أقرأ أيضاً
التاريخ: 2023-04-05
1127
التاريخ: 22-12-2015
1901
التاريخ: 20-12-2015
1431
التاريخ: 2023-04-02
869
|
تخيل أنك تريد البقاء على بعد مسافة آمنة من أحد ثقوب شفارتزشيلد السوداء لكنك تريد معرفة المزيد عن سلوك الزمان بالقُرب منه. ولذا اتخذت الترتيبات اللازمة لتركيز 26 راصدًا ثابتًا بالقُرب من أفق الحدث المحيط بالثقب الأسود، على أن يكونوا خارجه بما يضمن سلامتهم بالتأكيد يُسمَّى هؤلاء الراصدون بالحروف من الألف إلى الياء، ويُرتَّبون ضمن طابور، على أن يكون الراصد «أ» هو الأقرب إلى أفق الحدث ويكون الراصد «ي» هو الأقرب إليك، وأنت تقف بعيدًا على بعد مسافة آمنة. يحمل كل راصد من الألف إلى الياء ساعةً دقيقة لقياس توقيته المحلي، في موقعه المحدد. وتخيل أنك، في إطار الاتفاق لإقناع هؤلاء الراصدين المسمَّين بالحروف من الألف إلى الياء بالمشاركة في هذه التجربة، كنتَ قد عرضت على كلٌّ منهم حافزًا وأهديته ساعة إضافية غير عادية ذات ضبط معدل، بحيث يكون الوقت الذي تقيسه مساويًا للوقت الظاهر على ساعتك وأنت موجود على بعد مسافتك الآمنة. سيجد المشارك «ي»، الأقرب إليك، أنَّ الساعتين اللتين بحوزته تقرآن وقتين مختلفين قليلًا لأنَّ ساعته الخاصة، التي تقيس التوقيت المحلي (أي ما نُسمّيه الزمن «الخاص» بالمصطلحات المتخصصة)، ستمضي بوتيرة أبطأ قليلا من الساعة الهدية التي يُطابق وقتها الوقت الذي تقيسه وأنت على بعد مسافتك الأكثر أمنًا والأبعد بعض الشيء. وعند تجميع نتائج المشاركين من المشارك «أ» إلى المشارك «ي» والمقارنة بينها، تُظهر تأثيرًا لافتًا؛ فكلما كان الراصد أقرب إلى ثقب أسود، فإنَّ الساعة التي تقيس الوقت تمضي بوتيرة أبطأ مُقارنةً بالزمن البعيد حسبما يظهر على ساعات المشاركين المهداة المضبوطة خصيصا. ويُعرف هذا التأثير، الذي وصف في نظرية النسبية العامة لأينشتاين، باسم تمدُّد الزمن. سيكون التأثير أكبر وأكبر لدى الراصدين الأقرب إلى بداية الترتيب الأبجدي، أي الأقرب إلى الثقب الأسود . وكلما زاد القُرب من الثقب الأسود، فإنَّ الساعة المحلية (أيا كان نوعها؛ سواء ذرية أو بيوكيميائية) ستمضي بوتيرة أبطأ مقارنة بالساعة التي يستخدمها راصد بعيد.
لنفترض أنك كنتَ تُسخّر تجاربك لأداء مهام متعدّدة، وذلك باستخدام مجموعة مختلفة من 26 راصدًا على بعد المسافات نفسها من ثقب أسود مختلف. يُرتب الراصدون بنفس طريقة ترتيب الراصدين الذين يحملون الأسماء نفسها بالقرب من الثقب الأسود الأول. ولكن في الحالة الثانية، تبلغ كتلة الثقب الأسود ضعف كتلة الثقب الأسود في تجربتك الأولى. ويجب تغيير ضبط الساعات غير العادية التي أعددتها سلفًا لتكون هدايا لهذه المجموعة الثانية من الراصدين تغييراً جذريًا كما غُيّر في تجربتك الأصلية، لكنَّ المعدل الذي يجب أن يُعدَّل وفقًا له ضَبط كل ساعة غير عادية يُساوي بالضبط ضعف معدل التعديل المطلوب للساعة المقابلة في المجموعة الأولى من الساعات المهداة عند المسافة نفسها بالضبط من مركز الثقب الأسود الأول الذي تبلغ كتلته نصف كتلة الثاني. وهكذا تكون تأثيرات تمدد الزمن هذه أكبر كلما كانت كتلة الثقب الأسود أكبر، بل وتُصبح أشدَّ كلما اقتربت من أفق الحدث.
يُشار إلى أن هذا التمدد الزمني ليس ناتجا عن وجود مسافة إضافية يقطعها الضوء (أي إشارة قياس الوقت) من ساعة أقرب إلى الثقب الأسود، وبالتبعية أبعد عنك، باعتبار أنك الراصد الذي تقف على بعد مسافة آمنة؛ إذ لا يقتصر الأمر على مجرد وجود إزاحة زمنية بالنسبة إلى راصد موجود على مسافة أبعد من الثقب الأسود. فكلما اقتربت ساعة من ثقب أسود، كان المعدل الذي يُقاس به تدفق الزمن على تلك الساعة أبطأ، بغضّ النظر عن ماهية الوسائل الموثوقة التي تستخدمها لقياس هذا التدفق الزمني. إذ إنَّ الزمن نفسه يُمَط (أو يتمدد، في الواقع).
فما النتيجة المنطقية لتمدد الزمن بالقُرب من الثقب الأسود؟ هذا يجعل التأثيرات التي تحدث في الإطار المرجعي الخاص براصدٍ قريب جدًّا من الثقب الأسود والتي يمكن قياسها مختلفة تمامًا عن التأثيرات التي تحدث في الإطار الرجعي لراصد بعيد جدًّا، فهما عالمان منفصلان في الحقيقة.
لتفكر الآن فيما سيحدث إذا كان الراصد «أ»، في تجربتك الأولى، مهملا بعض الشيء وأسقط ساعته الأولى (الساعة التي يستطيع أن يقيس بها الزمن الخاص في موقعه) بحيث تسقط نحو الثقب الأسود. وبالرغم من هذه الكارثة، بقيت الساعة الهدية، التي أغريته بها ليشارك في التجربة آمنة لأنه ظلَّ ممسكًا بها بإحكام. ولتفترض أنك أنت والراصد «أ» تريان ساعته الأولى تتحرك نحو الثقب. والساعة تجد نفسها تتحرك إلى داخل الثقب الأسود بسرعة متزايدة. ستلاحظ أنت والراصد «أ» تدريجيًّا أنَّ الوقت الذي تقرآنه على الساعة الساقطة يُصبح أشدَّ اختلافًا من ذي قبل عن الوقت الظاهر على ساعة الراصد «أ» الأخرى (أي الساعة التي ضُبطت لتمضي بوتيرة أسرع من الساعة المحلية ليتسنى لها قراءة نفس الوقت الذي يُكافئ وقتك). وبعد مرور بعض الوقت، ستبدأ أنت والراصد «أ» في ملاحظة أنَّ الزمن على الساعة الساقطة يتوقف. فالفوتونات المنبعثة عند أُفق الحدث نحو راصد بعيد يبدو أنها تبقى هناك إلى أجل غير محدد. ومن ثُمَّ، فأيُّ راصد خارجي لن يعرف ما يحدث لأي شيءٍ يسقط داخل الثقب الأسود بعدما يتجاوز حدًا مُعينًا ويُصبح ضمن نطاق نصف القطر الحرج لأفق الحدث. ولذا يمكن اعتبار أفق الحدث فجوةً في نسيج الزمكان لن يخرج أي ضوء من أفق الحدث، كما رأينا في الفصل الأول. ولهذا السبب فهو أسود. ولكن في الإطار المرجعي للساعة الساقطة التي تهوي إلى الأسفل خلال أفق الحدث، لا تكون الحياة ثابتة على حالها إطلاقًا. فمن موضع النظر الذي تُوجَد عنده الساعة، ستنتقل إلى نقطة التفرُّد في جزءٍ من 10 آلاف من الثانية فقط، بافتراض أنَّ كتلة الثقب الأسود كانت تساوي كتلة شمسنا 10 مرات. وإذا كان حظ الساعة سيئًا وقادها إلى السقوط داخل ثقب أسود فائق الضخامة ذي كتلة تساوي كتلة شمسنا مليار مرة، فإن زمن رحلتها التي تخوضها داخليا بين أفق الحدث الأكبر بكثير ونقطة التفرُّد سيكون بضع ساعاتٍ بتمهل أكبر.
|
|
"عادة ليلية" قد تكون المفتاح للوقاية من الخرف
|
|
|
|
|
ممتص الصدمات: طريقة عمله وأهميته وأبرز علامات تلفه
|
|
|
|
|
المجمع العلمي للقرآن الكريم يقيم جلسة حوارية لطلبة جامعة الكوفة
|
|
|