بحث عن الموقع والزمن
منذ نشر ألبرت أينشتاين نظريته النسبية في عام 1905 (النظرية الخاصة) وفي عام 1916 (النظرية العامة)، تغير فهمنا للوقت بشكل كبير، واستبدلت فكرة الزمن النيوتوني التقليدي والمكان المطلق بفكرة الزمان بعد ومكان واحد في النسبية الخاصة، وفضاء منحنى بشكل حيوي في النسبية العامة.
نظرية اينشتاين
اكتشف آينشتاين عبقريته من خلال فهمه لأن سرعة الضوء ثابتة ومطلقة ولا يمكن تغييرها أو تجاوزها، وبالتالي فإن سرعة الضوء تبدو أكثر جوهرية من الزمان والمكان، وعلى الرغم من أن الوقت لا يمكن الاستغناء عنه في نسيج الكون ، إلا أنه يجب أن يكون نسبيا ومرنا لتتمكن من استيعاب هذه الحقيقة.
على الرغم من أن الكثير من أعمال آينشتاين يتم اعتبارها “صعبة” أو “غير بديهية”، فقد ثبتت نظرياته (سواء في التجارب المختبرية أو في الملاحظات الفلكية) أنها نموذج دقيق للواقع، وأكثر دقة من الفيزياء النيوتونية، وقابلة للتطبيق في مجموعة واسعة من الظروف والشروط.
نظرية الزمكان
إحدى جوانب نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين هي أننا ندرك الآن أن المكان والزمان يتم دمجهما بشكل لا يمكن فصلهما، بدلا من الأبعاد الثلاثة للفضاء والزمن المنفصلة تماما، كما توخاه ديكارت في القرن السابع عشر. وهذا الفكرة تم قبولها من قبل جميع العلماء الكلاسيكيين بعده. وبهذه الرؤية، يصبح الوقت جزءا مجردا من الإحداثيات التي تحدد موضع الجسم في الزمان والمكان.
كان المدرس والزميل الوحيد لأينشتاين هيرمان مينكوفسكي هو الذي قدم لنا التفسير الكلاسيكي لنظرية النسبية الخاصة لأينشتاين، حيث قدم مينكوفسكي مفهوم النسبية المناسب للوقت والوقت الفعلي المنصرف بين حدثين، الذي يتم قياسه عندما تمر الساعة بين الحدثين. لذلك، يعتمد الوقت المناسب ليس فقط على الأحداث نفسها، ولكن أيضا على حركة الساعة بين الأحداث. بالمقابل، يشار إلى مفهوم مينكوفسكي للوقت بين الحدثين الذي يتم قياسه بواسطة مراقب بعيد باستخدام طريقة خاصة لتعيين الوقت لحدث ما بأنه الوقت الإحداثيات.
تحديد الموقع في النسبية
الحدث هو تجمع بين المكان والزمان، ويمكن تمثيله بواسطة نقطة محددة في الزمان والمكان، أي نقطة معينة في الفضاء في لحظة معينة من الزمن. وبالتالي، يمكن اعتبار الزمكان مجموعة غير محدودة من الأحداث. يتم تمثيل تاريخ نقطة معينة في الفضاء بواسطة خط في الزمكان (المعروف أيضا بخط عالمي). يمكن تمثيل الماضي والحاضر والمستقبل لكائن ما في وقت معين بواسطة مخطط ثلاثي الأبعاد للفضاء (أو مخطط Minkowski)، والذي يتم تحديده بسرعة الضوء، والتي تتقاطع في الوقت الحالي. تمتد خطوط العالم للكائن في هذا المخطط.
وبالتالي، يعتبر الفيزيائيون المعاصرون أن الزمن ليس “عابرا” أو “يتدفق” بالمعنى التقليدي، ولا يمثل مجرد تسلسل للأحداث التي تحدث، فكل من الماضي والمستقبل ببساطة “هناك”، وذلك كجزء من الزمكان ثلاثي الأبعاد، الذي قمنا بزيارته بالفعل وبعضه لم يزوره بعد. وبالتالي، تماما كما نفهم جميع أجزاء الفضاء على أنها موجودة حتى لو لم نكن هناك لتجربتها، فإن الوقت (الماضي والحاضر والمستقبل) موجود دائما أيضا، حتى لو لم نتمكن من رؤيتهم. لذلك، فإن الوقت لا يتدفق، بل هو فقط “هو.” وهذا يتفق مع النظرية الفلسفية للأبدية أو نظرية الكتلة في الكون في الزمن.
الوقت في النسبية
وفقا لنظرية النسبية، يتبين أن مفهوم “الآن”، وخاصة “الآن” الذي يتحرك مع الزمن ويبدو وكأن الزمن يتدفق، ينشأ كنتيجة مباشرة من وعي الإنسان وطريقة توصيل أدمغتنا. ربما يكون وجوده أداة تطورية تساعدنا في التفاعل مع العالم من حولنا، حتى وإن لم يعكس الواقع الفعلي. وكما لاحظ آينشتاين نفسه، “يعرف الأشخاص مثلنا، الذين يؤمنون بالفيزياء، أن التمييز بين الماضي والحاضر والمستقبل ليس سوى وهم ثابت عنيد.
ومع ذلك، إذا كان الوقت بعدا، فإنه لا يبدو أنه له نفس أبعاد الفضاء الثلاثة، حيث يمكن اختيار التحرك في الفضاء أو عدمه، في حين أن حركتنا عبر الزمن ضرورية ولا مفر منها، سواء أردنا ذلك أو لا، وفي الواقع لا نتحرك عبر الوقت بالطريقة نفسها التي نتحرك بها عبر الفضاء.