تقع للزمان والمكان دور هام في نظرية النسبية التي تمثل دورًا مهمًا لأينشتاين، وتنقسم هذه النظرية إلى النسبية الخاصة والنسبية العامة، وتتعدد استنتاجات النظريتين بشكل كبير، وتنتج النسبية العامة نتائج واستنتاجات خاصة بالزمكان والزمن. وفي هذه المقالة من موسوعة نُسلط الضوء على الزمكان بشكل خاص، ونقدم الأمثلة والنتائج، وآراء الفيزيائيين حول هذا الموضوع.
الموقع والزمن موضوع
إحدى النتائج الطبيعية الأخرى للنظرية النسبية الخاصة هي، في الواقع، أن الفاصل الزمني لشخص ما هو نفسه الفاصل الزمني لشخص آخر في الزمان والمكان على حد سواء، وأن الفاصل الزمني لشخص ما هو أيضًا الفاصل الزمني لشخص آخر بين الزمان والمكان. وبالتالي، فإن المكان والزمان قابلان للتبادل بشكل فعال، وهما نفس الشيء في جوهره أو على الأقل وجهان مختلفان لعملة واحدة، وهي الظاهرة التي تصبح أكثر وضوحًا عند السرعات النسبية التي تقترب من سرعة الضوء.
ربما كان هيرمان مينكوفسكي، الأستاذ السابق للرياضيات، هو أول من لاحظ هذا التأثير، وربما فهمه بشكل أفضل من آينشتاين نفسه، وكان هو الذي صاغ مصطلح `الزمكان` لوصف التبادلية للأبعاد الأربعة.
في عام 1908، قدم مينكوفسكي تشبيهًا مفيدًا للمساعدة في شرح كيف يمكن للزمكان الثلاثي الأبعاد أن يظهر بشكل مختلف للمراقبين في الفضاء الثلاثي الأبعاد العادي، حيث وصف مراقبين يشاهدون كائنًا ثلاثي الأبعاد من زوايا مختلفة، وأوضح أن الطول والعرض يمكن أن يظهر بشكل مختلف وفقًا لنقطة النظر.
ربما يتضح الأمر أكثر عندما نفكر في أن الصورة التي نراها للقمر، مثلا، هي في الواقع صورة للقمر منذ ثانية واحدة فقط، وأن الضوء يستغرق بعض الوقت للوصول من القمر إلى الأرض. وبالنسبة لصورة الشمس، فإن ما نراه في الواقع يعود لثماني دقائق مضت. وعندما ننظر إلى صورة Alpha Centauri، أقرب نظام نجوم لنا، فإنها في الواقع تعود لما يقرب من أربع سنوات مضت. ولذلك، لا يمكن لنا أن نعرف بالضبط ما هو شكل الكون الآن. ومن الواضح أن الكون لا يمتد فقط في الفضاء، ولكن في الزمان والمكان (الزمكان)”.).
التأثيرات النسبية لتوسع الوقت
وعلى هذا الأساس، وكما لاحظ آينشتاين: “بالنسبة لجميع الفيزيائيين، فإن التمييز بين الماضي والحاضر والمستقبل هو مجرد وهم، ومهما كان ثابتًا.
الاستنتاجات
في الحقيقة، هذه المفاهيم لا تنطبق على الإطلاق في النسبية الخاصة، وبالمثل، يصبح مفهومنا الكامل للفضاء غير موثوق به عندما تصبح آثار تقلص الطول واضحة عند السرعات النسبية العالية.
تؤثر قابلية وضوح المكان والزمان في جوانب أخرى من الفيزياء، حيث أوضح ماكسويل أن المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي، اللذان كانا يعتبران كيانين منفصلين تمامًا، كانا في الواقع جزءًا من كيان واحد غير ملحوم، وهو ما يُعرف الآن بالحقل الكهرومغناطيسي. وعلى الرغم من أنه قد يكون من الصعب فهم هذه الظاهرة وربما غير متوقعة، فإن الطاقة والانتقال الشامل لا يشكلان سوى وجهين مختلفين لعملة واحدة، وهذا ما يتم التعبير عنه في صيغة آينشتاين الشهيرة المبررة E = mc2.
