إن موقع جسم ما أو سرعته في فضاء نيوتن المطلق لا يمكن كشفهما بأية تجربة ميكانيكية. ومهما يكن من أمر فان ظهور نظرية مكسويل الكهرطيسية أتاح إمكانية استخدام الضوء - حركة الإشارة الضوئية - لقياس سرعة الأجسام في الفضاء . إن نجاح مثل هذه المغامرة يتوقف جوهرياً على صورة أثير مكسويل ، هذا النوع من المائع الذي يملأ الفضاء كله ( والمفترض ساكناً ) . فحركة جسم في الفضاء يمكن استنتاجها من حركته في الأثير المزعوم .

 لقد كان يظن ، على وجه الخصوص، أن سرعة الأرض في الأثير يمكن تعيينها على أساس المحاكمة التالية : إن الأرض، في أثناء دورانها حول الشمس ، تتحرك بسرعة متغيرة في خلال الأثير . فمن وجهة نظر ( مرجع مقارنة ( راصد موجود على الأرض يبدو الأثير : ريحاً لافحة ) أو ( تياراً : ؛ تياراً تافهاً بالتأكيد ، إن ميكانيك نيوتن يمنعه من أن يسلط أي قوة أو احتكاك على الأرض المتحركة ، وإلا لكان قد أبطأ حركتها وتسبب في سقوطها على الشمس منذ دهر بعيد . ومع ذلك كانت ريح الأثير تعتبر في القرن التاسع عشر حقيقة لا مراء فيها. وكان التحدي يتلخص في قياس سرعة انسيابها . وكانت نظرية مكسويل تتنبأ بأن الضوء يسير في خلال الأثير بسرعة ثابتة لا تتعلق إلا بـ « مرونة ، هذا الوسط . ينتج من هذا أن سرعة الضوء ، كما يقيسها راصد مرتبط بالأرض ، تتوقف على جهة سير الضوء ؛ أي أن الضوء الذي يسير باتجاه ر ريح الأثير ، مثلاً ، ينجرف مع التيار بسرعة أكبر من سرعة الضوء الذي يسير بعكس اتجاه تيار الريح.

كانت الجهود التي انصبت على تعيين سرعة ريح الأثير فائقة المهارة . وأشهر هذه التجارب كانت تلك التي أنجزها ، عام 1887 ، الفيزيائيان الأمريكيان ألبرت مايكلسون Michelson - ( 12 - 1931 ) وإدوارد مورلي ( 1838 - 1923 ) . إن مبدأ هذه التجربة يتضح جيداً بالتشبيه مع نهر عادي. إذا عبر سابح نهراً ، من الضفة إلى الضفة ، ، ثم عاد إلى الضفة الأولى فسيستغرق زمناً أقصر من الزمن الذي يستغرقه زميل له يسبح موازيا للضفة ويقطع في كل من الذهاب والإياب مسافة تساوي عرض النهر ( انظر الشكل 2 - 1 ) . والسبب في ذلك بسيط . فالسابح الثاني يتعامل مع التيار ، وهو يساعده عندما يسبح باتجاهه ويعوقه عندما يسبح ضده ؛ فرحلة العودة ، وهي أبطأ ، تستغرق زمناً أطول ، والإعاقة تفوق المساعدة بقليل. وتكون نتيجة ذلك أن يصل عائداً إلى نقطة الإنطلاق بعد عودة زميله الذي كانت إعاقته ضعيفة في الذهاب والإياب لأن اتجاه حركته يصنع في كليهما زاوية مع تيار النهر .

شکل 2 - 1 - سباق الضوء ( مايكلسون - مورلي ) . سعيد وخالد يسبحان بسرعة أربعة أمتار في الثانية عندما يكون الماء راكداً . ينطلقان من النقطة 8 معاً ، سعيد يسبح باتجاه تيار النهر حتى 8 ثم يعود ضد التيار ، ويسبح . خالد على منحى عرض النهر مسافة مساوية حتى C ويعود . إن خالد يربح السباق دوماً ، والسبب بسيط ، لنقل ان سرعة تيار النهر تساوي مترين في الثانية ؛ فيصل خالد إلى C بعد 11,56 ثانية، لكن سعيداً ، الذي يساعده التيار فيجعل سرعته ستة أمتار في الثانية بالنسبة للضفة ، يصل إلى B بعد 666 ثانية . أما في العودة فان التيار يعوق حركة سعيد ويجعل سرعته مترين فقط في الثانية بالنسبة للضفة فيقطع 40 متراً في 20 ثانية ، وبذلك تستغرق رحلته 26/66 ثانية . لكن خالداً يلزمه للعودة 11,56 ثانية أيضاً ، وبذلك تستغرق رحلته 23٫12 ثانية ، فيعود إلى 8 قبل سعيد بـ 3,54 ثانية .

لقد استعمل ما يكسلون ومورلي حزمتين ضوئيتين سابحتين» في الأثير وارسلاهما لتذهبا وتعودا ، في منحيين متعامدين. وقاما بقياس دقيق للفاصل الزمني بين عودتيهما . فكانت النتيجة محيرة حقاً . وعندما ننظر إليها بمنظار اليوم نجد أنها تمثل الضربة القاضية التي وجهتها الفيزياء التجريبية فحطمت بناءً نيوتنياً ، للمكان والزمان ، كان عمره آنئذ مئتي عام . إذ بالرغم من أن الإمكانيات التجريبية لجهاز مايكسلون ومورلي كانت قادرة على قياس فارق زمني أقل بكثير من الفارق الزمني الناتج عن سرعة الأرض المدارية (أو سرعة ريح الأثير إن شئت) ، فإن الرجلين لم يجدا أي فارق بالمرة . لقد تسمرت نظرية الأثير حيث ولدت ، ولم يكتب لها الاستمرار في الحياة منذئذ .

إن عدم وجود ريح أثيرية كشف عن أن بناء الفيزياء كان قائماً ، حتى ذلك الوقت ، على أساس هش. ففكرة المرجع المطلق الساكن الذي يمكن فيه قياس سرعة الجسم من خلال الفضاء الخالي هي فكرة وهمية برمتها. والحركة المنتظمة لا تكتسب هذه الصفة إلا منسوبة إلى جملة مادية أخرى. وليس الميكانيك وحده عاجزاً عن كشف السرعة المطلقة للجسم في الفضاء ، بل وكل التجارب الفيزيائية مهما كان الفرع الذي تنتمي إليه . إن مفهوم الحركة المنتظمة في فضاء راكد مفهوم لا مدلول له . وبذلك أصبح الأثير ، كالسيمياء والحرور ، عضواً آخر في متحف الغرائب العلمية التاريخية . وقد اقترح آينشتاين مبدأ غريباً جديداً يحل محله

 إن مبدأ النسبية الخاصة الجديد بدا في أول الأمر مسالماً ومالبث أن ظهر محيراً . إنه يقرر أن سرعة الضوء هي هي، ثابتة في كل مكان. وهذا يعني أن للضوء سرعة واحدة سواء قيست على الأرض أو ضمن صاروخ سريع أو كان منبعه ساكناً أو مقترباً من الراصد أو مبتعداً عنه . ولدرجة أنه لوقاس راصدان سرعة حزمة ضوئية واحدة وهما متحركان سريعاً ، أحدهما نحو الآخر ، فسيجدان لسرعة الحزمة نفسها القيمة نفسها ، حتى ولو كانا آنذاك جنباً إلى جنب . قارن هذا المبدأ بالافتراض القديم القائل بأن النور يسير بسرعة ثابتة في خلال الفضاء . إذ ينتج من هذا الافتراض أن المسافر في صاروخ سريع جداً (انظر الشكل ( 2 - 2) للقاء حزمة ضوئية سيقترب منها بسرعة أكبر من سرعة زميل له في صاروخ مماثل مسافر بالاتجاه المعاكس تتعقبه الحزمة الضوئية فتلحق به وتتجاوزه . إن هذا الكلام صحيح حقاً لو كانت الاشارة موجة صوتية ، ولا يخطر على بال أحد أن يشك بصحتها في حالة موجة ضوئية . لكن آينشاين ينفي صحتها في هذه الحالة الثانية ، فهو يقول إن الصاروخين يلتقيان الف، بسرعة واحدة ! فينتج من هذا القول أنه مهما كانت سرعة الصاروخ كبيرة فإن الضوء الذي يبتعد عنه يفعل ذلك بسرعة ثابتة هي ، فوق ذلك ، لا تختلف عن سرعة اقتراب الضوء من الصاروخ الذي يتجه نحوه .

شکل 2-2- إن للضوء سرعة واحدة بالنسبة لكل الناس . المسافر الفضائي الأيسر يتعقب الاشارة الضوئية. إن سرعتها تفوق سرعته بـ 2٫998 × 10 متر في الثانية مهما كانت سرعته كبيرة . المسافر السفلي يفر من الاشارة نفسها . وهي تبتعد عنه بسرعة 2٫998 × 10 متر في الثانية مهما كانت سرعته . المسافر الأيسر يتسارع (سألحق بها واسبقها) . إن سرعتها ستظل أكبر من سرعته بـ 2٫998 × 10 متر في الثانية مهما فعل . أي أنه ليس أحسن حالاً من المسافر الأيمن المتحرك بالاتجاه المعاكس .

من الواضح أن مبدأ ثبات سرعة الضوء هذا يفسر فشل ما يكسلون ومورلي في كشف أي فارق زمني بين ماتستغرقه حزمتان لتقوما برحلة مغلقة في الأثير، ذلك أن الحزمتين تسافران بسرعة واحدة دون أن يكون لاتجاه حركة الأرض تأثير على هذه السرعة . لاشك أن هذا المبدأ لا يكون له معنى إلا إذا استبعدت فكرة الفضاء الساكن والزمن الشامل . إذ لابد من حدوث شيء غير مألوف يجعل الصاروخ عاجزاً عن أن يكسب ولو خطوة صغيرة بالنسبة للحزمة الضوئية مهما كان محركه قوياً .

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الإعلام يشارك في الاجتماع التحضيري لمناقشة الخطة الإعلامية لزيارة عاشوراء

بحضور متوليها الشرعي.. العتبة العباسية المقدسة تواصل إقامة المجالس الحسينية لإحياء شهر المحرم

قسم الشؤون الفكرية يطلق برنامجه التبليغي في أكثر من 20 دولة إفريقية

شعبتا الخطابة النسوية والتوجيه الديني تواصلان إقامة المجالس الحسينية في مرقد أبي الفضل العباس (عليه السلام)

المزيد

الآخبار الصحية

دراسة تكشف علاقة خطيرة بين عمر الأم وصحة مولودها

دراسة تحذر.. اضطراب نوم بسيط قد يسبب الموت المبكر ؟

الاستحمام بالماء الساخن.. راحة مؤقتة وأضرار دائمة للبشرة

ماذا يحدث للجسم عند تخطي وجبة الإفطار؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

كيف تساعد الصيانة الوقائية في الحفاظ على كفاءة التكييف في سيارتك ؟

في ظاهرة غريبة حيرت العلماء.. كوكبنا قد يسجل أقصر يوم في التاريخ هذا الصيف!

السد الصيني العملاق يعيق دوران الأرض ويغيّر شكلها ؟

السعودية تطلق 10 تجارب علمية إلى محطة الفضاء الدولية

المزيد

مواضيع ذات صلة

التأثير في الزمن: ثبات سرعة الضوء وتهاوي المفهوم المطلق للزمن

أبعاد أكثر مما تراه العين

النسبية العامة في مواجهة ميكانيكا الكم

المكان والزمان وعين الراصد

هل هي موجة أم جسيمة؟

الحاجة إلى نظرية جديدة النسبية العامة في مواجهة ميكانيكا الكم

(التأثير في الزمن) تأثير الحركة على مرور الزمن: الساعة الضوئية وتباطؤ الزمن

الحركة خلال الزمكان (Spacetime)

تموجات في نسيج الزمكان: حين لحقت الجاذبية بالضوء (حل التناقض)

مرة أخرى اعوجاج الزمان(حين يتباطأ الزمن تحت ثقل الجاذبية)

التسارع واعوجاج المكان والزمان

عن الاعوجاجات والتموجات( في الزمكان )