عندما نفكر في الكون اليوم يبدو مفهوم الزمكان أمرا بديهيا. نسمع عنه في الأفلام والكتب العلمية، ونربطه مباشرة بآينشتاين والثقوب السوداء وموجات الجاذبية. لكن هذا المفهوم لم يظهر فجأة، بل كان نتيجة رحلة طويلة من التساؤلات الفلسفية والتطورات الرياضية والثورات الفيزيائية التي امتدت لقرون.
في الفيزياء الكلاسيكية كان المكان والزمان كيانين منفصلين تماما. كان إسحاق نيوتن يرى أن المكان عبارة عن مسرح ثابت تجري عليه أحداث الكون، بينما يتدفق الزمن بشكل منتظم ومستقل عن كل شيء آخر. في هذا التصور كان الجميع يشتركون في الزمن نفسه، بغض النظر عن مكانهم أو سرعتهم.
بقي هذا الفهم سائدا لوقت طويل، حتى بدأت تظهر في القرن التاسع عشر أسئلة لم تستطع الفيزياء الكلاسيكية الإجابة عنها. فقد كشفت معادلات الكهرومغناطيسية التي طورها جيمس كليرك ماكسويل أن الضوء ينتقل بسرعة ثابتة، وهو ما بدا متناقضا مع المفاهيم التقليدية للحركة.
كيف يمكن لسرعة الضوء أن تكون نفسها بالنسبة لجميع المراقبين؟
كان هذا السؤال بداية التحول الكبير.
في عام 1905 نشر ألبرت آينشتاين نظريته النسبية الخاصة، والتي غيرت نظرتنا للمكان والزمان بشكل جذري. لم يعد الزمن مطلقا كما تصور نيوتن، ولم تعد المسافات ثابتة بالنسبة للجميع. أصبح الزمن يعتمد على حالة حركة الراصد، وأصبحت المسافة والزمن مرتبطين ببعضهما بطريقة لم تكن متوقعة من قبل.
لكن النسبية الخاصة لم تقدم فقط مفهوما جديدا للزمان والمكان، بل فتحت الباب أمام رؤية هندسية جديدة للكون.
هنا ظهر دور الرياضي الألماني هيرمان مينكوفسكي. فقد أدرك أن معادلات آينشتاين يمكن فهمها بصورة أعمق إذا اعتبرنا أن المكان والزمان ليس شيئين منفصلين بل جزءان من بنية هندسية واحدة تتكون من أربعة أبعاد.
ثلاثة أبعاد للمكان وبعد واحد للزمان.
ومن هنا ولد مفهوم الزمكان.
أصبح كل حدث في الكون يوصف بأربع إحداثيات بدلا من ثلاث. ولم يعد الزمن مجرد خلفية تمر عليها الأحداث، بل أصبح جزءا من نسيج الكون نفسه.
لكن التطور الأهم جاء بعد ذلك بعشر سنوات تقريبا مع النسبية العامة. ففي عام 1915 قدم آينشتاين فكرته الثورية بأن الجاذبية ليست قوة بالمعنى التقليدي، بل نتيجة لانحناء الزمكان بفعل الكتلة والطاقة.
ولكي يتمكن من وصف هذا الانحناء احتاج إلى أدوات رياضية متقدمة طورت قبل ذلك بسنوات طويلة على يد علماء الرياضيات، وعلى رأسها الهندسة الريمانية وحساب التنسورات. وهكذا أصبح الزمكان ليس مجرد فكرة فلسفية أو تصور هندسي، بل كيانا ديناميكيا يمكن أن ينحني ويتمدد ويتقلص ويتفاعل مع المادة والطاقة.
اليوم يشكل الزمكان أساس فهمنا الحديث للكون. فمن خلاله نفسر حركة الكواكب، وندرس الثقوب السوداء، ونفهم تمدد الكون، ونرصد موجات الجاذبية التي تمثل تموجات حقيقية في هذا النسيج الكوني.
وربما يكون أجمل ما في قصة الزمكان أنها لم تبدأ بمحاولة تفسير الثقوب السوداء أو موجات الجاذبية، بل بدأت بسؤال بسيط للغاية:
ما هو المكان؟ وما هو الزمن؟
ومن محاولة الإجابة عن هذا السؤال ولد أحد أعظم المفاهيم في تاريخ العلم.
Gravity by Reem 
أضف تعليق