منذ أن نشر ألبرت أينشتاين نظريته النسبية ( النظرية الخاصة في عام 1905 ، والنظرية العامة في عام 1916) ، فقد تغير فهمنا للوقت بشكل كبير ، و قد استبدلت فكرة الزمن النيوتوني التقليدي للوقت و المكان المطلقين بفكرة الزمن بعد واحد من الزمكان في النسبية الخاصة ، و الفضاء المنحني بشكل حيوي في النسبية العامة.
نظرية اينشتاين
– لقد كانت عبقرية آينشتاين أن ندرك أن سرعة الضوء مطلقة ، غير قابلة للتغيير ولا يمكن تجاوزها (بل إن سرعة الضوء هي في الواقع أكثر جوهرية من الوقت أو الفضاء). في النسبية يعد الوقت بالتأكيد جزءًا لا يتجزأ من نسيج الكون نفسه ولا يمكن أن يوجد بغض النظر عن الكون ، ولكن إذا كانت سرعة الضوء ثابتة ومطلقة ، أدرك أينشتاين ، يجب أن يكون كل من المكان و الزمان مرنين و نسبيين لاستيعاب هذه.
– على الرغم من أن الكثير من أعمال آينشتاين غالباً ما تعتبر “صعبة” أو “غير بديهية” ، فقد أثبتت نظرياته (سواء في التجارب المختبرية أو في الملاحظات الفلكية) أنها نموذج دقيق للواقع ، بل إنه أكثر دقة من الفيزياء النيوتونية ، قابلة للتطبيق في مجموعة واسعة من الظروف والشروط.
نظرية الزمكان
– يتمثل أحد جوانب نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين في أننا ندرك الآن أن المكان والزمان يتم دمجهما بشكل لا ينفصم في الزمكان ثلاثي الأبعاد ، بدلاً من الأبعاد الثلاثة للفضاء والبعد الزمني المنفصل تمامًا الذي توخاه ديكارت في القرن السابع عشر و يؤخذ أمرا مفروغا منه من قبل جميع علماء الفيزياء الكلاسيكية من بعده ، مع هذه الرؤية يصبح الوقت بفعالية مجرد جزء من إحداثي يحدد موضع كائن ما في الزمان و المكان.
– كان هيرمان مينكوفسكي ، مدرس و زميل آينشتاين لمرة واحدة ، هو الذي قدم لنا التفسير الكلاسيكي لنظرية النسبية الخاصة لآينشتاين ، قدم مينكوفسكي مفهوم النسبية للوقت المناسب ، والوقت المنقضي الفعلي بين حدثين كما تم قياسه على مدار الساعة التي تمر عبر كلا الحدثين. لذلك يعتمد الوقت المناسب ليس فقط على الأحداث نفسها ولكن أيضًا على حركة الساعة بين الأحداث ـ على النقيض من ذلك ، فإن ما أطلق عليه مينكوفسكي وقت الإحداثيات هو الوقت الظاهر بين حدثين تقاس بمراقب بعيد باستخدام طريقة ذلك المراقب الخاصة في تخصيص وقت لحدث ما.
تحديد الموقع في النسبية
– الحدث هو كل من مكان و وقت واحد، و يمكن أن تكون ممثلة من قبل نقطة معينة في الزمان و المكان، أي نقطة في الفضاء في لحظة معينة من الزمن ، وبالتالي يمكن اعتبار الزمكان ككل مجموعة من عدد لا حصر له من الأحداث. يتم تمثيل التاريخ الكامل لنقطة معينة في الفضاء بخط في الزمكان (يُعرف باسم خط عالمي ) ، ويمكن تمثيل الماضي والحاضر والمستقبل في متناول كائن معين في وقت معين بواسطة ضوء ثلاثي الأبعاد مخروط (أو مخطط Minkowski للفضاء ) ، والذي يتم تعريفه بالقيمة المحددة لسرعة الضوء ، والتي تتقاطع من هنا وحتى الآن ، ومن خلالها يمتد الخط العالمي للكائن في مساره.
– لذلك فإن الفيزيائيين المعاصرين لا يعتبرون الوقت “عابرًا” أو “يتدفق” بالمعنى القديم ، ولا هو مجرد تسلسل للأحداث التي تحدث: كل من الماضي والمستقبل ببساطة “هناك” ، تم طرحهما كجزء من الزمكان ثلاثي الأبعاد ، الذي قمنا بزيارته بالفعل وبعضه لم يزوره بعد. لذلك تمامًا كما اعتدنا على التفكير في جميع أجزاء الفضاء على أنها موجودة حتى لو لم نكن هناك لتجربتها ، فإن كل الوقت (الماضي والحاضر والمستقبل) موجود دائمًا أيضًا حتى لو لم نتمكن من رؤيتهم . الوقت لا “يتدفق” ، إذن ، هو فقط “هو”. هذه النظرة إلى الزمن تتفق مع النظرة الفلسفية للأبدية أو نظرية كتلة الكون في الزمن.
الوقت في النسبية
– وفقًا للنسبية فإن مفهوم “الآن” ، و خصوصًا “الآن” الذي يتحرك مع الوقت بحيث يبدو أن الوقت “يتدفق” ، و بالتالي ينشأ كنتيجة بحتة نتيجة لوعي الإنسان و الطريقة التي يتم بها توصيل أدمغتنا ، ربما كأداة تطورية لمساعدتنا في التعامل مع العالم من حولنا ، حتى لو كان لا يعكس الواقع ، و كما لاحظ آينشتاين نفسه ، “يعرف أشخاص مثلنا ، الذين يؤمنون بالفيزياء ، أن التمييز بين الماضي والحاضر والمستقبل ليس سوى وهم ثابت عنيد”.
– ومع ذلك إذا كان الوقت بُعدًا ، فلا يبدو أنه نفس نوع الأبعاد مثل الأبعاد الثلاثة للفضاء ، على سبيل المثال يمكننا اختيار التحرك عبر الفضاء أم لا ، ولكن حركتنا عبر الزمن أمر لا مفر منه ، ويحدث سواء أحببنا ذلك أم لا. في الواقع نحن لا نتحرك حقًا على الرغم من الوقت على الإطلاق ، على الأقل ليس بنفس الطريقة التي نتحرك بها عبر الفضاء.
نظرية اينشتاين
– لقد كانت عبقرية آينشتاين أن ندرك أن سرعة الضوء مطلقة ، غير قابلة للتغيير ولا يمكن تجاوزها (بل إن سرعة الضوء هي في الواقع أكثر جوهرية من الوقت أو الفضاء). في النسبية يعد الوقت بالتأكيد جزءًا لا يتجزأ من نسيج الكون نفسه ولا يمكن أن يوجد بغض النظر عن الكون ، ولكن إذا كانت سرعة الضوء ثابتة ومطلقة ، أدرك أينشتاين ، يجب أن يكون كل من المكان و الزمان مرنين و نسبيين لاستيعاب هذه.
– على الرغم من أن الكثير من أعمال آينشتاين غالباً ما تعتبر “صعبة” أو “غير بديهية” ، فقد أثبتت نظرياته (سواء في التجارب المختبرية أو في الملاحظات الفلكية) أنها نموذج دقيق للواقع ، بل إنه أكثر دقة من الفيزياء النيوتونية ، قابلة للتطبيق في مجموعة واسعة من الظروف والشروط.
نظرية الزمكان
– يتمثل أحد جوانب نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين في أننا ندرك الآن أن المكان والزمان يتم دمجهما بشكل لا ينفصم في الزمكان ثلاثي الأبعاد ، بدلاً من الأبعاد الثلاثة للفضاء والبعد الزمني المنفصل تمامًا الذي توخاه ديكارت في القرن السابع عشر و يؤخذ أمرا مفروغا منه من قبل جميع علماء الفيزياء الكلاسيكية من بعده ، مع هذه الرؤية يصبح الوقت بفعالية مجرد جزء من إحداثي يحدد موضع كائن ما في الزمان و المكان.
– كان هيرمان مينكوفسكي ، مدرس و زميل آينشتاين لمرة واحدة ، هو الذي قدم لنا التفسير الكلاسيكي لنظرية النسبية الخاصة لآينشتاين ، قدم مينكوفسكي مفهوم النسبية للوقت المناسب ، والوقت المنقضي الفعلي بين حدثين كما تم قياسه على مدار الساعة التي تمر عبر كلا الحدثين. لذلك يعتمد الوقت المناسب ليس فقط على الأحداث نفسها ولكن أيضًا على حركة الساعة بين الأحداث ـ على النقيض من ذلك ، فإن ما أطلق عليه مينكوفسكي وقت الإحداثيات هو الوقت الظاهر بين حدثين تقاس بمراقب بعيد باستخدام طريقة ذلك المراقب الخاصة في تخصيص وقت لحدث ما.
تحديد الموقع في النسبية
– الحدث هو كل من مكان و وقت واحد، و يمكن أن تكون ممثلة من قبل نقطة معينة في الزمان و المكان، أي نقطة في الفضاء في لحظة معينة من الزمن ، وبالتالي يمكن اعتبار الزمكان ككل مجموعة من عدد لا حصر له من الأحداث. يتم تمثيل التاريخ الكامل لنقطة معينة في الفضاء بخط في الزمكان (يُعرف باسم خط عالمي ) ، ويمكن تمثيل الماضي والحاضر والمستقبل في متناول كائن معين في وقت معين بواسطة ضوء ثلاثي الأبعاد مخروط (أو مخطط Minkowski للفضاء ) ، والذي يتم تعريفه بالقيمة المحددة لسرعة الضوء ، والتي تتقاطع من هنا وحتى الآن ، ومن خلالها يمتد الخط العالمي للكائن في مساره.
– لذلك فإن الفيزيائيين المعاصرين لا يعتبرون الوقت “عابرًا” أو “يتدفق” بالمعنى القديم ، ولا هو مجرد تسلسل للأحداث التي تحدث: كل من الماضي والمستقبل ببساطة “هناك” ، تم طرحهما كجزء من الزمكان ثلاثي الأبعاد ، الذي قمنا بزيارته بالفعل وبعضه لم يزوره بعد. لذلك تمامًا كما اعتدنا على التفكير في جميع أجزاء الفضاء على أنها موجودة حتى لو لم نكن هناك لتجربتها ، فإن كل الوقت (الماضي والحاضر والمستقبل) موجود دائمًا أيضًا حتى لو لم نتمكن من رؤيتهم . الوقت لا “يتدفق” ، إذن ، هو فقط “هو”. هذه النظرة إلى الزمن تتفق مع النظرة الفلسفية للأبدية أو نظرية كتلة الكون في الزمن.
الوقت في النسبية
– وفقًا للنسبية فإن مفهوم “الآن” ، و خصوصًا “الآن” الذي يتحرك مع الوقت بحيث يبدو أن الوقت “يتدفق” ، و بالتالي ينشأ كنتيجة بحتة نتيجة لوعي الإنسان و الطريقة التي يتم بها توصيل أدمغتنا ، ربما كأداة تطورية لمساعدتنا في التعامل مع العالم من حولنا ، حتى لو كان لا يعكس الواقع ، و كما لاحظ آينشتاين نفسه ، “يعرف أشخاص مثلنا ، الذين يؤمنون بالفيزياء ، أن التمييز بين الماضي والحاضر والمستقبل ليس سوى وهم ثابت عنيد”.
– ومع ذلك إذا كان الوقت بُعدًا ، فلا يبدو أنه نفس نوع الأبعاد مثل الأبعاد الثلاثة للفضاء ، على سبيل المثال يمكننا اختيار التحرك عبر الفضاء أم لا ، ولكن حركتنا عبر الزمن أمر لا مفر منه ، ويحدث سواء أحببنا ذلك أم لا. في الواقع نحن لا نتحرك حقًا على الرغم من الوقت على الإطلاق ، على الأقل ليس بنفس الطريقة التي نتحرك بها عبر الفضاء.
