خبر عاجل : عالم فيزياء يقر بخطأ نظريته

[طاليس]

خسر عالم الفيزياء والرياضيات الشهير ستيفن هوكنج واحدا من أشهر الرهانات في تاريخ العلوم اليوم الاربعاء بعد أن تراجع عن نظريته التي وضعها عام 1975 بشأن الثقوب الكونية السوداء والتي كانت سببا في ذيوع صيته.

وأقر مؤلف كتاب "التاريخ المختصر للزمن" وصاحب الكتب الأكثر مبيعا بأن عالم الفيزياء الامريكي جون بريسكل كان محقا في التشكيك في صحة نظريته وقد أعطاه كتابا عن كرة البيسبول مكافأة له.

وقال هوكنج البالغ من العمر 62 عاما "الآن أنا مستعد للتسليم بخسارتي للرهان. قدمت له موسوعة عن الكريكيت إلا أن جون لم يقتنع بأفضليتها."

وفي عام 1997 قبل هوكنج -الذي يعاني شللا في العضلات جعله قعيد كرسي متحرك - مراهنة بريسكل الذي رفض قبول فكرة أن الثقوب الكونية السوداء تدمر على الدوام كل شيء تبتلعه.

وظل العلماء على مدى 200 عام متحيرين أمام تلك الثقوب السوداء التي تتكون عندما تحرق النجوم كل طاقتها ثم تنهار لتترك دوامات ذات جاذبية هائلة لايستطيع أي شيء يسقط فيها الفكاك منها.

ويعتقد هوكنج الآن أن هذه الدوامات تنضح منذ مليارات السنين ببعض المواد التي تطلقها من خلال المناطق غير المنتظمة على سطحها.

وأدلى هوكنح بتفاصيل مختصرة عن تراجعه الأسبوع الماضي ولم يلبث أن أسهب في تلك التفاصيل خلال مؤتمر صحفي عقده في دبلن بعد أن طلب أن يتكلم في اللحظات الأخيرة.

وقال بريسكل وهو يشير إلى سيل هائل من كاميرات التلفزيون في قاعة المحاضرات التي اكتظت عن آخرها "كان يحدوني الامل دائما ان يكون هناك شهود عندما يعترف ستيفن..لكن ما أراه الآن فاق كل توقعاتي."

وقال انه سيفتقد سنوات من الجدال الذي اثاره مااسماه "تناقض معلومات الثقوب السوداء" والذي تناول مسألة امكانية إفلات المواد من تلك الثقوب .

وقال آخرون إنهم يفضلون الانتظار حتى ينشر هوكنج نظريته الجديدة قبل أن يحسموا أمرهم.

وقال كيب ثورني أحد زملاء بريسكل بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا "يبدو هذا بالنسبة لي جدالا رائعا على السطح. لكنني لم أطلع بعد على كل التفاصيل."وقال هوكنج إن نظريته التي أعاد صياغتها تستبعد اعتقاده السابق بأن الناس يمكنهم أن يستغلوا تلك الدوامات السوداء يوما ما في السفر إلى الأكوان الأخرى.

وقال هوكنج بصوته المميز عبر الصندوق الصوتي بالكمبيوتر "آسف لأنني خيبت ظن هواة الخيال العلمي. لكنك إذا ألقيت بنفسك إلى إحدى الدوامات السوداء سترتد طاقة كتلة جسمك إلى كوننا مرة اخرى ولكن بشكل مشوه."

وشخص الأطباء مرض هوكنج -وهو أب لثلاثة أبناء ويعمل أستاذا للرياضيات بجامعة كيمبردج- على انه تآكل في الاعصاب الحركية حينما كان سنه 21 عاما وقيل له حينئذ انه لم يتبق في عمره سوى سنوات قليلة.

وتحدى هوكنج الاطباء وواصل حياته ليبيع عشرة ملايين نسخة من دراسته عن الكون المعنونة "التاريخ المختصر للزمن."

وعزز هوكنج من شهرته بظهوره كضيف في مسلسلات تلفزيونية مثل " ستار تريك..الجيل القادم" و عائلة "سيمبسونز".

[multiworkson]

الإعتراف بالذنب فضيلة
و على أي فعالم الفيزياء والرياضيات الشهير ستيفن هوكن له مواقف علمية كبيرة و نظريته فيها ما يمكن استغلاله

[multiworkson]

ستيفين هوكنج (ولد 1942)


ولد ستيفن هوكنج (Stephen Hawking) في اكسفورد في المملكة المتحدة أثناء الحرب العالمية الثانية وكان والداه يعيشان في لندن، غير أن اتفاقا كان قد ابرم بين ألمانيا النازية وبريطانيا حول عدم قصف اكسفورد وكيمبردج، ولهذا السبب ذهبت والدته إلى اكسفورد لتضعه في أمان. وعاش طفولته أثناء وبعد الحرب في إحدى ضواحي لندن، حيث كان يقيم العلماء والأكاديميون الإنجليز. وكانت المدرسة التي درس فيها تتبنى منهجا تعليميا خاصا تمخض عنه أن ستيفين لم يتعلم القراءة قبل الثامنة من العمر.

ويقول هوكنج انه كان منذ الطفولة شغفا بالألعاب التي كانت تمكنه من التحكم بالأشياء. فكان لا يأبه لشكل الطائرات والقارب التي يصنعها كلعب طالما أنها كانت تعمل! وعند انتقاله لكتابة أطروحة الدكتوراه في الفلكيات اعتقد أن في ذلك تجسيدا لطموحه القديم: "إذا استطعت أن تفهم كيف يعمل الكون، فستتمكن من السيطرة عليه بطريقة ما!

أمضى دراسته الجامعية في اكسفورد ومن ثم في كيمبردج. وقد أصابه مرض (motor neurone disease) في بداية التحاقه ببرنامج الدكتوراه في كمبردج. وكاد أن يتوقف عن البحث بسبب المرض وعدم ودود أمل في الشفاء والتحسن، أو حتى في وقف التدهور حيث صارت قدرته على التحكم بأعضائه تقل تدريجيا. بيد أن علاقة نشأت بينه وبين فتاة أراد أن يتزوجها دفعته إلى الاستمرار في البحث لكي يستطيع الحصول على عمل لكسب العيش. وقد تزوجها فعلا في عام 1965.

استمر في أبحاثه في مجال النظرية النسبية حتى العام 1970. وفي الأعوام 1970-1974 بحث في مجال الثقوب السوداء. وانتقل بعد ذلك إلى البحث في مجال المقاربة بين النظريتين النسبية والكوانتية.

وأصبح هوكنج منذ حين، من اشهر الفيزيائيين في العالم المعاصر. حتى يقال أنه الأكثر شهرة بعد اينشتين. وهو يتحرك على كرسي ذي عجلات، ويستخدم الحاسوب في الكتابة والمحادثة مع الآخرين، حيث تم تطوير نظام حاسوب خصيصا له يحوّل ما يطبعه إلى كلمات ينطق بها جهاز محوسب، وقد قام بإلقاء محاضرات عامة باستخدام الجهاز.
'>

[طاليس]

السلام عليكم

multiworkson

اذا يبقى لغز الثقوب السوداء قائما بعد سقوط اشهر نظرياتها

تحياتي

[طاليس]

يقول هوكنج :لم تمنعني الاصابة بمرض عصبي طوال فترة شبابي من تكوين اسرة جميلة جدا وتحقيق النجاح».. هذه هي رسالة ستيفن هوكنج الإنسان النموذج في مقاومة اليأس والتمسك بالامل. لم يستسلم لمرضه الذي فاجأه في شبابه بل زاد على ذلك ليجد لنفسه طريقا بين العظماء وسط غابة من اليأس كادت تلقي به بين المعوقين ممن يكونون عالة على مجتمعاتهم.
هوكنج اراد لنفسه ولاصراره وقوة عزيمته ان يكون معطاء بدل ان يتقوقع بين «عصبيته» يستجدي عطف الناس !! في عبارة لا تخلو من الاحساس بالرضا عن الذات اطلق العالم البريطاني ستيف هوكنج مقولته التي لخص من خلالها مسيرة حياته التي تراوحت بين المرض والاسرة والابحاث العلمية والاسفار: « لم يمنعني المرض من تكوين أسرة جميلة جدا وتحقيق النجاح في عملي بفضل مساعدة زوجتي جين واطفالي وعدد كبير من الاشخاص الاخرين والمنظمات» . ويضيف قائلا: «لقد كنت محظوظا لتقدم حالتي ببطء اكثر من المعتاد في مثل هذه الحالات ولكن ذلك كشف لي ان المرء بحاجة إلى التعلق باهداب الامل».

ولد ستيفن هوكنج في الثامن من يناير عام 1942 في اكسفورد بانجلترا أي بعد ثلاثمائة عام من وفاة العالم الايطالي جاليليو وكان منزل والده يقع في شمال لندن غير ان ظروف الحرب العالمية الثانية جعلت من اكسفورد مكانا اكثر امانا لمن يريد تكوين اسرة وانجاب اطفال وعندما بلغ ستيفن الثامنة من عمره انتقلت اسرته إلى «سانت البانز» التي تقع على بعد عشرين ميلا تقريبا إلى الشمال من لندن.

بدأت رحلة هوكنج مع التعليم في سن الحادية عشرة عندما التحق بمدرسة سانت البانز ومنها إلى جامعة اكسفورد التي درس بها والده من قبل وحيث ان الرياح لاتأتي دائما بما تشتهي السفن فقد كان ستيفن يريد دراسة الرياضيات على الرغم من ان والده كان يفضل دراسة الطب غير ان دراسة الرياضيات لم تكن متاحة في جامعة اكسفورد في ذلك الوقت واضطر هوكنج إلى اختيار دراسة علم الفيزياء وبعد ثلاث سنوات لم يبذل فيها هوكنج جهدا كبيرا تمكن من الحصول على أول درجة فخرية من الطبقة الأولى في العلوم الطبيعية.

التحق هوكنج بعد ذلك بجامعة كمبردج لعمل ابحاث في معهد علم الكونيات وهو المجال الذي لم يكن احد يعمل به في ذلك الوقت في اكسفورد وكان المشرف عليه البروفسور دينيس شايما على الرغم من انه كان يريد ان يشرف عليه البروفسور فريد هويل الذي كان يعمل في كمبردج عقب حصوله على درجة الدكتوراه حصل هوكنج في البداية على لقب زميل ابحاث ثم حصل على لقب زميل محترف من كلية جونفيل وكايوس.
بعد ذلك التحق بعد تركه معهد الكونيات عام 1973بقسم الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية وشغل منذ عام 1979وظيفة استاذ كرسي الرياضيات وهو الكرسي الذي حمل اسم لوكاس والذي انشىء عام 1663بالأموال التي تركها هنري لوكاس عضو البرلمان في ذلك الوقت عن الجامعة .وهو المقعد الذي شغله اولا اسحق بارو ثم اسحق نيوتن عام 1669.
اينشتين بين هوكنج وبينروز

انشغل «هوكنج» بالعمل في مجال القوانين الاساسية التي تحكم الكون . وتوصل بالتعاون مع «روجر بينروز» إلى ان النظرية العامة للنسبية للعالم «اينشتين » ربما تكون قد ظهرت خلال الانفجار الكبير .
توصل مع زميله إلى ان نهايتهما ربما تكون قد ظهرت في الثقوب السوداء.
اشارت النتائج التي توصل إليها هذان العالمان إلى انه كان من الضروري توحيد النسبية العامة في نظرية الكم وهو التطور العلمي الكبير الاخر الذي شهده النصف الأول من القرن العشرين والذي تمثلت واحدة من أهم نتائجه في ان الثقوب السوداء ليست سوداء تماما ولكنها تصدر اشعاعات وتتبخر وتختفي في النهاية. وهناك حدس أو تخمين اخر نتج عن هذا التطور العلمي تمثل في القول بانه ليس هناك حد في الزمن التخيلي .

لم تقتصر حياة هوكنج على اجراء الابحاث في المعامل بل وضع العديد من الكتب والمطبوعات لعل ابرزها كتاب «البناء الواسع للزمان الفضائي » الذى وضعه مع العالم «ج . ف . ايليس » وكتاب «النسبية العامة» : مسح مئوي لاينشتين وكتاب «300 عام من الجاذبية» اللذين وضعهما بالتعاون مع العالم «دبليو. اسرائيل » غير ان هوكنج ترك ثلاثة كتب هي الاكثر مبيعا وهي «موجز تاريخ الزمان». «الثقوب السوداء والاكوان الصغيرة» مقالات اخرى . وقد صدرله عام 2001 كتاب «موجز الكون».

حصل هوكنج على اثنتي عشرة درجة فخرية فقد حصل على درجة «سي . بي . اي » عام 1982 ودرجة الزمالة الفخرية عام 1989 وحصل على الكثير من الجوائز والمكافآت والميداليات ويحمل هوكنج ايضا درجة زمالة الجمعية الملكية وعضوية الاكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم.

لا ينسى هوكنج وهو يسبح في بحر العلوم حياته الاجتماعية فهو نموذج للعالم الذي يعزف سيمفونية عائلية ببراعة تضم إلى جانبه زوجة وثلاثة ابناء وحفيدة واحدة مستغلا ذكاءه العلمي في الجمع بين ابحاث الفيزياء النظرية وبرنامج اسفاره المكثف والقاء المحاضرات المستقاة موضوعاتها من خبراته العلميةالمتراكمة. والان .. هل كان هوكنج مجافيا الحقيقة عندما قال انه محظوظ ام ترى انه كان مخطئاً عندما تعلق باهداب الامل؟

[Vipera Palestina]

بداية طموحة و سقوط عظيم لهذا العالم .
مع انه - من وجهة نظري - لم يخسر شيئا فالكل يصيب مرة و يخطيء اخرى .

[طاليس]

في عام 1971 قام العلماء بتجربة حول نسبية الزمان, فتم وضع أربع ساعات ذرية من السيزيوم على طائرات نفاثة تقوم برحلات منتظمة حول العالم, في اتجاهات شرقية وغربية. وبمقارنة الأزمنة التي سجلتها الساعات على الطائرات مع الزمن الذي سجل بمرصد البحرية الأمريكية, وجد أن الزمن المسجل على الطائرات أبطأ منه على الأرض بفارق ضئيل يتفق مع قوانين النسبية الخاصة. وفي عام 1976 وضعت ساعة هيدروجينية في صاروخ وصل إلى ارتفاع 10000 كيلومتر عن سطح الأرض, حيث أصبحت الساعة على الصاروخ في مجال جاذبي أضعف منه على سطح الأرض. وقورنت إشارات الساعة على الصاروخ بالساعات على الأرض, فوجد أن الساعة على الأرض أبطأ منها على الصاروخ بحوالي 4.5 جزء من عشرة آلاف مليون من الثانية, بما يتفق مع تنبؤات النسبية العامة بدقة عالية. والساعة الهيدروجينية الحديثة تعمل بدقة يعادل فيها الخطأ ثانية واحدة في كل ثلاثة ملايين سنة. وهذه القياسات تثبت - بلاشك - الظاهرة المعروفة (بتمدد) الزمن, والتي تعد أهم تنبؤات النظرية النسبية. فالتجربة الأولى تثبت أن الزمن (يتمدد)  كلما ازدادت سرعة الجسم, أما التجربة الثانية فتثبت أن الزمن (يتمدد) إذا تعرض الجسم لمجال جاذبي قوي.

و(تمدد) الزمن في هذا السياق ليس مفهومًا فيزيائيًا نظريًا خاصًا بالأجسام الدقيقة دون الذرية, وإنما هو (تمدد) حقيقي في الزمن الذي يحيا فيه الإنسان. فلو زادت سرعة إنسان ما (في سفينة فضاء مثلا) إلى حوالي 87% من سرعة الضوء, فإن الزمن يبطؤ لديه بمعدل50%. فلو سافر على السفينة لمدة عشرة أعوام - مثلا - فسيجد ابنه المولود حديثًا قد أصبح عمره عشرين عامًا, أو أن أخيه التوأم يكبره بعشرة أعوام. إن (تمدد الزمن) والسفر في الزمن, بهذا المعنى, هو حقيقة مثلما أن الأرض كروية وأن المادة تتكون من ذرات وأن تحطيم الذرة يطلق طاقة هائلة. كما أن السفر بسرعة تقترب من سرعة الضوء هو أمر ممكن فيزيائيا وتكنولوجيا, فقد اقترح أحد العلماء تصميم سفينة فضائية تعتمد على محرك دمج نووي يستخدم المادة المنتشرة في الفضاء كوقود, وأن يتم التسارع بمعدل 1ج (وهو معدل التسارع على الكرة الأرضية). وفي تصميم كهذا يمكن أن تصل سرعة السفينة إلى سرعة قريبة من سرعة الضوء خلال عام واحد, وبالتالي يبطؤ الزمن إلى حد كبير, وبالنظر إلى التطور المستمر للتكنولوجيا حاليًا يصبح من المعقول تمامًا افتراض وصول تكنولوجيتنا في المستقبل إلى بناء مثل هذه السفينة النجمية. ويرى عالم الفلك كارل ساجان أن هذا يمكن أن يحدث خلال عدة مئات من السنين. وبناء على ذلك كون مجموعة من العلماء يرأسها الأمريكي كيب ثورن والروسي إيجور نوفيكوف ما أسموه بـ(كونسورتيوم) روسي - أمريكي لتحقيق تقنية تسمح بتكوين آلة للسفر في الزمان.

فماذا تعني هذه الحقائق بالنسبة لغير المتخصص في الفيزياء? هل تعني أن مفهومنا (الطبيعي) عن الزمن قد تغير? وكيف يمكن أن يكون العالم في ظل إمكان السفر عبر الزمان? وهل هذا مجرد خيال علمي? أم أنه يمكن أن يحدث فعلاً في المستقبل? هذه ليست سوى بعض التساؤلات التي تفرضها تلك الحقائق العلمية المحيرة.

ما الزمن؟

لا يمثل الزمن بالنسبة للإنسان العادي سوى تتابع المواقيت الناتج عن شروق الشمس وغروبها وعن دوران الأرض حول الشمس, والقمر حول الأرض. أما الزمن عند العلماء فهو مفهوم أساسي لابد منه لضبط التجربة العلمية. ففي عصر العلم الحديث أصبح من الضروري طرح تصوّر للأسلوب العلمي يكفل إجراء التجربة العلمية بواسطة علماء مختلفين وتحقيق النتائج نفسها, وذلك يستلزم وجود مقياس دقيق للزمن ومرجعية ثابتة له بالنسبة لجميع العلماء. وكان هذا التصوّر هو التصوّر النيوتوني للزمن المطلق, فحسب اسحق نيوتن (الزمان المطلق الحقيقي, الرياضي, ينساب من تلقاء نفسه وبطبيعته الخاصة, باطراد دون علاقة بأي شيء خارجي, ويطلق عليه اسم الديمومة). وفي واقع الأمر كانت النظرة النيوتونية للكون ذي الزمان والمكان المطلقين ناجحة في تفسير 99% من حقائق الكون, وتمكنت من تحقيق تقدم كبير في العلم الحديث. ولكن مع تقدم العلم وزيادة دقة الملاحظات تكشفت العديد من الظواهر التي أدت إلى الشك في الصحة المطلقة للنظرة النيوتونية. فحسب قوانين نيوتن يجب أن تتغير سرعة الضوء بحسب سرعة واتجاه حركة مصدره, ولكن العلماء اكتشفوا في تجربة مشهورة, هي تجربة (ميكلسون - مورلي) عام 1887, أن سرعة الضوء ثابتة بغض النظر عن سرعة مصدره وعن اتجاه حركته. كما تبين من قياس حركة كواكب المجموعة الشمسية أنها تتفق مع نظرة نيوتن فيما عدا كوكب عطارد, حيث وجد فرق ضئيل جدا بين حسابات ميكانيكا نيوتن وحركته في الواقع, بالإضافة إلى هذا وذاك تعارضت ميكانيكا نيوتن مع نظرية جيمس كلارك ماكسويل عن الموجات الكهرومغناطيسية والتي تتعامل مع الضوء على أنه موجات وعلى أن سرعته ثابتة. ولم يكن هناك مفر من ظهور نظرية النسبية, فقدم ألبرت أينشتين نظرية النسبية الخاصة عام  1905 والنسبية العامة عام 1915.

انحناء الفضاء والنسبية العامة

تعرف الهندسة المستوية بالهندسة الإقليدية, نسبة إلى إقليدس الذي عاش حوالي عام 300ق.م وبواسطة هذه الهندسة يمكن توصيف أي شكل هندسي بواسطة نظام الإحداثيات الكارتيزية, أي استخدام الأسطح المستوية في توصيف الخطوط المنحنية والمجسمات الفراغية. والفضاء طبقا لهذه الهندسة هو فضاء مستو. ولم تكن تلك هي الهندسة الوحيدة الممكنة, فقد طرح لوباتشفسكي عام 1828 هندسة لاإقليدية ذات أسطح منحنية مفتوحة معتمدة على منحنى القطع الزائد. ثم طرح برنارد ريمان عام 1850 هندسة لاإقليدية معتمدة على السطح الكروي المنغلق, وطورها ويليام كليفورد عام 1870 وافترض احتمال أن يكون الفضاء الكوني رباعي الأبعاد ينطوي على تشوّهات وتضاريس تشابه تضاريس سطح الأرض. ولم يكن ينقص تصور كليفورد سوى التفسير الفيزيائي الصحيح حتى يتطابق مع نظرية النسبية العامة, التي طرحت بعد 45 عاما. فالبعد الرابع في الفضاء لم يكن سوى الزمن وتشوّهات الفضاء لم تكن سوى التأثيرات الجذبوية للأجسام.

وبتقديم آينشتين لنظرية النسبية الخاصة عام 1905 والتي وضع فيها معادلات حركة الأجسام في فضاء مستو رباعي الأبعاد, وبوجود الهندسة اللاإقليدية منذ زمن ثم طرحه لفكرة التواء الزمان والمكان بتأثير الجاذبية, تكونت لدى آينشتين المادة الخام لنظرية متكاملة للجاذبية يمكن أن تكون بديلاً لنظرية نيوتن. ولما لم يكن آينشتين بارعًا في الرياضيات فقد لجأ إلى صديقه في الدراسة مارسيل جروسمان, وكان قد أصبح آنذاك عميدًا لمعهد البوليتكنيك بزيوريخ, وكان بارعًا في الهندسة اللاإقليدية, ووجد الحل في هندسة ريمان للأسطح المنحنية المغلقة. وقدمت الصورة النهائية للنظرية في ثلاث جلسات في أكاديمية العلوم في برلين عام 1915, وطبعت عام 1916.

          وكان من أهم نتائج النسبية العامة تغير نظرتنا إلى الكون, فالمكان والزمان ليسا خلفية ثابتة للأحداث, وإنما هما مساهمان نشيطان في ديناميات الكون. والفكرة الأساسية هي أنها تضم (بعد) الزمان إلى أبعاد المكان الثلاثة لتشكّل ما يسمى بمتصل (الزمكان). وتدمج النظرية تأثير الجاذبية بأن تطرح أن توزيع المادة والطاقة في الكون (يحني) و(يشوه) الزمكان بحيث أنه لا يكون مسطحا, ولما كان (الزمكان) منحنيا فإن مسارات الأجسام تظهر منحنية, وتتحرك كما لو كانت متأثرة بمجال جذبوي. وانحناء (الزمكان) لا يؤدي فقط إلى انحناء مسار الأجسام ولكنه أيضًا يؤدي إلى انحناء الضوء نفسه. وقد وجد أول برهان تجريبي لذلك عام 1919 حينما تم إثبات انحناء الضوء الصادر من أحد النجوم عند مروره بجوار الشمس بتأثير مجاله الجذبوي. وتم ذلك بمراقبة الموقع الظاهري للنجم خلال كسوف الشمس ومقارنته بموقعه الحقيقي. فالزمكان ينحني بشدة في حضور الأجسام ذات الكتلة الضخمة, ويعني ذلك أن الأجسام تنحرف في المكان أثناء الحركة وكذلك تنحني في الزمان بأن تبطئ زمنها الخاص نتيجة للتأثير الجذبوي لتلك الكتلة. فإذا تصوّرنا فضاء رباعي الأبعاد له ثلاثة أبعاد تمثل المكان وبعدا رابعا للزمان ورسمنا خط الحركة المنحنية للجسم مع تباطؤ الزمن على المحور الرابع, ظهر لنا (الزمكان) منحنيا بتأثير الكتلة الجاذبة.

[طاليس]

في العام نفسه الذي ظهرت فيه النسبية العامة 1916 وطرح فكرة انحناء (الزمكان), أثبت الفلكي الألماني كارل سفارتسشيلد أنه إذا ضغطت كتلة (ك) في حدود نصف قطر صغير بما فيه الكفاية, فإن انحراف (الزمكان) سيكون كبيرا بحيث لن تتمكن أي إشارة من أي نوع من الإفلات, بما فيها الضوء نفسه, مكونا حيّزا لا يمكن رؤيته, سمي فيما بعد (الثقب الأسود). ويحدث ذلك عند انهيار نجم تتجاوز كتلته كتلتين شمسيتين, حيث ينضغط ويتداخل بفعل قوته الجاذبة حتى تكون كل مادة النجم قد انضغطت في نقطة ذات كثافة لامتناهية, تسمى نقطة التفرد الزمكاني. وأي شعاع ضوء (أو أي جسم) يرسل داخل حدود الثقب الأسود, ويسمى أفق الحدث, يسحب دون هوادة إلى مركز الثقب الأسود. ومن الناحية النظرية يبدو أنه عند الاقتراب من الثقب الأسود تتزايد انحناءة (الزمكان) حتى تبلغ أفق الحدث, الذي لا نستطيع أن نرى ما وراءه. ورغم أن فكرة وجود نجم بهذه المواصفات ترجع إلى العالم جون ميتشيل الذي قدمها في ورقة بحث عام 1783, إلا أن مساهمة سفارتسشيلد تكمن في أنه قدم حلولا للمعادلات التي تصف انهيار النجم إلى ثقب أسود على أساس نظرية النسبية. واتضح لاحقًا أن سفارتسشيلد لم يصل إلى حل واحد للثقب الأسود, وإنما إلى حلين, وهو شيء يشابه الحل الموجب والحل السالب للجذر التربيعي. فالمعادلات التي تصف الانهيار النهائي لجسم يقتحم الثقب الأسود تصف أيضا, كحل بديل, ما يحدث لجسم يخرج من الثقب الأسود (يطلق عليه في هذه الحال أحيانا (الثقب الأبيض)). وبذلك يبدو أننا إذا ما تابعنا انحناء الزمكان داخل الثقب الأسود يبدو لنا وكأنه ينفتح مرة أخرى على زمكان آخر, فكأنما الثقب الأسود يربط (زمكان) كوننا (بزمكان) مختلف تمام الاختلاف, ربما (زمكان) لكون آخر.

ولكن المشكلة كانت في أن أي مادة تدخل مثل هذا الثقب الأسود ستسقط حتمًا في التفردية المركزية لتنسحق بشكل يخرج عن فهمنا. ولكن مع تقدم الأبحاث وجدت هذه المشكلة حلا, فقد ثبت أن كل الأجسام المادية في الكون تدور سواء كانت مجرات أو نجوما أو كواكب, ومن ثم فإننا نتوقع أن تدور الثقوب السوداء بالمثل. وفي تلك الحال يمكن أن يدخل جسم ما إلى الثقب الأسود ويخرج من الناحية الأخرى دون أن يمر بالمفردة ويتحطم, وذلك بتأثير دوران الثقب الأسود. وفي عام 1963 نشر روي كير حلول آينشتين لمعادلات المجال المتعلقة بالثقوب السوداء الدوّارة, وبينت أنه ينبغي أن يكون من الممكن من حيث المبدأ الدخول إلى ثقب أسود دوار من خلال ممر يتجنب التفردية المركزية (نقطة الانسحاق) ليظهر على ما يبدو في كون آخر, أو ربما في منطقة (زمكان) أخرى في كوننا ذاته, ويتحول بذلك الثقب الأسود إلى ما يسمى بالثقب (الدودي). وبذلك تثير هذه النتيجة بشكل قوي إمكان استخدام الثقوب السوداء بوصفها وسيلة للسفر إلى الماضي بين أجزاء مختلفة من الكون والزمان.

وسائل السفر في الزمان

إن فكرة استخدام الثقوب السوداء في السفر عبر الزمان تعتمد على أنه من الممكن عندما يحدث انحناء شديد (للزمكان) أن يحدث اتصال بين نقطتين متباعدتين في (الزمكان). وبالتالي إذا تحقق مسار مغلق (للزمكان) يمكن العودة إلى نقطة البدء في الزمان والمكان, أي السفر إلى الماضي. ويرى بعض العلماء أن السفر إلى الماضي يحدث حقا ولكن على المستوى الميكروسكوبي, حيث تتكون ثقوب سوداء ميكروسكوبية نتيجة نشوء مجالات تلقائية من الطاقة السلبية كأحد تأثيرات نظرية الكم. وفي هذه الثقوب تتردد الجسيمات/الموجات دون الذرية بين الماضي والحاضر, ولكن هذه الثقوب لا تدوم إلا لأجزاء ضئيلة جدًا من الثانية.

وطرحت فيما بعد عدة أفكار للسفر عبر الزمان تعتمد بشكل أو بآخر على فكرة المسار المغلق للزمكان. فطرح البعض الاعتماد على ما يسمى (بالأوتار الكونية), وهي أجسام يفترض أنها تخلفت عن (الانفجار العظيم) لها طول يقدر بالسنين الضوئية, ولكنها دقيقة جدا إلى حد انحناء (الزمكان) بشدة حولها. فإذا تقابل وتران كونيان يسير أحدهما عبر الآخر بسرعة الضوء تقريبًا تكون منحنى مغلق للزمكان يستطيع المرء اتباعه للسفر في الماضي. وقدم فرانك تبلر عام 1974 فكرة للسفر عبر الزمان تعتمد على أن اسطوانة كثيفة الكتلة سريعة الدوران سوف تجر (الزمكان) حولها مكونة مسارات زمنية مغلقة. وفي عام 1949 أثبت الرياضي الشهير كورت جودل أن الكون يمكن أن يكون دوارًا, بمعدل بطيء جدا, وأنه يمكن أن يترتب على ذلك مسار مغلق في الزمكان.

أما كيب ثورن وزملاؤه فقد وضعوا تصميمًا لآلة للسفر في الزمن تعتمد على تخليق ثقب دودي ميكروسكوبي في المعمل, وذلك من خلال تحطيم الذرة في معجل للجسيمات. ثم يلي ذلك التأثير على الثقب الدودي الناتج بواسطة نبضات من الطاقة حتى يستمر فترة مناسبة في الزمان, ويلي ذلك خطوة تشكيله بواسطة شحنات كهربية تؤدي إلى تحديد مدخل ومخرج للثقب الدودي, وأخيرًا تكبيره بحيث يناسب حجم رائد فضاء بواسطة إضافة طاقة سلبية ناتجة عن نبضات الليزر.

وقد أدت تلك التصوّرات النظرية لإمكان السفر إلى الماضي إلى مناقشة التناقضات الناتجة عن ذلك, كمثل أن يسافر المرء إلى الماضي ليقتل جدته قبل أن تحمل بأمه, أو أن يؤثر على مسار التاريخ فيمنع الحروب مثلا... إلخ. ورأى بعض العلماء أنه يمكن حل تلك المفارقات من خلال مفهوم المسارات المتوازية للتاريخ بحيث يكون لكل إمكان مسار مستقل للأحداث. فيكون العالم بعد تغيير أحداثه في الماضي عالمًا مستقلاً موازيًا. وفي الوقت الحالي لا تمثل تلك المناقشات سوى أفكار تأملية فلسفية وليست علمية, فلم يسافر أحد إلى الماضي حتى الآن. ويؤيد ستيفن هوكنج العالم المشهور بأبحاثه عن الثقوب السوداء ونشأة الكون فكرة حدوث السفر في الماضي على المستوى الميكروسكوبي, ولكنه يرى أن احتمال أن يكون هناك انحناء في الزمكان يكفي لوجود آلة للزمان تسمح بالسفر في الماضي هو صفر. ويرى أن هذا يدعم ما يسميه (حدس حماية التتابع الزمني) الذي يقول إن قوانين الفيزياء تتآمر لمنع الأشياء الميكروسكوبية من السفر في الزمان. ويرى بول ديفيز أن وجود جسر للزمان ما هو إلا مفهوم مثالي لا يضع في حسبانه الموقف الفيزيائي اللاواقعي للثقب الأسود في الكون, وأنه من الأرجح أن هذا الجسر المثالي, لابد أن يتحطم داخل الثقب الأسود. ومع ذلك فإن ما يجري داخل الثقب الأسود سيظل مثيرًا للبحث العلمي والتأمل العقلي, وأنه يستطيع أن يكشف لنا عن مزيد من جوانب الطبيعة التي يتسم بها الزمان.

فالعلماء في واقع الأمر يختلفون في تقدير إمكان السفر في الماضي, وإن كانت الغالبية ترى أن هذا غير ممكن. ويذكر ستيفن هوكنج أن كيب ثورن يعتبر أول عالم جاد يناقش السفر في الزمان كاحتمال عملي. وهو يرى أن ذلك له فائدة في كل حال, فعلى الأقل سيمكننا من أن نعرف لم لا يمكن السفر في الماضي? وأن فهم ذلك لن يتأتى إلا بعد الوصول إلى نظرية موحدة للكم والجاذبية (النظرية الموحدة للقوى), وسيظل تفسير ما يحدث للمادة داخل الثقب الأسود أو في مسار زمكاني مغلق مبهمًا بالنسبة إلينا.

[طاليس]

كما هو واضح فإن فكرة (السفر في الماضي) طبقا لنظرية النسبية تعتمد بصفة أساسية على تكوين منحنى مغلق (للزمكان) يسمح بالعودة إلى نقطة البدء في الزمان والمكان. ولذلك فمفهوم (الزمكان) هو القضية الأساسية عند بحث نسبية الزمن والسفر في الماضي. فما هو المعنى الواقعي (للزمكان), وهل له وجود مستقل أم لا?

تخبرنا فلسفة العلم المعاصرة أن هناك نظرتين أساسيتين للمفاهيم والتصورات العلمية, الأولى أن هذه المفاهيم تعبر عن حقائق عن العالم الخارجي, فالنموذج المعياري للذرة والكوارك والثقب الأسود ومنحنى الزمكان هي حقائق عن العالم. أما النظرة الثانية فتخبرنا أن هذه المفاهيم ليست سوى أدوات جيدة للتعامل مع العالم, ولا تعبر عن حقائق واقعية عنه. أو على الأقل هي حقائق تقريبية عن العالم لا نضمن صحتها المطلقة ولكن نستخدمها لأنها تفيدنا في التعامل مع العالم. ومفهوم (الزمكان) ينطبق عليه هذا الوصف نفسه, فهو ليس حقيقة من حقائق العالم ولكنه أداة جيدة للتعامل معه. فالموجود على الحقيقة هو الأجسام التي تتحرك في الفضاء, وقيمة مفهوم (الزمكان) هي في أنه يمكننا بفاعلية من توصيف هذه الحركة بشكل دقيق.

فإذا أخذنا ذلك في الاعتبار سنجد أن استحالة السفر في الماضي ليست بسبب تواطؤ الطبيعة, كما ذهب هوكنج, ولا بسبب ما يترتب عليها من تناقضات في التاريخ, كما رأى آخرون, وإنما بسبب التجاوز في استخدام مفهوم (الزمكان) كأداة للنظر إلى العالم. ويتمثل هذا التجاوز في تحويل هذا المفهوم من مجرد تصور ملائم لوصف حركة الأجسام إلى موضوع للبحث يتغير لينتج وقائع جديدة. وتحويل الأداة إلى موضوع هو أمر غير صحيح, وإنما الصحيح هو أن يكون موضوع تصوراتنا هو الأجسام نفسها حتى لو كان ذلك غير مباشر من خلال المفاهيم والأدوات العلمية. فالقول بانحناء الزمكان هو قول مجازي يقصد به أن الأجسام تسلك في حركتها مسارا منحنيا بتأثير جاذبية الأجسام حسب نظرية النسبية. ولكن ليس هناك في الحقيقة زمكان حتى ينحني. ولذلك فالقول إن الزمكان ينحني حتى ينغلق على نفسه, إذا أخذ حرفيا, هو قول في الواقع لا يعني شيئا, إذ مفهوم الزمكان ليس موضوعا. فإن شئنا اعتباره تعبيرا مجازيا وجب تحويله إلى معنى مباشر مرتبط بحركة الأجسام. وفي هذه الحالة تكون أقصى درجات انحناء الزمكان هي بمعنى الوصول إلى البطء في التغير في حركة الجسم حتى التوقف النهائي عن الحركة, وهي حالة تتوقف عندها القوانين الطبيعية. فالحديث عما يمكن أن يحدث عند هذه الحالة, والتي توصف مجازيا بانغلاق منحنى الزمكان, هو كمثل الحديث عن الحالة عند بدء الكون. أما الحديث عما قد يحدث بعد دخول الجسم في حالة انغلاق منحنى الزمكان فهو كمثل الحديث عما قد يكون قد حدث قبل بدء الكون, وهو حديث لا يمكن أن يكون علميا بالمعنى التجريبي المعروف.

إن الزمن هو (التغير), والسبب في شعورنا بانسياب الزمن هو الانتظام الكامن في الطبيعة الذي يظهر في صورة انتظام للحركة. ويكون مقياس الزمن لجسم ما هو معدل (تغيره) منسوبا لتغير جسم آخر منتظم (كدقات الساعة مثلا). وتخبرنا نظرية النسبية العامة بأن الزمن الخاص بالجسم (أي معدل تغيره) يكون أبطأ إذا تحرك بسرعة أكبر أو إذا تعرض لمجال جاذبي قوي, أي إذا تأثرت طاقته الكلية. وذلك في حين تخبرنا النظرية المعيارية للذرة بأن مكونات الذرة, (وبالتالي كل الأجسام) تتراوح ما بين الحالة الجسيمية والحالة الموجية. فإذا كان الزمن الخاص بالجسم هو معدل تغيره, فإن الارتباط بين طاقة الجسم ومعدل تغيره, كما تخبرنا نظرية النسبية العامة, يكون أمرا مقبولا. كما أن تأثر المسافات داخل الذرة (وبالتالي طول الجسم) بتغير طاقة الجسم يكون أمرا مقبولا أيضا.

فإذا اقتصر تصورنا على أن الزمن ليس إلا تعبيرا عن قياس معدل التغير لجسم ما أصبح واضحا أن هذا التغير لا يمكن الحديث عنه بعد حدوثه كأنه موجود يمكن الذهاب إليه (في الماضي). ولا يمكن أيضا الحديث عنه باعتباره موجودا في المستقبل وأننا يمكننا الذهاب إليه. والسبيل الوحيد للحديث عنه هو باعتباره معلومات محفوظة في الذاكرة لا تتمتع بأي وجود, مستقل لا في الماضي ولا في المستقبل. فواقع ان (التغير) في ظروف معينة يمكن أن يكون أسرع منه في ظروف أخرى لا يعني أن الانتقال من هذه إلى تلك ثم العودة يعني السفر إلى المستقبل إلا بمعنى مجازي. فالسفر على متن سفينة فضاء تسير بسرعة تقترب من سرعة الضوء ثم العودة إلى الأرض بعد أن يكون قد مر عليها عشرة آلاف عام مثلا لا يعني سوى أن التغير على متن السفينة أبطأ منه على ظهر الأرض بهذه الفترة. والسبب في وجود هذا النوع من التصورات (مثل السفر إلى الماضي والمستقبل) والمرتبطة بالنسبية العامة, هو أن النسبية العامة نظرية مرتبطة بظواهر الأجسام فقط, وليست مرتبطة ببنية وجودها المادي, كما هي الحال في نظرية الكم. فنسبية الزمن هي (ظاهرة) ولكن سببها المباشر المرتبط ببنية الوجود دون الذري لا يزال مجهولا, وذلك بسبب غياب النظرية الموحدة للكم والجاذبية. وبسبب غياب هذه النظرية تسود نظريات الخيال العلمي والتي لا ترقى لأن تكون نظريات علمية تجريبية, وبسبب غياب هذه النظرية أيضا تختلف الآراء بين العلماء.

فباعتبار أن الزمن هو (التغير) وأنه ليس له وجود مستقل ولا لمنحنى الزمكان المغلق, فإنه لا يكون من معنى للسفر إلى المستقبل إلا بمعنى مجازي. فنحن نسافر في المستقبل بمعدل يوم واحد كل يوم, ونستطيع أن نسافر بمعدل أبطأ من ذلك إذا تحركنا بسرعة أكبر. أما بالمعنى الحرفي الواقعي فنحن لا يمكننا السفر في الزمان لا في الماضي ولا حتى في المستقبل.

[طاليس]

السلام عليكم

Vipera Palestina

كما يقال " هفوة " عالم ولكنها كلفت علم الفلك والفبزياء الفلكية الكثير
لان افكار " ستيفن " بني عليها الكثير .

على العموم يبقى لغز الثقوب السوداء قائما وهاهم العلماء يعدزن الى نقطة البداية
لحل هذه المعضلة

تحياتي

[جنين]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته,,

ماشاء الله , مجهود رائع أخي طاليس.. يبدوا أنك جمعت أغلب النظريات الحديثه في هذه السلسلة.... كذلك العرض مميز جداً.

يبدو أني أضيع علي الكثير بعدم دخولي لمنتدى الفلك  '>

أخي ,, أعجبني التعليل الفلسفي لردك القبل الأخير,, فهل تدلني على مصدره ؟؟ '>

                                              وجزاك الله كل خير..
 
                                                                 والسلام عليكم..

[طاليس]

السلام عليكم

اقتباس

يبدو أني أضيع علي الكثير بعدم دخولي لمنتدى الفلك

هذه دعوة للجميع لزيارة منتدى الفلك بين الفينة والاخرى

اما مصدر الرد ما قبل الاخير حقية لا اذكر على وجهه الدقة

تحياتي

[عاشقة الأقصى]

جزاك الله ألف خير على هذه المعلومات والخبر العاجل
 '>  '>  '>

[طاليس]

السلام عليكم

تحياتي

[mohamed2102100]

تحياتى