رغم النجاحات العظيمة لفكرة الفعل عن بعد في شرح حركة الكواكب حول الشمس بفضل قوة التثاقل الآنية لم تستطع نظرية نيوتن أن تقدم شرحاً صادقاً للأمور المشابهة جداً التي تظهر في أثناء حركة الجسيمات المشحونة بالكهرباء عندما تتفاعل فيما بينها عبر الفضاء الخالي بواسطة القوى الكهربائية والمغنطيسية . فعلى شاكلة الأرض المضطرة إلى الانحراف في حركتها عن الخط المستقيم لتنعطف بتأثير قوة التثاقل نحو الشمس باستمرار ، كذلك يفعل الجسيم المشحون بالكهرباء ، كالالكترون ، مضطراً إلى اتباع مسار منحن بتأثير القوى الكهربائية والمغنطيسية . فالصورة الحديثة للذرة تشبه ، فعلا ومن عدة وجوه ، صورة منظومة شمسية تحتل مركزها النواة الذرية المشحونة ايجابياً ( وهي تمثل الشمس ) وتدور الالكترونات الخفيفة حول النواة على مسافات بعيدة وبسرعات كبيرة .

ومع ذلك يوجد ثلاثة فروق هامة بين القوى التثاقلية والقوى الكهرطيسية . فاولاً ، بعض الجسيمات فقط تحمل شحنات كهربائية بينها كل أشكال المادة والطاقة تحمل شحنات ثقالية . ثانياً ، إن القوى الكهربائية يمكن أن تكون تجاذبية أو تنافرية مما يتيح لنا أن نصف إحدى مجموعتي الجسيمات التي تحمل شحنات من نوع واحد بأنها موجبة والمجموعة الأخرى بأنها سالبة الشحنة : فالشحنتان المختلفتان كهربائياً تتجاذبان والشحنتان المتماثلتان تتنافران : لكن الشحنات الثقالية متجاذبة دوماً . إن سبب تنافر الشحنات المتماثلة في الكهرباء يمكن أن يعزى إلى واقع أن القوة الكهرطيسية هي متجهة قوة Vector ، أي أن منحاها يمكن أن يتغير كما يمكن أن تتغير شدتها ) لهذا السبب يجب علينا أن ندخل فكرة القوى المغنطيسية على أنها قوى كهربائية ) ، بينما قوى التثاقل تجاذبية دوماً على المنحى الذي يصل بين الجسيمين . أما الفرق الثالث والأخير بين قوتي الطبيعة الأساسيتين هاتين فتخص نسبة شدتيهما. فلو قلت إن القوى الكهرطيسية التي تسود في الذرة أشد بكثير من مقابلاتها في التثاقل لكان حكمك متواضعاً جداً ؛ فالأولى أشد من الثانية بـ 310 مرة ( تذكر أن هذا العدد هو واحد متبوع بـ 39 صفراً ) . فكل ظواهر الحياة اليومية تقريباً هي ، لهذا السبب ، محكومة بالقوى الكهرطيسية . على أن وجود نوعين متعاكسين من الشحنات الكهربائية ، بالإضافة إلى وفرة التراكمات المادية ، كالأرض مثلاً ، يجعل هذه التراكمات شبه معتدلة كهربائياً. أما قوى الشحنات الثقالية لمكونات الذرة فهي ، بخلاف ذلك ورغم ضعفها الفائق ، تنضاف معاً في كل الظروف . وعندما يصل المرء إلى تراكم مادي من حجم الأرض - بعدد ذراتها الهائل ، 10 ذرة - يفهم لماذا يتغلب التثاقل على قوى أعظم بالفطرة منه بكثير جداً ، فهو يسيطر عليها بوزن العدد .

إن عجز الفيزيائيين الأولين عن صياغة نظرية كهرطيسية في الفعل عن بعد يعود إلى هذه الفروق ، ويعود أيضاً في أعماقه إلى موضوع اللاتناظر الزمني ، كما سنرى في الفصل السادس . وقد أمكن في السنوات الماضية تدارك هذا العجز فأصبح بالامكان إعادة سبك النظرية الكهرطيسية ، وموضوع التحريك الكهربائي المتصل بها ( حركة وفعل الجسيمات المتكهربة ) ، في نموذج لغوي واحد للفعل عن بعد.

إن الفتح العظيم الذي تم إحرازه في فهم القوى الكهرطيسية جاء من الفطنة الرياضية اللامعة لفيزيائي القرن التاسع عشر البريطاني جيمس كليرك مكسويل - J. C. Max well ( 1831 - 1879 ) . لقد جمع مكسويل معا النتائج التجريبية التي أوجدها هانس أرستيد Horsted. الدانيمركي ( 1777 - 1851 ) وتلك التي حصل عليها ميكائيل فارادي الإنكليزي ( 1791 - 1867 ) وهاينريش لنز الروسي ( 1804 - 1856 ) وغيرهم ، جمعها في مجموعة مترابطة من معادلات رياضية تتضمن وصفاً جميلاً وصادقاً للعلاقة بين حركة الجسيمات المتكهربة وسلوك القوى الكهرطيسية . كانت نظرية مكسويل كلها تستند على نشوء مفهوم جديد عميق وبعيد المدى في الفيزياء ، هو مفهوم الحقل . وبصياغة قوانين الكهرطيسية بلغة الحقل أزاح مكسويل دفعة واحدة كل الصعوبات الملازمة لفكرة نيوتن في الفعل عن بعد وفتح بذلك طريقاً جديداً تماماً في تاريخ علم الفيزياء . إن الحقل مفهوم هو ، من عدة وجوه ، أكثر تجريداً من الجسيم . كان مكسويل يرى أن كل جسيم مشحون محوط بحقله الكهرطيسي الخاص به على شاكلة هالة غير مرئية لا تتجلى إلا إذا وضعت فيها جسيمات مشحونة أخرى. وفعل الحقل هو عندئذ تسليط قوة على الشحنات. كان فيزيائيو القرن التاسع عشر يحبون توصيف الحقل بالتشابه القريب مع حركة الموائع . ومن هنا برز استعمال كلمات مثل التدفق المغنطيسي وخطوط القوة ( على شاكله خيوط التيار ، وهي كلمات ما تزال حتى اليوم قيد الاستعمال . لكن توصيف الموائع يتضمن وسطاً ، من نوع ما ، ينقل الفعل من شحنة لأخرى . وكان الاعتقاد بهذا المائع راسخاً ، في القرن التاسع عشر ، لدرجة أن أعطي له اسم - الأثير . وكان هذا الوسط يفترض مالثـاً الفضاء الخالي كله رغم أنه كان : يعني الخفاء التام . أما الحقل الكهرطيسي فكان يُفكر فيه وكأنه توتر في الأثير ، حتى أنه ، وهذا من أكثر خواصه إثارة ، يتمتع بإمكانية جديدة . ففي الأوساط الأكثر شيوعاً ، كالهواء ، يمكن للاضطراب أن يولد اهتزازات على صورة أمواج ضغطية ) كأمواج الصوت العادية ) تسير عبر الهواء من منطقة الاضطراب بسرعة معينة تتعلق بدرجة مرونة الهواء. وبالأسلوب نفسه لابد لاضطراب الجسيمات المشحونة من أن يولد أمواج توتر في الأثير المفترض . ويمكن ، فوق ذلك ، حساب سرعة هذه الأمواج بسهولة من الخواص الكهربائية والمغنطيسية للوسط وهو في حالة الفضاء و الخالي ، هذه . وفي العصر الذي شهد نبؤة مكسويل بوجود هذه الأمواج  الكهرطيسية كانت قيم المقادير اللازمة لاجراء الحسابات معروفة ، فتبين أن سرعة أمواج الأثير كبيرة جداً بالفعل - في حدود 300000 كيلومتر في الثانية . ونحن اليوم نؤمن بأنها أعظم سرعة يمكن أن توجد في هذا الكون ( فيما يخص الأشياء المعروفة على الأقل ) . لكنها كان لها في عصر مكسويل معنى عظيم آخر : لقد كانت قريبة جداً من سرعة انتشار الإشارات الضوئية التي قاسها أولاوس رومر Romer ) دانيمركي ، 1644 - 1710 ) من خلال رصد مدارات أقمار كوكب المشتري ! لقد حققت الفيزياء بذلك قفزة رائعة إلى الأمام ؛ إذ بدا أن الضوء أمواج كهرطيسية تتولد من حركة الجسيمات المشحونة بالكهرباء وتسير في الفضاء على صورة اهتزاز أثيري.

 ولم يقف الأمر عند هذا الحد . فعلى شاكلة تفاوت الأمواج الصوتية بالنغم ( التواتر ) يمكن أن تتفاوت به الأمواج الكهرطيسية . وفي الحقيقية ، إذا طرأ تغير طفيف على تواتر الموجة الضوئية فان هذا التغير يتجلى في تغير لون الضوء. ولكن ماذا يحدث إذا كان التغير كبيراً ؟ إن الضوء ينشأ عن تغيرات عنيفة تحدث ضمن الذرة عندما تصبح مثارة ، بفعل التسخين الشديد مثلاً . بيد أن من الممكن ، في المخبر ، تولید اضطرابات أقل عنفاً بوسائل كهربائية تجعل الجسيمات المشحونة تدور بتواتر أصغر نسبياً . فهل يمكن كشف هذه الأمواج ؟ إن هذا ممكن فعلاً ، فهي ليست سوى أمواج الراديو التي فتش عنها هاينريش هرتز H. Hertz ( ألماني ، 1857 - 1894 ) وأنتجها بعد نبؤة مكسويل بحوالي عشرين سنة . واليوم أصبح طيف تواتر هذه الأمواج الكهرطيسية مألوفاً بتمامه لدى الفيزيائيين . فكما توجد الأمواج الراديوية والمكرونية يوجد الإشعاع الحراري ( تحت الأحمر ) وفوق البنفسجي والأشعة السينية وأشعة غاما . وكلها تنضوي واضحة مفهومة في نظرية مكسويل التي يزيد عمرها اليوم عن قرن وربع القرن .

وبمجيء الأمواج الكهرطيسية أصبح تحت تصرف الفيزياء طريقة فعالة لامتحان نموذج نيوتن عن المكان والزمان . إن الأزمة التي نجمت عن هذا الامتحان في أوائل القرن الحالي ، والبناء الرياضي والفيزيائي الذي انبثق منها ، برزا كنقطة انعطاف في تاريخ الفيزياء والفكر البشري يضاهي في أهميته الثورة النيوتنية التي قامت قبلها بقرنين من الزمان . لقد قاد هذا الانعطاف إلى نظرية النسبية.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

مواكب العزاء الحسينية تواصل برنامجها العزائي لشهر المحرم الحرام 1447هـ

شعبة الخطابة النسوية تقيم مجلس عزاء بحلول شهر المحرم الحرام

قسم الشؤون الفكرية يواصل تنظيم الورش التربوية والدينية ضمن برنامج التطوير الحسيني

سماحة السيد الصافي يستعرض عددًا من الوثائق التي تبيّن ما تعرّض له خَدَمة الإمام الحسين (عليه السلام) من قمعٍ وتضييقٍ وانتهاكات

المزيد

الآخبار الصحية

دراسة تكشف علاقة خطيرة بين عمر الأم وصحة مولودها

دراسة تحذر.. اضطراب نوم بسيط قد يسبب الموت المبكر ؟

الاستحمام بالماء الساخن.. راحة مؤقتة وأضرار دائمة للبشرة

ماذا يحدث للجسم عند تخطي وجبة الإفطار؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

كيف تساعد الصيانة الوقائية في الحفاظ على كفاءة التكييف في سيارتك ؟

في ظاهرة غريبة حيرت العلماء.. كوكبنا قد يسجل أقصر يوم في التاريخ هذا الصيف!

السد الصيني العملاق يعيق دوران الأرض ويغيّر شكلها ؟

السعودية تطلق 10 تجارب علمية إلى محطة الفضاء الدولية

المزيد

مواضيع ذات صلة

نظرية نيوتن في التثاقل الكوني

ماخ والرؤية العلائقية

المكان والزمان عند نيوتن

نماذج الفضاء الرياضية (مقدمة في النماذج الرياضية للمكان والزمان: من النقطة إلى الزمكان)

مقدمة في بنية المكان والزمان: كيف غيّرت الفيزياء فهمنا للكون

الجوانب العديدة للمكان والزمان - المفاهيم العامة

محاولة الوصول إلى النجوم

نظرية-M واندماج كل القوى

قبل البداية؟ (رؤى كوسمولوجيا الأوتار حول نشأة الكون)

التضخم(التضخم الكوني: حل معضلة الأفق وتحديث النموذج القياسي للكون)

الأحجية الكوسمولوجيا (الكونية)

من زمن بلانك وحتى جزء من المائة من الثانية بعده