السفر عبر الزمن حقيقه ام خيال

بالبحث على الجوجل

ظهر اكثر من موقع شهير ومنتديات تتناول هذا الموضوع من كافه النواحى العلميه والخياليه

هل هناك فعلا سفر عبر الزمن

هل هناك بوابات زمنيه كما تصورها السينما

اجملهم هذه الدراسه العلميه

من منتدى ابطال العرب




السفر عبر الزمن حقيقة ام خيال؟؟؟

من طرف Hero في الجمعة سبتمبر 11, 2009 5:03 am

مقدمة
السفر عبر الزمن هذة الفكرة التي شغلت العلماء فترة من الزمن وكانت أقرب إلى الجنون منها إلى الخيال.وبعد ظهور النظرية النسبية أصبحت هذة الفكرة على طاولة النقاش وتكلم بها الذي يعلم والذي لا يعلم.والسؤال الآن هو: هل فعلاً نستطيع أن نسافر عبر الزمن ؟؟؟ إن هذه الفكرةفيزيائياً ونظرياً صحيحه وقد ثبت أن الساعات التي تتحرك بسرعة تعمل لظاهرة ليست متعلقة بتركيب الساعة وإنما هتنطبق طذلك على رواد الفضاء مثلا ، فعند عودتهم إلى الأرض تكون فترة بقائهم في الفضاء أقصر من الفترة الزمنية التي نسجلها على الأرض . ولكن هدا الفرق صغير جدا ً .

[عدل] نسبية الزمن


النظرية النسبية العامة وهي النظرية التي أضافت الزمن كبعدً رابع بالإضافة إلى الأبعاد المكانية الثلاثه. تقول أن الزمان و المكان مرتبطان معاً ولا يمكن ان يوجد أحدهما بمعزل عن الاخر . وكلنا يعلم أننا نستطيع أن نتحرك في هذة الأبعاد-المكانية- بكل حرية حيث نستطيع السير يمينا أو يسارا أو إلى الأمام أو الخلف أو إلى أعلى أو أسفل . ويمكننا ركوب آلات مثل الطائرة أو الصاروخ التي تنقلنا في البعد المكاني الثالث "الإرتفاع" ومن هذه الفكرة البسيطة عن الأبعاد يتضح أنه بإمكاننا أن نتنقل عبر الزمن بهذه الصورة ، وكل ما نحتاجه هو الجهاز الذي ينقلنا بسرعة قريبة من سرعة الضوء لكي نحس بفرق ملموس في انكماش الزمن .
أي أنه كلما اقتربنا من سرعة الضوء يتباطئ الزمن . ولو أن شخصاً قام برحلة حول الأرض بسرعة قريبة من سرعة الضوء سوف يعود ويجد أنه مر على الأرض أكثر من الزمن الذي مر عليه وهو في رحلته . وهذة الفكرة أساسية وصحيحه. ومن مبدأ التناظر في الفيزياء . ولو افترضنا أن رائدا للفضاء غادر الأرض وسنه 25 سنة وترك أخاه الصغير البالغ من العمر 22 سنة وغاب في رحلته الفضائية مدة عشرة سنوات بحسب توقيته على الصاروخ . يبلغ عندعودته من رحلته في سن 35 سنه ولكنه سيجد أن أخاه الذي كان أصغر منه عمرا أصبح في سن الأربعين أو الخمسين على حسب سرعة الصاروخ التي تحرك بها!! ذلك لأن الزمن على الصاروخ المتحرك انكمش بالنسبة للزمن على الأرض . وهذه هي الفكرة الواقعية للسفر عبر الزمن !

[عدل] انكماش الزمن بزيادة السرعة


تعطي النظرية النسبية الخاصة المعادلة التالية لاعتماد الزمن على السرعة :


حيث:

الزمن بين حدثين طبقا لساعة المشاهد ،

الزمن بين نفس الحدثين التي يسجلها المسافر على صاروخ يتحرك بسرعة v،

السرعة النسبية بين المشاهد وراكب الصاروخ ،

سرعة الضوء،
يتبين من تلك المعادلة أن الساعة على الصاروخ تمشي ببطء .
وتبلغ السرعات المعتادة على الأرض ، حيث وحتى بافتراض السفر بالصواريخ سرعات قليلة بحيث لا تُحدث فرقا ملحوظا , وإنما نبدأ ملاحظة ذلك عند سرعة 30.000 كيلومتر /ثانية ، أي عند 1/10 سرعة الضوء .

[عدل] تاريخ تجارب نظرية النسبية العامة


في عام 1971 قام العلماء بتجربة حول نسبية الزمن، فتم وضع أربع ساعات ذرية من السيزيوم المشع على طائرات نفاثة تقوم برحلات منتظمة حول العالم في اتجاهات شرقية وغربية. وبمقارنة الأزمنة التي سجلتها الساعات على الطائرات مع الزمن الذي سجل بمرصد البحرية الأمريكية ، وجد أن الزمن المسجل على الطائرات أبطأ منه على الأرض بفارق ضئيل يتفق مع قوانين النظرية النسبية الخاصة. وفي عام 1976 وضعت ساعة هيدروجينية في صاروخ وصل إلى ارتفاع 10000 كيلومتر عن سطح الأرض، حيث أصبحت الساعة على الصاروخ في مجال جاذبي أضعف منه على سطح الأرض . وقورنت إشارات الساعة على الصاروخ بالساعات على الأرض، فوجد أن الساعة على الأرض أسرع منها على الصاروخ بحوالي 4.5 جزء من عشرة آلاف مليون من الثانية، بما يتفق مع تنبؤات النسبية العامة بدقة عالية. والساعة الهيدروجينية الحديثة تعمل بدقة يعادل فيها الخطأ ثانية واحدة في كل ثلاثة ملايين سنة. وهذه القياسات تثبت - بلاشك - الظاهرة المعروفة (بتمدد) الزمن، والتي تعد أهم تنبؤات النظرية النسبية. فالتجربة الأولى تثبت أن الزمن يتمدد كلما ازدادت سرعة الجسم، و التجربة الثانية تثبت أن الزمن يتمدد إذا تعرض الجسم لمجال جذبوي قوي.


[عدل] تمدد الزمن


"تمدد" الزمن في هذا السياق ليس مفهومًا فيزيائيًا نظريًا خاصًا بالأجسام الدقيقة دون الذرية، وإنما هو تمدد حقيقي في الزمن الذي يحيا فيه الإنسان. وتبين المعادلة السابقة أن والزمن يتمدد بالنسبة للمشاهد غلى الأرض (طبقا لساعته) وينكمش بالنسبة للمسافر في الصاروخ (طبقا لساعته ) . فلو زادت سرعة إنسان ما (في سفينة فضاء مثلا) إلى حوالي 87% من سرعة الضوء, فإن الزمن يبطؤ لديه بمعدل 50%. فلو سافر على السفينة لمدة عشرة أعوام - مثلا - فسيجد ابنه المولود حديثًا قد أصبح عمره عشرين عامًا ، أو أن أخيه التوأم يكبره بعشرة أعوام. فإن تمدد الزمن والسفر في الزمن- بهذا المعنى- هو حقيقة مثلما أن الأرض كروية وأن المادة تتكون من ذرات وأن تحطيم الذرة يطلق طاقة هائلة. كما أن السفر بسرعة تقترب من سرعة الضوء هو أمر ممكن فيزيائيا وتكنولوجيا. ويرى العالم كارل ساجان أن هذا يمكن أن الوصول إليه خلال عدة مئات من السنين . وبناء على ذلك شكلت مجموعة من العلماء يرأسها الأمريكي كيب ثورن والروسي إيجور نوفيكوف ما أسموه بـ(كونسورتيوم) روسي - أمريكي لتحقيق تقنية تسمح بابتكار آلة للسفر عبر الزمن.

[عدل] إنحناء الفضاء و النسبية العامة لأينشتاين


انحناء الزمكان بالقرب من جسم كبير كروي.



تعرف الهندسة المستوية بالهندسة الإقليدية، نسبة إلى إقليدس الذي عاش حوالي عام 300 ق.م وبواسطة هذه الهندسة يمكن وصف أي شكل هندسي بواسطة نظام الإحداثيات الكارتيزية، أي استخدام الأسطح المستوية لوصف الخطوط المنحنية والمجسمات الفراغية. والفضاء طبقا لهذه الهندسة هو فضاء مستو . ولم تكن تلك هي الهندسة الوحيدة الممكنة، فقد طرح لوباتشفسكي عام 1828 هندسة لاإقليدية ذات أسطح منحنية مفتوحة معتمدة على منحنى القطع الزائد. ثم طرح برنارد ريمان عام 1850 هندسة لاإقليدية معتمدة على السطح الكروي المغلق ، وطورها ويليام كليفورد عام 1870 وافترض احتمال أن يكون الفضاء الكوني رباعي الأبعاد ينطوي على منحنيات تشابه تضاريس سطح الأرض. ولم يكن ينقص تصور كليفورد سوى التفسير الفيزيائي الصحيح حتى يتطابق مع النظرية النسبية العامة، التي طرحت بعد 45 عاما. فالبعد الرابع في الفضاء لم يكن سوى الزمن وانحناء الفضاء يحدث بتأثير جاذبية الأجسام.
وبتقديم أينشتاين النظرية النسبية الخاصة عام 1905 والتي وضع فيها معادلات حركة الأجسام في فضاء مستو رباعي الأبعاد ، وبوجود الهندسة اللاإقليدية و طرحه لفكرة انحناء الزمان والمكان بتأثير الجاذبية، تكونت لدى آينشتين المادة الخام لنظرية متكاملة للجاذبية يمكن أن تكون بديلاً لنظرية نيوتن. ولما كان آينشتاين غير بارع في الرياضيات فقد لجأ لصديقه في الدراسة مارسيل جروسمان، وكان قد أصبح آنذاك عميدا لمعهد البوليتكنيك بزيوريخ ، وكان بارعا في الهندسة اللاإقليدية، ووجد الحل في هندسة ريمان للأسطح المنحنية المغلقة. وقدم أينشتاين الصيغة النهائية للنظرية في ثلاث جلسات في أكاديمية العلوم في برلين عام 1915م, وطبعت عام 1916م.
وكان من أهم نتائج النسبية العامة تغير نظرتنا إلى الكون ، فالمكان والزمان ليسا خلفية ثابتة للأحداث، وإنما هما مساهمان نشيطان في ديناميكا الكون. والفكرة الأساسية هي أنها تضم "بعد" الزمان إلى أبعاد المكان الثلاثة لتشكّل ما يسمى (الزمكان). وتدمج النظرية تأثير الجاذبية بأنها "تحني" الزمكان بحيث لا يكون مسطحا. ولما كان الزمكان منحنيا فإن مسارات الأجسام تظهر منحنية، وتتحرك كما لو كانت متأثرة بمجال جاذبية . وانحناء الزمكان لا يؤدي فقط إلى انحناء مسار الأجسام ولكنه يؤدي أيضاً إلى انحناء الضوء نفسه. وقد وجد أول برهان تجريبي لذلك عام 1919 م حيث تم إثبات انحناء الضوء الصادر من أحد النجوم عند مرور الضوء بالقرب من الشمس بتأثير جاذبيتها. وتم ذلك بمراقبة الموقع الظاهري للنجم خلال كسوف الشمس ومقارنته بموقعه الحقيقي (خلف الشمس). فالزمكان ينحني بشدة في وجود الأجسام ذات الكتل الضخمة مثل النجوم و الشمس ، ويعني ذلك أن مسار الأجسام ينحرف في المكان أثناء الحركة وكذلك تنحني في الزمان بأن تبطئ زمنها الخاص نتيجة لتأثير الجاذبية الواقعة عليها . فإذا تصوّرنا فضاءا رباعي الأبعاد له ثلاثة أبعاد تمثل المكان وبعداَ رابعا للزمان ورسمنا خط الحركة المنحنية للجسم مع تباطؤ الزمن على المحور الرابع، لظهر لنا الزمكان منحنياَ بتأثير الكتلة الجاذبة.

[عدل] الثقوب السوداء و السفر عبر الزمن


شكل يمثل ثقبا دوديا عبر الزمكان.



في العام نفسه الذي ظهرت فيه النسبية العامة 1916م وطرح فكرة انحناء الزمكان، أثبت الفلكي الألماني كارل شفارتزشيلد أنه إذا ضغطت كتلة (ك) في حدود نصف قطر صغير بما فيه الكفاية، فإن انحراف الزمكان سيكون كبيرا بحيث لن تتمكن أي إشارة من أي نوع من الإفلات، بما في ذلك الضوء نفسه، مكونا حيّزا لا يمكن رؤيته، سمي فيما بعد (الثقب الأسود). ويحدث ذلك عند انهيار نجم تتجاوز كتلته ضعف كتلة الشمس، حيث ينضغط ويتداخل بفعل قوته الجاذبة حتى تكون كل مادة النجم قد انضغطت في نقطة ذات كثافة لامتناهية، تسمى نقطة التفرد الزمكاني. وأي شعاع ضوء (أو أي جسم) يرسل داخل حدود الثقب الأسود، ويسمى أفق الحدث، يسحب دون هوادة إلى مركز الثقب الأسود. ومن الناحية النظرية يبدو أنه عند الاقتراب من الثقب الأسود تتزايد انحناءة الزمكان حتى تبلغ أفق الحدث ، الذي لا نستطيع أن نرى ما وراءه. ورغم أن فكرة وجود نجم بهذه المواصفات ترجع إلى العالم جون ميتشيل الذي قدمها في ورقة بحث عام 1783م، إلا أن مساهمة شفارتزشيلد تكمن في أنه قدم حلولا للمعادلات التي تصف انهيار النجم إلى ثقب أسود على أساس نظرية النسبية. واتضح لاحقًا أن شفارتزشيلد لم يصل إلى حل واحد للثقب الأسود، وإنما إلى حلين. وهو شيء يشابه الحل الموجب والحل السالب لالجذر التربيعي. فالمعادلات التي تصف الانهيار النهائي لجسم يقتحم الثقب الأسود تصف أيضا - كحل بديل - ما يحدث لجسم يخرج من الثقب الأسود (يطلق عليه في هذه الحال أحيانا (الثقب الأبيض)). وبذلك يبدو أننا إذا ما تابعنا انحناء الزمكان داخل الثقب الأسود يبدو لنا وكأنه ينفتح مرة أخرى على زمكان آخر ، فكأنما الثقب الأسود يربط زمكان كوننا بزمكان مختلف ، ربما زمكان كون آخر.
ولكن المشكلة كانت في أن أي مادة تدخل هذا الثقب الأسود ستسقط حتمًا في التفردية المركزية لتنسحق بشكل يخرج عن فهمنا. ولكن مع تقدم الأبحاث وجدت هذه المشكلة حلا، فقد ثبت أن كل الأجسام المادية في الكون تدور سواء كانت مجرات أو نجوما أو كواكب، ومن ثم فإننا نتوقع أن تدور الثقوب السوداء بالمثل. وفي تلك الحال يمكن أن يدخل جسم ما إلى الثقب الأسود ويخرج من الناحية الأخرى دون أن يمر بالمفردة ويتحطم، وذلك بتأثير دوران الثقب الأسود. وفي عام 1963 م نشر روي كير حلولا لمعادلات آينشتاين المتعلقة بالثقوب السوداء الدوّارة . وبينت أنه ينبغي أن يكون من الممكن من حيث المبدأ الدخول إلى ثقب أسود دوار من خلال ممر يتجنب التفردية المركزية (نقطة الانسحاق) ليظهر على ما يبدو في كون آخر ، أو ربما في منطقة زمكان أخرى في كوننا ذاته ، ويشكل الثقب الأسود ما يسمى بالثقب (الدودي). وبذلك تثير هذه النتيجة بشكل قوي إمكان استخدام الثقوب السوداء بوصفها وسيلة للسفر إلى الماضي بين أجزاء مختلفة من الكون والزمان. alfred rodward

[عدل] الوسائل المتوقعه للسفر عبر الزمن