فيزياء بلا إينشتاين؟

فيزياء بلا إينشتاين؟

علي الشوك

كاتب راحل

نشر هارولد أسبدن في بداية عام الاحتفال بمئوية آينشتاين، في 2005، مقدمة تحت عنوان «فيزياء بلا آينشتاين: مراجعة بعد مئة عام»، ذكر فيها لماذا لا تستحق نظرية آينشتاين حول النسبية كل تلك الضجة التي طُبلت لها،

وكيف انها أعاقت العمل نحو فهم أفضل للكون، وللجاذبية. وجاء فيها أيضاً أن لمن المحزن أن يكون نقد نظرية آينشتاين موضوعاً غير مرحب فيه في 2005، لأن آينشتاين اعتُبر بطلاً ينبغي تمجيده حتى الآن بعدما أخذ عدد الطلبة المعجبين به بالتناقص.

ثم إن نظرية آينشتاين لم تعد موضوعاً يمكن أن يستأثر باهتمام الطلبة الطموحين، إذا أخذنا في الاعتبار أن مئة عام مرت عليها. من الأركان الأساسية لنظرية النسبية الخاصة لآينشتاين، التي ظهرت في العام 1905، أن سرعة الضوء ثابتة وأنها أقصى سرعة في الكون. لكن هذه الحقيقة بقيت موضع تساؤل لدى البعض من العلماء. ما قولنا، مثلاً، في السرعة التي تنتقل فيها الجاذبية؟ شيء مذهل، لكنه لا يكاد يثير الانتباه. فمنذ نيوتن كان يقال إن مفعول الجاذبية فوري، أو آني.

فماذا يعني هذا؟ ألا يعني أن هناك سرعة تفوق سرعة الضوء بكثير؟ يقول توم بيثل: «إن أحداً لم يُعر هذا الموضوع اهتماماً حتى الآن، باستثناء مجلة علمية محترمة جداً نشرت مقالاً ستنسف خلاصته، إذا تم قبولها على النطاق العام، أسس الفيزياء الحديثة، ونظرية آينشتاين عن النسبية على وجه الخصوص. يذهب هذا المقال الذي نُشر في 1998، الى أن السرعة التي يتم فيها مفعول الجاذبية ينبغي أن تكون عشرين بليون مرة ضعف سرعة الضوء على الأقل. إن هذا سيناقض نظرية النسبية الخاصة القائلة إن ليس هناك شيء أسرع من الضوء.

وهذا الزعم عن المنزلة الخاصة لسرعة الضوء كان قد أصبح من الأشياء المسلّم بها بين المتعلمين في القرن العشرين». كان كاتب هذا المقال، الذي أشار إليه توم بيثل، هو الفيزيائي والفلكي الأميركي اللامع توم فان فلاندرن. لا شك في أن مقاله هذا كان صدمة او اختراقاً للعرف السائد في دنيا الفضاء. فمنذ سنين، كان معظم محرري المجلات الفيزيائية السائدة يرفضون بصورة أوتوماتيكية أي مقال يطعن في نظرية النسبية الخاصة (لآينشتاين).

لكن الانترنت قضت على احتكار النشر، وشجعت بعض المجلات العلمية على أن تفتح صدرها لبعض الآراء المعارضة و «المنشقة». فصار محبو الحقيقة العلمية يجدون ضالتهم في الانترنت، لأن المجلات العلمية الرسمية لا تشفي غليلهم في طرح وجهات النظر المخالفة. تزعم الفيزياء الحديثة أن آينشتاين صحح مفهوم نيوتن عن الجاذبية. نيوتن قال إن سرعة الجاذبية فورية، أما آينشتاين فقد تبنى نظرية غيربر القائلة إن سرعة الجاذبية تساوي سرعة الضوء (من دون أن يعترف بأسبقية غيربر).

مع ذلك، لاحظنا أن سرعة الجاذبية تفوق سرعة الضوء بكثير، وهو أقرب الى تصور نيوتن. فهل ينبغي الاعتذار الى نيوتن؟ أما لماذا يجب أن تفوق سرعة الجاذبية سرعة الضوء، فذلك وفق المنطق الآتي: إذا كانت سرعة الجاذبية مثل سرعة الضوء، فلا بد من أن يكون هناك تأخر ملموس في فعلها. ففي وقت وصول «جذب» الشمس إلينا، فإن الأرض ستكون «تحركت» مقدار 8.3 دقيقة (وهو وقت وصول الضوء من الشمس إلينا). وفي غضون ذلك لن يكون جذب الشمس للأرض في الخط نفسه المستقيم لجذب الأرض للشمس.

إن نتيجة عدم تطابق هاتين القوتين ستترتب عليها مضاعفة بعد الأرض عن الشمس في غضون 1200 سنة. ومعروف أن هذا لا يحدث. إن ثبات مدارات الكواكب يؤكد لنا أن الجاذبية ينبغي أن تفعل مفعولها أسرع من الضوء بكثير. والإيمان بهذا التفسير جعل نيوتن يقرّ بأن قوة الجاذبية ينبغي أن تكون فورية. والمعطيات الفلكية تعزز ذلك.

وفي السنوات الأخيرة أجريت تجارب تؤكد أن سرعة الجاذبية تفوق سرعة الضوء بكثير. يقول توم بيثل: «قد يبدو مستغرباً أن شيئاً أساسياً بالنسبة الى فهمنا للفيزياء يمكن أن يبقى موضع نقاش».

ويقول فان فلاندرن: «إن أكثر الأسئلة المطروحة على بساط البحث ولا يزال موضع مناقشة هو: ما هي سرعة الجاذبية؟». والغريب أن هذا السؤال نادراً ما يطرح في صفوف الدراسة الجامعية، لأن معظم الأساتذة ومعظم الكتب المدرسية تتحاشى السؤال. إنهم يعلمون أنها سريعة جداً، لكنهم لُقنوا أيضاً بألاّ يجعلوا أي شيء يتجاوز حدود سرعة آينشتاين (أي سرعة الضوء).

لكن العالم الفرنسي لايلاس أعطى عام 1825 حداً أدنى لسرعة الجاذبية، هو مئة مليون مرة ضعف سرعة الضوء، وذلك لتلافي الاضطرابات المتوقع حدوثها في حركة القمر لو كانت سرعة الجاذبية أبطأ من ذلك. ويبدو أنه كان أقرب الى السرعة التي يقترحها بعض العلماء اليوم (فان فلاندرن مثلاً)، وهي عشرون بليون مرة ضعف سرعة الضوء. إن هذه السرعة هائلة جداً، لكنها ليست آنية، أو فورية، أو لا نهائية.

ولو كانت آنية لأصبح مفعولها أقرب الى السحر، فهل تأتي هذه الحقيقة متعارضة مع نظرية النسبية الخاصة لآينشتاين، التي تؤكد أن سرعة الضوء (300 ألف كلم في الثانية) هي أقصى سرعة في الكون؟ يقول توم فان فلاندرن: «الجواب نعم، ولا».

ويفضل فلاندرن القول إن نظرية آينشتاين كانت ناقصة وليست مجانبة الصواب. إن عيب نظرية النسبية الخاصة لآينشتاين، التي تؤكد أن سرعة الضوء هي أقصى سرعة في الكون، تم تلافيه في نظرية النسبية الخاصة للعالم الهولندي لورنتس، التي نشرها في 1904، أي قبل نظرية آينشتاين بعام.

وأن نسبية آينشتاين الخاصة لا تستطيع تقديم تفسير لسرعة الجاذبية التي تفوق سرعة الضوء (بكثير جداً، كما رأينا)، لكن نسبية لورنتس تستطيع تقديم هذا التفسير. وهذا دعا الكثير من العلماء الى اعتماد نسبية لورنتس بدلاً من نسبية آينشتاين.

وعلى أية حال، كانت نظرية النسبية في بادئ أمرها تدعى نظرية لورنتس – آينشتاين. وهناك طعون أيضاً في نظرية النسبية العامة لآينشتاين (نُشرت في 1916)، حول تفسيرها الهندسي للجاذبية، في زعمها أن الجاذبية تتسبب من انحناء الفضاء والزمن. هنا يشبَّه الفضاء – الزمن في نسبية آينشتاين العامة بمشمع ذي بُعدين، وأن وجود جرم كبير، كالشمس، في الفضاء – الزمن سيسبب انحناء أو انبعاجاً في الفضاء – الزمن، وهذا يسبب انجذاب أجرام أخرى أصغر، كالأرض، تجاه الشمس الجالسة في فجوة الفضاء.

إن هذا يعني اعتبار الفضاء شيئاً ملموساً أو صُلباً، كالمشمع. لكن الفضاء فراغ بحت لا يمكن أن ينحني أو ينبعج. ان انبعاجه يصعب تصوره أو هضمه. وهكذا نلاحظ ان الجاذبية في ضوء التفسير الهندسي لنظرية النسبية العامة ليست «قوة»، وليست قادرة على البث، لأن الجسم المجذوب يتبع مساراً منحنياً في «الفضاء – الزمن» من دون وجود قوة تفعل فعلها. وهذا يتعارض مع مبدأ العلة والمعلول. لأجل هذا يطالب عدد متزايد من علماء الفيزياء بإعادة النظر في نظريتي النسبية لآينشتاين.

عن كتاب تأملات في الفيزياء الحديثة

ذات صلة