الأحد، 19 فبراير 2012

تقريب مفهوم انحناء الزمكان إلى الأذهان

السلام عليكم

مفهوم انحناء الفضاء يمكن توضيحه بالمثل الآتي

تخيل لو انك دخلت قاعة مكتوب على بابها "القاعة العجيبة" دخلت هذه القاعة وجدت ارض كبيرة شاسعة مغطاة بالورق الأبيض وأعطوك خيطاً ومسامير ومنقلة (أداة قياس الزوايا) وقالوا لك هيا لنلعب لعبة رسم المثلثات بالخيوط المشدودة ... قمت انت وانشأت مثلثين أحدهما صغير جدا والآخر كبير جدا عن طريق دق المسامير وشد الخيوط ثم قرأت تعليمات اللعبة فكانت المرحلة القادمة هي قياس زوايا كل من المثلثين وجمع هذه الزوايا لكل مثلث منفرداً فقمت أنت بالضحك عالياً وقلت :ما هذه الخطوة التافهة؟! بالتأكيد وبدون أن أقيس سينتج مجموع كليهما 180 درجة وذلك لأنني كونت كل مثلث من ثلاثة قطع مستقيمة ... نعم هي مستقيمة بالتأكيد لأنني شددت الخيوط وبالتأكيد هذا الشد تكون عنه خطوط مستقيمة فالاقتصاد هو من خصائص الطبيعة ..... ولكن لن أخسر شيئاً دعني التزم بقواعد اللعبة

قست مجموع زوايا المثلث الضغير فوجدتها 180 درجة كما توقعت. فكرت في البداية في التقاعس عن قياس مجموع زوايا المثلث الكبير وخصوصاً أن مجموع زوايا الصغير كان كما توقعت فضلاً أنني سأركب السيارة التي تنطلق بسرعة كبيرة جدا تقارب سرعة الضوء وسأستهلك الكثير من الوقود مماثل للوقود الذي استهلكته في انشائي لذلك المثلث المُتعب

المهم أن منظم اللعبة أقنعك بأن تقوم بهذه الخطوة السخيفة فقمت بها ولكن فوجئت بشئ عجيب وهو أن مجموع زوايا المثلث أصبح 200 درجة وليس 180 درجة كما هو مُتوقع

جلست تفكر طويلاً وتتأكد من أن الخيوط مشدودة جيداً وكدت أن تُجن من هذه النتيجة

ثم خطرت ببالك خاطرة ماذا لو كنت على سطح كرة كبيرة كالكرة الأرضية وشددت ثلاثة خيوط على سطحها احدهما منطبق على جزء من خط الاستواء والخطان الآخران منطبقان على نصفي خطين من خطوط الطول ومقياس الزاوية بينهما عند القطب الشمالي 20 درجة 


يوجد شئ لطيف هنا وهو أن كلا من خطي الطول متعامد على خط الاستواء وبالتالي فهو يكون زاوية مقياسها 90 درجة .. عجباً إن هذا المثلث يبدو شبيها جدا في صفاته من المثلث الذي أنشأته في القاعة العجيبة !! إن مجموع قياس زواياه أكبر من 180 درجة ويساوي 200 درجة أيضاً **

لقد وجدتها لقد وجدتها اليس كذلك؟ ... إن القاعة العجيبة تبدو في خصائص سطحها كالكرة الكبيرة التي تظهر مستوية اذا تعاملنا مع مساحات صغيرة منها (وهذا يفسر مجموع قياسات المثلث الصغير) وتظهر منحنية اذا تعاملنا مع مساحات هائلة منها (وهذا يفسر القياس العجيب لمجموع زوايا المثلث الثاني)لقد بدأ اللغز يفسر نفسه إن مفهوم الانحناء هو مفهوم "اعتباري بحت" توصلت اليه عن طريق التأمل في خصائص القاعة العجيبة وسطحها فهي تبدو "في خصائصها" تماما "كسطح كرة" ولكنها ليست بالضرورة سطح كرة !! وأنت لا تراها سطح كرة , فالرؤية ليست كالقياس فهي تعتمد على مسار الضوء الذي يمكن أن يكون منحيا هو الأخر مع انحناء القاعة فلا تلاحظ أي غرابة في المثلث الكبير لأنك ترى أضلاعه مستقيمة .. ذلك أن الضوء ببساطة يسير بجوارها تماما

إذن الانحناء هو خاصية للفراغ غير مرئية استنتجناها من خصائص اخرى مرئية كدوران كوكب عطارد حول الشمس واتفاقه تماما مع نظرية الانحناء (النسبية العامة) وليس مع النظرة المسطحة للفراغ (قانون الجذب الكوني لنيوتن)

وليس بعيدا عن العلم ان يستنتج أشياء غير مرئية (كتكوين الذرة من الداخل) عن طريق اختبار خصائص مرئية كلية لا تتحقق الا بهذا الشكل الداخلى للذرة

أرجو أن أكون قد بسطت هذا المفهوم

--------------------


** اذا اردنا التفصيل في "لماذا ستكون مجموع الزوايا مختلفة عن 180 على سطح كرة؟" فدعنا نعرف مبدأيا الخط المستقيم على سطح كرة. انه كتعريفه العادي "هو اقصر مسافة بين نقتطتين على سطح الكرة بشرط أن نلتزم سطح الكرة ولا نغادره"حسنا, هذه المسافة على سطح الكرة هي "المسار الواصل بين النقطتين بحيث يكون جزء من الدائرة العظمى التي تمر على النقطتين"والدائرة العظمى هي الدائرة التي مركزها هو مركز الكرةحسنالو تخيلنا الكرة الأرضية أنها كرة تامة ... فإن خط الاستواء سيكون دائرة عظمى وأيضا خطوط الطول سيمثل كل منهم نصف دائرة عظمىحسنا اذا نستطيع الاستعانة بخط الاستواء وخطين من خوط الطول في رسم مثلثنا على سطح الكرةسنرسم مثلث متساوي الساقين, قاعدته جزء من خط الاستواء ورأسه عند القطب الشماليحيث أن كل خطوط الطول تتعامد على خط الاستواء عند تلاقيهم اذن فعندنا زاويتان متساويتان داخل المثلث قيمة كل منهما 90 درجة وعندنا زاوية ثالثة عند رأس المثلث (خط الاستواء) موجبة القيمةلو جمعنا قيم الثلاث زوايا سنخرج حتما بقيمة أكبر من 180 درجة لأن مجموع زاويتي التقاء خطي الطول بخط الاستواء هو 180 وزاوية الرأس هي زيادة موجبة على الــ 180
------------------

والسلام عليكم

هناك تعليق واحد:

غير معرف يقول...

ملاحظة: أعتقد أنه كان ينبغي أن يشير الإخوة إلى حقيقة أن تعامد كل خطوط الطول على خط الأستواء ، وتلاقيها عند القطب ، هو أمر افتراضي - غير ممكن واقعيًا ..، خطوط الطول وهمية افترضت لقياس الزمن الذي أراه وهمًا هو الآخر ..

إنه ولكي تتعامد مجموعة من الخطوط على خط واحد ، فلا بد أن تكون متوازية ، فلا تتلاقى عند القطب ..