الحركة والسكون في الكون/10/

الكرة الخشبية تهبط من علوِّ إلى أسفل، فتَصِل إلى “أوطأ جزء من الشرشف”، أي إلى موضع الكرة المعدنية الضخمة، ولكنَّها تَعْجَز (لسرعتها غير الكافية) عن صعود “المرتفًع”، أي عن الصعود من ذلك الجزء الأوطأ من الشرشف إلى جزئه الأعلى. وهذا العجز لا نراه في الضوء، الذي يشبه قذيفة تسير بسرعة 300 ألف كم/ث في الفضاء، فالضوء الذي يمرُّ بالقرب من الشمس، مثلاً، ينحدر في تلك الحفرة؛ ولكنَّه لا يدور حَوْل الشمس؛ لأنَّه يملك من السرعة ما يُمكِّنه من صعود “المرتفَع الفضائي”، أي الإفلات من “غور الشمس”، ومعاودته، من ثمَّ، السير في الفضاء في خطٍّ مستقيم. كان يسير في خطٍّ مستقيم، فانحنى خط سيره قليلاً إذ اقترب من الشمس، فعاوَد السير في خطٍّ مستقيم.
إنَّ حركة الجسم (أو الجسيم) في الفضاء تَعْكِس الخصائص الهندسية لـ “السطح الفضائي” الذي يتحرَّك، أو يسير، عليه.
في الفضاء الذي ليس فيه من الأجسام الكونية ما يتسبَّب في انحنائه، كالمجرَّات والنجوم، يستطيع الجسم أن يحافِظَ على سيره بسرعة ثابتة منتظَمة، وفي خطٍّ مستقيم، أي يستطيع أن يستمر “إلى الأبد” على هذه الحال من “السكون”، فهذا الجسم، وبفضل “قصوره الذاتي”، لا يُمْكِنُه أبداً أن يُغيِّر سرعته، زيادةً أو نقصاناً، أو أن يَخْرُج عن “الاستقامة” في خطِّ سيره.
تخيَّل أنَّ هذا الجسم هو “غرفة زجاجية”، فيها إنسان وبعض الأشياء. وتخيَّل أنَّ هذه الغرفة كانت ساكنة، ثابتة في مكانها، في هذا الفضاء، ثمَّ دَفَعَتْها “قوَّة ما”، فشرعت تتحرَّك بسرعة ثابتة منتظَمة، وفي خطٍّ مستقيم. لقد انتقلت من سكون إلى سكون.
هذه الغرفة، في سكونها الأوَّل، وفي سكونها الثاني، إنَّما هي جسم لا تؤثِّر فيه “الجاذبية”؛ لأنْ لا وجود لها في فضاء كهذا. أنتَ المسافِر فيها تشعر أن لا “قوَّة” تشدُّ قدميكَ إلى “أرض الغرفة”، أو لِمَا تَنْظُر إليه على أنَّه “أرض الغرفة”.
زِنْ نفسكَ بالميزان الذي اصطحبته معكَ فترى أن لا وزن لكَ. ضَعْ في إحدى كفَّتي ميزان جسماً كبير الكتلة، وضَعْ في كفَّتِه الأخرى جسماً صغير الكتلة، فترى أنَّ الكفَّتين قد ظلَّتا متوازنتين، لم تَرْجَح إحداهما على الأخرى. أسْقِطْ من يدكَ قطعة نقود معدنية فترى أنَّها لم تَسْقُط إلى “أرض الغرفة”، وظلَّت مُعلَّقة في الهواء. اقْفِزْ قَفْزَةً صغيرة إلى أعلى فترى جسمكَ قد طفا قريباً من “سقف الغرفة”. ادْفَع بيدكَ قطعة النقود تلك، أُفُقياً، فترى أنَّها قد سارت بسرعة ثابتة منتظَمة، وفي خطٍّ مستقيم، حتى اصطدمت بجدار الغرفة. كل هذه المظاهر إنَّما تسمَّى مظاهر “انعدام الجاذبية”.
الآن، تخيَّل أنَّ “قوَّة ما” دَفَعَت هذه الغرفة، التي تسير في هذا الفضاء بسرعة ثابتة منتظَمة، وفي خطٍّ مستقيم، وأنّها قد استمرَّت في دَفْعِها بما يَجْعلها تتسارَع تسارُعاً منتظَماً، كأن تَقْطَع الغرفة في الثانية الأولى مسافة 1000 متر، وفي الثانية الثانية مسافة 1100 متر، وفي الثانية الثالثة مسافة 1200 متر، وفي الثانية الرابعة مسافة 1300 متر.
هذه الغرفة هي الآن في “تسارُع منتظَم”؛ وقد ظلَّت تسير في خطٍّ مستقيم. أنتَ المسافِر في هذه الغرفة سترى الآن كل مظاهر “الجاذبية”، فجسمكَ أصبح له وزناً، وثمَّة “قوَّة” تشدُّ قدميكَ إلى “أرض الغرفة”، وقطعة النقود المعدنية التي أسْقَطَّتها من يدكَ سقطت إلى “أرض الغرفة”، ولم تظلَّ معلَّقة في الهواء. أمَّا إذا دَفَعْتَ بيدكَ قطعة النقود هذه، أفُقياً، فلن تسير في خطٍّ مستقيم. ستسير في خطٍّ مُنْحَنٍ، فالفضاء في داخِل الغرفة انحنى الآن، وما عاد مُمْكِناً أن تسير الأجسام في الفضاء الداخلي للغرفة إلاَّ في خطٍّ مُنْحًنٍ.
بفضل هذا “التسارُع (المنتظَم)” رأيْنا في داخل الغرفة كل مظاهر “الجاذبية” مع أنَّ الغرفة تسير في حيِّز فضائي تنعدم فيه “الجاذبية”. هذه الغرفة إنَّما هي جسم له كتلة، وإنْ كانت صغيرة جداً. وكل جسم له كتلة، مهما كان حجمها، إنَّما هو جسم في حالٍ من “القصور الذاتي”.
و”القصور الذاتي” إنَّما يعني، في مثالنا هذا، أنْ تبدي الغرفة، أو كتلة الغرفة، مقاوَمة لكل ما يُمْكِن أن يؤدِّي إلى زيادة سرعتها (=تسارعها) أو إلى إخراجها عن الخطِّ المستقيم في سيرها الفضائي.
وهذه “المقاوَمة (=الانتفاضة)” هي التي تولِّد في داخل الغرفة مظاهر “الجاذبية” تلك. إنَّها (أي تلك المقاوَمة أو الانتفاضة) هي ما يشدُّ كل شيء في داخل الغرفة في اتِّجاه معاكِس لاتِّجاه التغيير الذي طرأ على حركة الغرفة.
وفي مثالنا هذا كان التغيير الذي طرأ على حركة الغرفة هو “التسارُع (المنتظَم)”، فَشُدَّ كل شيء في داخل الغرفة في اتِّجاه معاكِس، أي إلى الوراء. وهذا الشد هو ما يُوَلِّد في المسافِر في هذه الغرفة الشعور بـ “الجاذبية”. و”أرض” الغرفة (المتسارعة تسارُعاً منتظَماً) إنَّما هي أي موضع (في داخل الغرفة) تُشَدُّ إليها الأشياء التي في داخل الغرفة.
الآن، دَعْ الغرفة تسير في هذا الفضاء بسرعة ثابتة منتظَمة؛ ولكن ليس في خطٍّ مستقيم، وإنَّما في خطٍّ دائري، فترى كل ما رأيْتَ من مظاهر “الجاذبية” عندما تسارَعت الغرفة (تسارُعاً منتظَماً) فـ “قصورها الذاتي” يقاوِم (إخراجها عن الخط المستقيم في سيرها الفضائي) وينتفض، فَيُشَدُّ كل شيء في داخل الغرفة في اتِّجاه معاكِس للاتِّجاه الذي حَدَثَ فيه هذا التغيير في حركتها (=الانتقال من الحركة المستقيمة إلى الحركة الدائرية).
وهذا التأثير المضاد والمعاكِس هو ما يسمَّى “تأثير القوَّة الطاردة المركزية”، أي القوَّة التي تَطْرُد الغرفة بعيداً عن “المركز” الذي تدور حَوْله. وهذا “المركز” يُمْكِن أن يكون “وَهْمِيَّاً”. ولو أنَّ الشمس اختفت من الوجود، وظلَّ كوكب الأرض يدور حَوْل الموضع الذي كانت فيه الشمس، لَبَقِيَت فيه مظاهر “الجاذبية”، فهذه المظاهر رأيْناها في الغرفة إذ انتفض “قصورها الذاتي” بسبب تسارعها، أو بسبب إخراجها عن الاستقامة في خطِّ سيرها الفضائي، وجَعْلِها في حركة دائرية.
ولكن، ثمَّة تسارُع لا يُنْتِجُ في داخل الغرفة مظاهر “الجاذبية”. تخيَّل أنَّ هذه الغرفة معلَّقة في الغلاف الجوِّي للأرض، أي ثابتة في مكانها في الهواء، لا تتحرَّك. في هذه الحال، سيرى المقيم في داخل هذه الغرفة كل مظاهر “الجاذبية”، فالغرفة ما زالت خاضعة لتأثير الجاذبية الأرضية؛ لأنَّها ضِمْن مجال الجاذبية الأرضية.
تخيَّل الآن أنَّ هذه الغرفة شرعت تَسْقُط إلى سطح الأرض، وكأنَّها تتَّجِه نحو مركز الجاذبية الأرضية، أي نحو مركز الكرة الأرضية.
إنَّ سرعة سقوط هذه الغرفة تزداد، فهي، أي الغرفة، تتسارع (في سقوطها) تسارُعاً منتظَماً. المقيم في هذه الغرفة الساقطة سيرى، في داخلها، من مظاهر “انعدام الجاذبية” ما يراه عند سَيْر الغرفة في ذلك الفضاء بسرعة ثابتة منتظَمة، وفي خطٍّ مستقيم. على أنَّ المراقِب (من على سطح الأرض) للغرفة الزجاجية وهي تسقط يرى أنَّ قطعة النقود المعدنية المعلَّقة في الهواء في داخل الغرفة تسقط هي والغرفة إلى سطح الأرض بالسرعة ذاتها.
نَفْهَم، أو اعتدنا أن نَفْهَم، “الجاذبية” على أنَّها علاقة “شد متبادَل” بين جسمين، أو مادتين لهما كتلة، وأنَّ هذا الشد المتبادَل يكون أقوى إذا ما كان طرفاه جسمين عظيميِّ الكتلة، والمسافة الفضائية بينهما صغيرة، وأنَّ الجسم الأكبر كتلة يشدُّ إليه الجسم الأصغر كتلة (ضِمْن علاقة الشدِّ المتبادَل) بقوَّة أكبر.
و”الضوء”، على ما نَعْرِف، هو مادة ليس لها “كتلة”، فكيف له أن يُشَد إلى جسم عظيم الكتلة كالنجم؟ آينشتاين تنبَّأ؛ ثمَّ أثبتت التجربة، انحراف الضوء عند مروره في مجال الجاذبية لجسم عظيم الكتلة كالنجم.
إنَّ الضوء يسير في خطٍّ مستقيم، فإذا ما مرَّ بالقرب من نجم انحرف قليلاً. وهذا الانحراف كان ظاهرة لا بدَّ من تفسيرها، فهل التفسير هو أنَّ هذا الجسم عظيم الكتلة (النجم) قد شدَّ إليه (بـ “قوَّة” جاذبيته) تلك المادة التي ليس لها كتلة (الضوء)؟ وهل يمكن أن يًحْدُثَ هذا الشد إذا ما كان “المشدود”، وهو الضوء، مادة “ليس لها كتلة”؟ آينشتاين نَبَذَ هذا التفسير، مُفَسِّراً ظاهرة انحراف الضوء على أنَّها “نتيجة لانحناء الفضاء حَوْل النجم بسبب كتلته الضخمة”، فالضوء كان يسير في خطٍّ مستقيم، فلَمَّا اقترب من النجم انحنى قليلاً في خطِّ سيره الفضائي بما يوافِق انحناء “السطح الفضائي” للنجم؛ ولولا السرعة العظيمة لـ “القذيفة الضوئية (أي الضوء)” لَمَا تمكَّن الضوء من معاودة السير في خطٍّ مستقيم، ولَتَحَوَّل انحراف مساره إلى دوران حَوْل هذا النجم.
وثمَّة جسم كوني (”الثقب الأسود”) لا يستطيع الضوء مغادرته إلى الفضاء الخارجي، فلو انطلق ضوء من عُمْق هذا الجسم فإنَّ الانحناء الشديد للفضاء حَوْله، أي حَوْل الجسم، يَمْنَع الضوء من المغادرة، فهذا الضوء، وعلى عَظَمَة سرعته، لا يستطيع الإفلات من مسارٍ، يكفي أن يسير فيه حتى يُعيده الانحناء الشديد لهذا المسار إلى داخل هذا الجسم، وكأنَّه يسير في مسارٍ على هيئة محيط دائرة في منتهى الصِغَر، أي في منتهى الانحناء.
أُنْظُر إلى فِعْل وتأثير الجاذبية الأرضية، فترى أوَّلاً الآتي: إذا قَذَفْتَ حجراً في الهواء إلى أعلى فإنَّه يرتفع (يصعد) قليلاً، أو كثيراً، بحسب سرعته، ثمَّ يسقط (يهبط) إلى سطح الأرض. إنَّه لا يظل معلَّقاً في الهواء إلى الأبد، فحركته، ارتفاع، فتوقُّف لحظي، فسقوط. والناظِر إلى ارتفاعه، فسقوطه، من على سطح القمر، مثلاً، يرى شيئاً من الانحناء في خطِّ سيره، صعوداً وهبوطاً.