حتى نستشعر النظرة الجديدة للجاذبية، سنأخذ في اعتبارنا النموذج الأولي لوضع كوكب مثل كوكب الأرض يدور حول نجم مثل الشمس، وتبعاً لجاذبية نيوتن تحتفظ الشمس بالأرض في مدار بمجال للجاذبية غير محدد، يمتد لحظياً عبر مسافات شاسعة في الفراغ ليمسك بكوكب الأرض (وبالمثل يمتد مجال جاذبية الأرض ليمسك بالشمس). ويعطينا آينشتاين مفهوماً جديداً لما يحدث بالفعل. وسيساعدنا ذلك في مناقشتنا لمدخل آينشتاين في الحصول على نموذج صلب محسوس للزمكان يمكن أن نتعامل معه دون عناء، وحتى نقوم بذلك سنبسط الأمور بطريقتين أولاً، سنهمل الزمان في اللحظة الآنية وتركز كلية على نموذج المكان. وسنعيد تضمين الزمان في مناقشتنا بعد ذلك. ثانياً، ولنتمكن من رسم صور مرئية والمناورة بها على صفحات هذا الكتاب فإننا غالباً ما سنشير إلى نظير ثنائي الأبعاد للمكان ثلاثي الأبعاد ومعظم ما سنكتسبه من فهم نتيجة التفكير بمدلول النموذج ذي الأبعاد الأقل ينطبق مباشرة على وضع الأبعاد الثلاثة فيزيائياً، وبذا فإن النموذج الأبسط يعطينا وسيلة قوية من الناحية التعليمية. وقد استخدمنا هذه التبسيطات في الشكل رقم (1)، ورسمنا نموذجاً ذا بعدين اثنين لمنطقة فضائية من عالمنا ويشير التركيب الشبكي إلى وسيلة سهلة لتحديد المواقع تماماً كما تعطي شبكة الشوارع وسيلة لتحديد المواقع في المدينة. وطبعاً في المدينة يستدل على أي عنوان بتحديد موقع شبكة الشوارع ذات البعدين، كما تعطي موقعاً في الاتجاه الرأسي مثل رقم الطابق. إن المعلومة الأخيرة، أي اتجه تحديد الموقع في البعد المكاني الثالث، هي التي يلغيها قياسنا ذو البعدين من أجل وضوح الرؤية.

الشكل رقم (1)

تمثيل تخطيطي لفراغ مستو.

وفي غياب أية مادة أو طاقة، فإن الفراغ كما يراه آينشتاين يكون مستوياً". وفي النموذج ذي البعدين، فإن هذا يعني أن شكل الفراغ لابد أن يشبه سطح منضدة أملس كما هو مرسوم في الشكل رقم (1). وهذه هي صورة عالمنا الفضائي التي ظلت مقبولة لآلاف السنين. لكن ما الذي يحدث للفضاء إذا وجد به جسم هائل الكتلة مثل الشمس؟ كان الجواب قبل آينشتاين لا شيء، فالمكان (والزمان) كانا يعدان بمثابة مبنى المسرح الخامل الذي يعد خشبته فقط لتأخذ أحداث العالم مجراها بنفسها عليها. غير أن التسلسل المنطقي لأينشتاين والذي تتبعناه يؤدي بنا إلى نتيجة مختلفة.

يمارس أي جسم ثقيل مثل الشمس، أو أي جسم في الحقيقة، قوة جاذبية على الأجسام الأخرى. وقد تعلمنا من مثال القنبلة الإرهابية أن قوة الجاذبية لا يمكن تمييزها من الحركة التسارعية. أما في مثال لعبة التورنادو، فقد تعلمنا أن التوصيف الرياضي للحركة المتسارعة يتطلب العلاقات الخاصة بالفضاء المكان المحدب. وقد أدت هذه الروابط بين الجاذبية والحركة التسارعية والفضاء المحدب بآينشتاين إلى المقترحات المتميزة بأن وجود كتلة مثل الشمس يتسبب في اعوجاج نسيج الفضاء حولها كما هو موضح بالشكل رقم (2). والتشبيه المفيد والذي كثيراً ما تلجأ إليه هو وضع كرة بولينغ فوق غشاء مطاطي في تشبيه لتشوه نسيج الفضاء نتيجة وجود جسم ثقيل مثل الشمس وتبعاً لهذا الاقتراح الراديكالي فإن الفضاء ليس مجرد مساحة خاملة تمدنا بمسرح لأحداث العالم، بل إن شكل الفضاء يستجيب للأجسام الموجودة في الوسط المحيط.

الشكل رقم (2)

يتسبب جسم ثقيل مثل الشمس في اعوجاج نسيج الفضاء بشكل يشبه تأثير كرة البولينغ عند وضعها على غشاء من المطاط.

ويؤثر هذا الاعوجاج بدوره في الأجسام الأخرى التي تتحرك بالقرب من الشمس، حيث أن عليها الآن أن تعبر النسيج الفضائي المشوه. وباستخدام التشبيه بكرة البولينغ والغشاء المطاطي، فإننا لو وضعنا كرة صغيرة محملة على الغشاء ودفعناها بسرعة مبدئية صغيرة فإن المسار الذي ستسلكه سيتوقف على ما إذا كانت كرة البولينغ موجودة في المركز أم لا. فإذا كانت كرة البولينغ غير موجودة فإن الغشاء المطاطي سيكون مستوياً، وستنتقل الكرة الصغيرة في خط مستقیم. أما إذا كانت كرة البولينغ موجودة وبالتالي سيعوج الغشاء، فإن الكرة الصغيرة ستنتقل في مسار منحن. وفي الحقيقة إذا أهملنا الاحتكاك، وإذا وضعنا الكرة الصغيرة ودفعناها لتتحرك بالسرعة المناسبة وفي الاتجاه الصحيح، فإنها ستستمر في الحركة في مسار منحن متكرر حول كرة البولينغ - وفي الحقيقة فإنها ستتجه إلى مدار". وتبشر لغتنا بتطبيق هذا التشبه على الجاذبية.

تتسبب الشمس، مثل كرة البولينغ في اعوجاج الفضاء المحيط بها، بينما تشبه حركة الأرض حركة الكرة الصغيرة وتعتمد على شكل الاعوجاج. أما الأرض فهي مثل الكرة الصغيرة تتحرك في مدار حول الشمس إذا كانت سرعتها ووجهتها مناسبتين، ونطلق عادة على هذا التأثير في حركة الأرض اسم تأثير جاذبية الشمس وهو الموضح في الشكل رقم (3). والفرق الآن هو أن آينشتاين، على عكس نيوتن، قد حدد آلية انتقال الجاذبية وهي اعوجاج الفضاء، ومن وجهة نظر آينشتاين فإن مجال الجاذبية الذي يمسك بالأرض في مدارها ليس فعلاً لحظياً غامضاً للشمس، بل هو اعوجاج النسيج الفضائي الذي تسبب به وجود الشمس.

الشكل رقم (3)

تظل الأرض في مدار حول الشمس لأنها تدور على طول واد في النسيج الفضائي المعوج وبلغة أكثر دقة، فإنها تتبع مساراً ذا المقاومة الأقل في النطاق المشوه حول الشمس.

وتسمح لنا هذه الصورة بفهم السمتين الأساسيتين للجاذبية بشكل جديد. أولاً، كلما زادت كتلة كرة البولينغ كلما زاد التشوه الذي تسببه في الغشاء المطاطي. وبالمثل في وصف آينشتاين للجاذبية كلما زادت كتلة الجسم كلما زاد التشوه الذي يحدثه في الفضاء المكان المحيط به. ويعني ذلك أنه كلما زادت كتلة الجسم زاد تأثير الجاذبية التي يمارسها على الأجسام الأخرى، وهو بالضبط ما يتفق مع خبراتنا. ثانياً، تماماً كما فعل التشوه الناتج عن كرة البولينغ كلما بعدنا عنها، فإن مقدار الاعوجاج الفضائي الناتج من جسم ثقيل مثل الشمس يقل كلما بعدنا عنه. وينسجم ذلك مرة أخرى مع مفهومنا عن الجاذبية التي يضعف تأثيرها أكثر وأكثر كلما زادت المسافة بين الأجسام.

ولابد أن تذكر نقطة هامة هي أن الكرة الصغيرة نفسها تتسبب باعوجاج الغشاء المطاطي ولو بدرجة طفيفة. وبالمثل فإن الأرض كونها جسماً ذا كتلة فهي تتسبب أيضاً في اعوجاج النسيج الفضائي ولو بدرجة ضئيلة جدا مقارنة بالشمس. وبلغة النسبية العامة فإن هذا هو ما يجعل الأرض تمسك بالقمر في مداره، وما يجعل الأرض تحتفظ بكل منا ملتصقاً بسطحها. وكما يخترق متزلق الفضاء (Skydiver) الهواء في اتجاه الأرض، فإنه ينزلق خلال منخفض في النسيج الفضائي الذي تسببه كتلة الأرض. وفوق ذلك، فإن كل منا – مثل أي جسم ذي يسبب اعوجاجاً في النسيج الفضائي يتناسب مع أجسامنا، على الرغم من أن الكتلة الصغيرة نسبياً لجسم الإنسان تجعل هذا التأثير ضئيلاً للغاية. وباختصار، يتفق آینشتاين تماماً مع مقولة نيوتن " لابد من عامل مسبب  للجاذبية " ، لكنه قبل تحدي نيوتن الذي ترك فيه تحديد هذا العامل العناية قرائي". وعامل الجاذبية وفقا لآينشتاين هو نسيج الكون.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الإعلام يشارك في الاجتماع التحضيري لمناقشة الخطة الإعلامية لزيارة عاشوراء

بحضور متوليها الشرعي.. العتبة العباسية المقدسة تواصل إقامة المجالس الحسينية لإحياء شهر المحرم

قسم الشؤون الفكرية يطلق برنامجه التبليغي في أكثر من 20 دولة إفريقية

شعبتا الخطابة النسوية والتوجيه الديني تواصلان إقامة المجالس الحسينية في مرقد أبي الفضل العباس (عليه السلام)

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

التحقق التجريبي من النسبية العامة

الثقوب السوداء والانفجار الهائل وتمدد الفضاء

الفزياء والكون .. النسبية العامة

خاتمة: النسبية العامة

More about four-vectors

Past, present, and future

Space-time intervals

The geometry of space-time

النظريات المنافسة للنظرية النسبية العامة

تناقض علمي واضح وتخبط العلماء في تفسير الثابتة الكونية لأينشتاين

الأرصاد الفلكية والأبحاث العلمية تثبت خطأ معادلات النسبية العامة

خطأ أينشتاين الفادح