قوتػػو ونفػػاذه مل يكػػن كافي ػاً ،فكػػاف البػػد مػػن الطعػػن ُب أىػػم وس ػػائل وأدوات البحػػث العلمػػي علػػى اإلطػػالؽ ،أال ونبػػا الفطػػرة السػػليمة والعقػػل الصػػحيح .هبػػذا الشػػكل -فقػػط وبكػػل سػػهولو -سػػيمر كػػل مػػا ىػػو غريػػب ومسػػتهجن وشػػاذ ،وُب نفػػس الوقػػت يػػتم قطػػع الطريػػق علػػى أي طػػامع ُب الوصػػوؿ إىل أي حقيقػػة أو يقػػُت فيػػو راحػػة للنفس أو شفاء للصدور.
222
الم راجع (معرب) ،تأليف :تشارلز كيتل ،والًت د .نايت، ٔ -مقرر بَتكلي للميكانيكا ُ
مالفُت أ .رودماف.
ٕ -مق ّدمة ُب الفيزياء اغبديثة،الدكتور فخري إظباعيل حسن /جامعة اػبليل. ٖ -أساسيّات البصريّات ،فرانسيس أ.جينكينز ،ىارُب أ .ىوايت. الذرة ،للدكتور طالب ناىي اػبفاجي /جامعة بغداد. ّٗ - ٘ -الفيزياء اغبديثة للدكتور علي ؿبمد عكاز /جامعػة بَتوت العربيّة. -ٙمق ّدمػة ُب الفيزياء النوويّة ،أسعد جالؿ صاّب /كليّة العلوـ جامعة البصرة. -ٚآينشتاين ،حملمد عبد الرضبن مرحبا. -ٛموجز ُب تاريب الزماف ،لستيفن ىوكنج. تطور األفكار ُب الفيزياء ،ألربت آينشتاين ،ليوبولد أنفلد. ّ -ٜ السماف/ ٓٔ -النسبيّة ّ اػباصة و ّ العامة ،أللربت آينشتاين ،ترصبة الدكتور أدىم ّ مركز الدراسات العسكريّة دمشق. ٔٔ -الفيزياء والفلسفة ،لفَتنر ىايزنربج. ٕٔ -الفيزياء الكالسيكية واغبديثة ،لكينيث وفورد.
223
الكتاب القادـ الكتػػاب القػػادـ للمؤلػػف ىػػو (قصػػة البحػػث عػػن اغبقيقػػة) ،وسػػيتم إنزالػػو قريب ػاً علػػى الفػػيس بػػوؾ اػبػػاص بػػاؼبؤلف ،وىػػذا الكتػػاب ىػػو قصػػة دعويػػة شػػاملة مػػن ثالثػػة أج ػزاء، ت ػػدعو أص ػػحاب اغبض ػػارات واألدي ػػاف اؼبختلف ػػة إىل اإلس ػػالـ م ػػن خ ػػالؿ أح ػػداث درامي ػػة وكوميديػػة شػػيقة ،ولقػػاءات ،هبريهػػا داعيػػة مسػػلم مػػع عػػدد مػػن الشخصػػيات اؼبختلفػػة مػػن العلماء والرؤساء والتجار ،بل وحىت اللصوص والقتلة ،يصد فيها الشبهات عن اإلسػالـ، ويثبت ؽبم أنو الدين اغبق ،وأف فيو السعادة والنجاة ُب الدنيا واآلخرة. ؿبور ىذه القصة ىو حديث يدور بُت عبػد اػبػالق بطػل القصػة ،ومضػيفو وىػو رئػيس أحد البالد الغربية ،مع عدد من مستشػاريو ومسػاعديو ،واغبػديث الػدائر بيػنهم عبػارة عػن قصص وأحداث يرويها عبد اػبالق عن رحلتو العاؼبية ُب الػدعوة إىل اإلسػالـ ،وأبػرز تلػك القصص وأنبها تلك اليت كانت تػدور مػع ملحػد ىػو فيلسػوؼ ورئػيس جامعػة ،وُب نفػس الوقت مستشار لرئيس دولة عظمى ،وإليكم بعض اؼبشاىد التعريفية من اعبزء الثالث.
224
العين بين الحقيقة والخيال ُب ص ػػالوف االس ػػتقباؿ ،وال ػػذي يش ػػهد عن ػػاداً ال مثي ػػل ل ػػو ُب قب ػػوؿ اغب ػػق ،واص ػػل (طبيعػػي) ربدي ػػو ،ومل ي ػػؤمن ب ػػأف عين ػو القاص ػػرة ال ػػيت بالك ػػاد ي ػػرى هب ػػا ـبلوق ػػات اهلل ،ال يبكن أف يرى هبا اهلل ،فقاؿ بعد أف خلع نظاراتو ،وأخذ دبسػح مػا تػراكم علػى زجاجهػا من رذاذ خبار اؼباء: اظبػػع يػػا عبػػد اػبػػالق ..قػػد أك ػػوف أعػػاين مػػن بعػػض القصػػور ُب النظػػر ،ولك ػػٍتعندما أضع ىذه النظارات أصبح قادراً على رؤية كل شػيء ُب ىػذا الكػوف دبػا ُب ذلػك
إؽبك اؼبتكرب!
ولكػن إؽبػي اؼبتكػػرب يػأىب أف تػراه أعػُت قاصػرة يفوقنػا اغبيػواف ُب قػوة إبصػػارىا ،إذاانطفأ عنها الضوء أنكرت كل شػيء ،وإذا أصػاهبا عػارض شػوىت كػل شػيء ،يتػوارى عنها البعيد مهما كرب ،والصغَت مهما قرب ،إف إؽبي اؼبتكرب يأىب أف تػراه أعػُت ال تػدرؾ إال أشباح خياالت آثار اغبقائق. *** أعد اعبملة األخَتة يا عبد اػبالق ..ماذا كنت تقصد هبا؟! أقصد أيها الرئيس أننا نرى األشياء أوالً عن طريق آثارىا اليت زبلفها. تقصد أمواج الضوء اليت تعكسها اؼبادة؟ -أج ػػل ..وى ػػذا األث ػػر ي ػػدخل ع ػػن طري ػػق العدس ػػة إىل الع ػػُت لينطب ػػع خي ػػاالً عل ػػى
شبكيتها ،ولكنو خياؿ مشوه .
225
ماذا تعٍت خبياؿ مشوه ؟! -أعػػٍت أنػػو لػػيس مطابقػاً للواقػػع ،انظػػر علػػى سػػبيل اؼبثػػاؿ إىل مستشػػارؾ جوردانػػو،
وقل يل :كيف تراه؟
أرى أمػػامي شخص ػاً أنيق ػاً ،يلػػبس بذلػػة زرقػػاء اللػػوف ،هبلػػس علػػى مقعػػده اؼبطػػورذي الوظائف اؼبتعددة . ولكػػن اػبيػػاؿ اؼبطبػػوع علػػى شػػبكييت عينيػػك خػػالؼ ذلػػك ..فهنػػاؾ صػػورتاف،صورة على شبكية كل عُت ،ونبا صغَتتاف طوؿ الواحدة بضعة مليمػًتات فقػط ،ونبػا مسطحتاف ُب بعدين كأهنما مطبوعتاف على ورقػة ،إضػافة إىل أهنمػا مقلوبتػاف ،الكرسػي إىل أعلى ورأس جوردانو إىل أسفل . حقاً ىذا صحيح ..كيف مل أفطن إىل ذلك؟! مل تفطػػن إىل ذلػػك؛ ألنػػك تػػرى صػػورة طبيعيػػة موافقػػة للواقػػع أيهػػا الػرئيس ..فمػػاالذي جعلك ترى صػورة موافقػة للواقػع ،رغػم أف الصػورة اؼبطبوعػة علػى شػبكييت عينيػك مشوىة ،بل ىي مشوىة من أربع جهات؟ جوردانو :ىل تسمح يل أنا باإلجابة؟ تفضل يا جوردانو . لقد قاـ اؼبب بتعديل كػل التشػويهات الػيت سػببتها طبيعػة تركيػب العػُت للصػور ..فقل ػػب الص ػػور م ػػرة أخ ػػرى لتع ػػود معتدل ػػة كم ػػا ى ػػي ُب الواق ػػع ،وكربى ػػا ،وجعله ػػا ص ػػورة واحدة بدؿ صورتُت ،وؾبسمة ُب ثالث أبعاد ؿباكية سباماً لطبيعتها ُب الواقع. الرئيس (بدىشة) :إذف ىذه الصورة من صنع الدماغ! ..إذف ىي وىم! 226
عبد الخالق :أجل وىم ،ولكنو مطابق للواقع. -عجب ػاً! ..وكيػػف اسػػتطاع الػػدماغ إنشػػاء وىػػم مطػػابق للواقػػع ،مػػع أنػػو ال يتصػػل
بالواقع إال عن طريق العُت وىي وسيلة مشوىة للواقع من أربع جهات؟!
ى ػػذا م ػػا س ػػألتو (لطبيع ػػي) ،فأج ػػاب وى ػػو وب ػػاوؿ إبع ػػاد ذباب ػػة أخ ػػذت بإزعاج ػػووالطَتاف حوؿ رأسو: أعد ما قلت ..مل أفهم ،ماذا كنت تقصد؟ أقصػػد ىػػل يسػػتطيع القػػانوف الػػذي وضػػعو جػػدؾ ،أف يقػػدـ تفسػَتاً ،كيػػف سب ّكػػنالػػدماغ مػػن تطػػوير نفسػػو طبيعي ػاً؛ ليع ػػرؼ مق ػػدار النس ػػب اؼبطلوبػػة إلج ػراء التع ػػديالت اؼبناسبة على الصورة القادمة من شبكية العُت؟ وقبػػل أف يبػػدأ دبحاولػػة اإلجابػػة عػػاودت الذبابػػة الكػػرة ،وأخػػذت بإزعاجػػو والوقػػوؼ على أنفو مرة ،وعلى شاربو الكبَت مرة تتلذذ ببواقي آثار فريسػتو الػيت علقػت بػو ،فأخػذ يالحقها بعينيو ويتأىب بيده ُب ؿباولة لإلمساؾ هبا ردبا ليستنقذ بعػض مػا سػلبتو إيػاه، ولكن ىيهات ،فما استولت عليو تلك الذبابة قد حولتو مػن فورىػا بػإفرازات خرطومهػا إىل شيء آخر ،ويده اليت اندفعت فجأة ليقبض هبا عليها أخطأهتا ،فتسخط قائالً: اللعنة!على الفور ،وعلى إثر كلمتو األخَتة كاف مساعده (جاحد) يقف إىل جواره. نعم يا سيدي ..ىل من خدمة؟ -أحضر يل مذكرات جدي ..حبثت عنها ومل أجدىا ،أين وضعتها؟!
227
إهنا ىناؾ يا سيديُ ،ب الرؼ السفلي. ناولٍت إياىا. على الفور يا سيدي .وبينما أخذ (طبيعي) يقلب صفحات مذكرات جده أعدت عليو سؤايل مفصالَ: كيػػف علػػم الػػدماغ أف الصػػورة القادمػػة مػػن الشػػبكية هبػػب قلبهػػا بالضػػبط ٓٔٛدرجة وليس ٔ ٔٛدرجة مثالَ؟ أصاب الرعػب مسػاعده فػاقًتب علػى الفػور ،ونبػس ُب أذنػو بكلمػات أجػاب علػى إثرىا (طبيعي): صدفة . صدفة! ..وكيف علم أف نسبة التكبَت هبب أف تكوف بذلك القدر الػذي هبعػلالصورة تبدو وكأهنا ُب حجمها الطبيعي؟ أج ػػاب ،وى ػػو وب ػػاوؿ اإلمس ػػاؾ بالذباب ػػة ،وال ػػيت أخ ػػذت بال ػػدوراف م ػػرة أخ ػػرى أم ػػاـ عينيو ،وكأهنا ُب موقف ربدي لو أف يبسكها: صدفة . وكيػػف علػػم أف الصػػورة الػػيت أمامػػو صػػورة واحػػدة مػػع أنػػو يسػػتقبل صػػورتُت اثنتػػُتمن عينيو االثنتُت؟ أجاب بعصبية ،بعػد أف فشػل للمػرة الثانيػة ُب إلقػاء القػبض عليهػا بعػد أف رآىػا قػد حطت على أنفو: 228
صدفة. ومػػن أخػػرب اؼبػػب أف الشػػيء اؼبرئػػي ؾبسػػم ،وعليػػو دمػػج الصػػورتُت القػػادمتُت مػػنشبكييت العينُت ُب صورة واحدة لتصبح ؾبسمة مثل الواقعية؟ أجاب وعيناه ال تزاالف تالحقاف الذبابة: صدفة. كي ػػف يقب ػػل عقل ػػك تفسػ ػَتاًكه ػػذا ؟! ..كي ػػف ُيبك ػػن أف تتض ػػافر صبي ػػع ى ػػذهالتع ػ ػػديالت بالص ػ ػػدفة لتك ػ ػػوف النتيج ػ ػػة ى ػ ػػي االحتم ػ ػػاؿ األنس ػ ػػب م ػ ػػن ب ػ ػػُت مالي ػ ػػُت االحتماالت األخرى؟! تنب ػو (طبيعػػي) أخ ػَتاً إىل س ػؤايل ،فكػػف عػػن مالحقػػة الذبابػػة وأخػػذ يفكػػر ،ولكػػن
مساعده الذي كاف يراقبو بقلق أسرع إليػو وألقػى ُب أذنػو بكلمػات انفرجػت علػى إثرىػا أسػػاريره ،وعػػاد (جاحػػد) ليعتػػدؿ ُب جلسػػتو مبتسػػماً ابتسػػامتو اؼبػػاكرة ،وفجػػأة وقبػػل أف هبيػػب (طبيعػػي) رصػػد الذبابػػة وقػػد حطػػت علػػى أنػػف مسػػاعده بعػػد أف أهنكهػػا طػػوؿ الطَتاف دبعدة فبتلئة ،فنهض من فوره وأخذ يتحفػز لالنقضػاض عليهػا ،فػأدرؾ مسػاعده اؼبسػػكُت ىػػوؿ الكارثػػة الػػيت ستصػػيبو ،وقبػػل أف يتػػدارؾ نفسػػو حبركػػة تنجيػػو ،ىػػوت يػػد سيده على الذبابة وىو يصيح ؾبيباً على سؤايل: طفرة حدثت صدفة!وكشيء أشبو بفرقعة الرعد جلجل ُب اؼبكاف صػوت قػوي صػرخ علػى إثػره مسػاعده مستنكراً وىو يبسك وجهو بكلتا يديو. لقد لطمتٍت!229
صدفة ..اعذرين يا مساعدي ،مل أقصد!وبعػػد أف زبلػػص (طبيعػػي) مػػن إزعػػاج الذبابػػة غػػَت الطبيعػػي عػػاد إىل مكان ػو جالس ػاً بشكل طبيعي منتظراً أف أبدأ حديثي فقلت: ولكن ىل تعتقد ـبلصاً بأف الطفرة يبكن أف تكوف هبذا الكماؿ؟!تعليل آخر يفسر مثل ىذا الفعل اػبارؽ(ٔ). ليس عندي ٌ*** الرئيس :تباً لػو مػن أضبػق! ..كيػف ال يوجػد تفسػَت آخػر؟! ..وىػل ىنػاؾ تفسػَت
غَت أف الذي خلق العُت وركبها ىو نفسػو الػذي خلػق مركػز اإلبصػار ُب الػدماغ وجعلػو على ذلك النحو الذي حَته ..أين ذىب عقل ىذا الرجل؟! جوردانو :ذىب مع الذبابة! انفجػػر اعبميػػع ضػػحكاً مػػن قػػوؿ جوردانػػو السػػاخر ،وبعػػد أف توقف ػوا عػػن الضػػحك قاؿ الرئيس معلقاً: حقاً ال يبكن لعاقػل أف هبيػب دبثػل تلػك اإلجابػة إال إذا كػاف عقلػو الىيػاً بشػيءحقَت مثل ذبابة! عبد الخالق :وىل ظفر هبا؟
ٔ -قاؽبا داروين وىو يُعرب عن حَتتو الشديدة من تركيب العُت اؼبعقد ،إذ عجزت نظريتو ُب التطور عن إعطاء تفسَت ُم ٍ رض لتطور شبكية العُت خلف العدسة .
231
ال رئيس (بدىش ػػة) :تقصػػد أن ػػو مل يقتلهػػا؟! ..رغ ػػم كػػل م ػػا بذلػػو م ػػن جهػػد ع ػػن
سابق إصرار وترصد!
أجل أيها الرئيس ..أفلتت ُب الوقػت اؼبناسػب ،ليتحمػل مسػاعده اؼبسػكُت كػلىوؿ اللطمة لوحده. -يػػا للمفارقػػة! كيػػف قبػػل عقلػػو بتضػػافر ماليػػُت الصػػدؼ تلتقػػي لتُ َكػػوف العػػُت،
بينما ىو مل تصػادؼ يػده ولػو ؼبػرة واحػدة اإلمسػاؾ بذبابػة رغػم كػل تصػميم وترصػد ؟! ما أضعف الطالب وما أضعف اؼبطلوب!
اس تَ ِم ُعوا لَ وُ إِ َّن اس ُ ب َمثَ ٌل فَ ْ ض ِر َ وىذا ما أخرب بو اهلل تعاىل حُت قاؿ{ :يا أَيق َه ا النَّ ُِ َّ ِ ِ ِ اب َش ْيئًا َال ين تَ ْدعُو َن م ْن ُدون اللَّ و لَ ْن يَ ْخلُ ُق وا ذُبَابً ا َولَ ِو ْ اجتَ َمعُ وا لَ وُ َوإِ ْن يَ ْس لُْب ُه ُم ال قذبَ ُ ال ذ َ ِ ِ ضع َ َّ ِ وب (َٖ )ٚما قَ َد ُروا اللَّوَ َح َّق قَ ْد ِرهِ إِ َّن اللَّوَ لََق ِوي َع ِزيز} يَ ْستَ ْنق ُذوهُ م ْنوُ َ ُ ب َوال َْمطْلُ ُ ف الطال ُ
***
231
232