تقوم العين البشرية برؤية الضوء و الوانه و انعكاساته و انكساراته, و نقوم بالاحساس بالزمن عبر المفاهيم التي ننظمها كبشر, و لكن ما هي العلاقة و التطبيقات الفيزيائية بين الضوء و الزمن ؟
التطبيقات الفيزيائية الخاصة في الضوء
يمكن تحديد المفاهيم الفيزيائة المطبقة و رصدها و تطبيقها و تصيرها الى تطبيقات اخر في طرق شتى و عدة, و يمكن تعريفها من خلال جملة من المفاهيم المندرة و المستخدمة فيها كمفهوم فيزيائي . فمثلا يمكن تحديد السرعة بعدة طرق, اذ هي المعدل الذي يقطع به الجسم المسافة بين نقطتين مقسومًة على الفترة الزمنية. فنستنج ان السرعة هي مقدار سرعة الجسم. وما إلى ذلك وهلم جرا.
ويمكن تعريف الضوء على انه عبارة عن إشعاع كهرومغناطيسي ضمن جزء من الطيف الكهرومغناطيسي يمكن للعين البشرية إدراكه. يُعرَّف الضوء المرئي عادةً بأنه له أطوال موجية في حدود 400-700 نانومتر (نانومتر) ، أو 4.00 × 10-7 إلى 7.00 × 10 × 7 م ، بين الأشعة تحت الحمراء (ذات الأطوال الموجية الأطول) والأشعة فوق البنفسجية (بأطوال موجية أقصر), اذ هو عبارة عن حزمة من الجسيمات الكمية الصغيرة تسمى بالفوتونات, التي تسلك سلوك الجسيمات تارة و السلوك الموجي تارة اخرى, و ينتقل الضوء بسرعة ثابتة ومحدودة تبلغ 299،792،458 مترًا في الثانية وهو ثابت .
ماهو الزمن؟
اما الوقت ليس شيئًا ملموسًا. فهو مجرد تأثير ناشئ للحركة. الفاصل الزمني بين حدثين. خلال حياتنا ، نحن جزء من إحساس دائم التغير بالوقت ونحن ننتقل من الماضي إلى المستقبل ، ولكن كوحدات زمنية ، تبدأ حياتنا في المستقبل وتتراجع في النهاية إلى الماضي. اذ لا الماضي ولا المستقبل حقيقيان فيزيائيا ، فقط الحاضر.
ضّمن إسحاق نيوتن في نظرياته فكرة “الزمن المطلق”. و نظرته للوقت جعلتها منفصلة عن الفضاء. اذ كان يعتقد أيضًا أن الوقت هو نفسه ثابت رصديا للجميع ، في كل مكان ، مثل – على سبيل المثال ، شخص يقف على الأرض سيختبر الوقت بنفس الطريقة التي يمر بها شخص يقف على القمر.
شاهد ايضاً: ما هي الثقوب السوداء و اشعاع هوكينج
ولكن ، عندما قدم أينشتاين نظرية النسبية ، اقترح أن “الوقت” ليس منفصلاً عن “الفضاء” ، ولكنه مرتبط به. تم الجمع بين الزمان والمكان لتكوين “الزمكان” ، وبالتالي يقيس كل شخص او راصد تجربته الخاصة في الزمن بشكل مختلف تماما, اذ أن سرعة الضوء هي نفسها لجميع المراقبين. بعبارة أخرى ، إذا قبل جميع المراقبين أن سرعة الضوء هي 299.792.458 مترًا في الثانية ، فلن يتمكنوا من الاتفاق على الوقت الذي تستغرقه الأجسام الأخرى في السفر بالنسبة لهم. هذا يعني أن أي شخص ينتقل عبر الزمكان سيختبر الأمر بشكل مختلف في نقاط مختلفة.
إذا كنت ستسافر في مركبة فضائية تتسارع بسرعة قريبة من سرعة الضوء ، فستعود أصغر بكثير مما كنت عليه لو بقيت على الأرض – بسبب “تمدد الوقت” , اي تأخر او بطئ الزمن و انسيابه مقارنة بالبعد المكاني.
في نظرية النسبية ، تمدد الوقت هو اختلاف في الوقت المنقضي بين حدثين كما تم قياسه بواسطة المراقبين المتحركين او ثابتين بالنسبة لبعضهم البعض .
في النسبية ، يصبح الوقت جزءًا لا يتجزأ من الكون ، ولا يمكن أن يوجد بمعزل عن الكون ، ولكن إذا كانت سرعة الضوء ثابتة ومطلقة ، أدرك أينشتاين ، يجب أن يكون كل من المكان والزمان مرنين ونسبيين لاستيعاب ذلك. إن تمدد الوقت (بالإضافة إلى تقلص الطول المرتبط به) ضئيل وغير محسوس تقريبًا في سرعاتنا اليومية العادية. ومع ذلك ، يصبح واضحًا عندما تقترب سرعة الجسم من سرعة الضوء – السرعات النسبية.
فهذا يعني ايضا انه كلما ازدادت سرعة الجسم ضمن نطاق الزمكان في الفضاء ( تحرك ضمن النسيج المكاني للزمكان ) فكلما كان الزمن قليل التاثير او الانسيابية ( ضمن النسيج الزماني للزمكان ) مقارنة براصد او جسم ثابت اخر
شاهد ايضاً: تطورات بعثات كوكب المريخ
فلو تمكنت مركبة فضائية من السفر ، على سبيل المثال ، 99٪ من سرعة الضوء ، فإن المراقب الافتراضي الذي ينظر إلى الداخل سيرى أن ساعة السفينة تتحرك ببطء أكبر بمرتين من المعتاد (أي أن وقت الإحداثيات يتحرك أبطأ مرتين من الوقت المناسب) ، و يبدو أن رواد الفضاء في الداخل يتحركون بحركة بطيئة. عند 99.5٪ من سرعة الضوء ، سيرى المراقب الساعة تتحرك أبطأ بنحو 10 مرات من المعتاد. عند 99.9٪ من سرعة الضوء ، يصبح العامل حوالي 22 مرة ، بنسبة 99.99٪ 224 مرة ، و 99.9999٪ 700 مرة ، ويتزايد أضعافًا مضاعفة.
في أكبر مسرعات الجسيمات المستخدمة حاليًا في CERN ، جنيف ، يجعل العلماء الوقت يتباطأ بمقدار 100000 مرة. عند سرعة الضوء نفسها ، إذا كان من الممكن بالفعل تحقيق ذلك ، فسيتوقف الوقت تمامًا ( فرضيا ) .
انشاء و ترجمة و تحرير :-
علي رضا
المصادر :-
