عام ٨٠٢٧٠١ ميلادية!

إننا لسنا حُلمًا، بل الزمن هو الحلم، هو الظل الزائل ونحن الباقون. بل هو حلمنا. نحن نحلم الزمن وهو وليد خيالنا وقريحتنا، ولا وجود له بدوننا.

توفيق الحكيم، مسرحية «أهل الكهف»

الزمن، لُغز استعصى على صفوة عقول البشرية، انكبَّ على حله جلُّ الفلاسفة، وكثيرٌ من العلماء، فما هو الزمن؟

قديمًا اعتقدَت حضارات الهندوس والمايا أن زمان الكون دائري ويُكرر نفسه؛ فعند الهنود يدوم العالم مليارات السنوات، ثم يذوب كلُّه في وحدة واحدة بعد أن يُدمَّر، وبعد ذلك تبدأ دورة جديدة، وهكذا تستمر الدائرة الزمنية إلى الأبد. ويعتقد المؤرخون أن فكرة الزمان الدائري جاءت من مراقبة البشر للظواهر الطبيعية مثل الفصول التي تدور بنفس الترتيب كل سنة.١
وحديثًا تتَّجه معظم النظريات المقبولة إلى وجود كون خطي لا يُكرر نفسه، بالرغم من وجود بعض النظريات التي تقول بدورية الكون وإن كانت نشأة الكون فقط هي ما يتكرر فيها، أي ليست تمامًا بنفس المفهوم القديم الذي تبنَّته بعض الحضارات من تَكْرار الأكوان والأحداث خلال الأكوان. هناك نظرية تُسمى بالكون الدوري أو المتكرر (Cyclic Universe) وطُوِّرت خلال نظرية الأوتار String Theory، وفيها الكون عبارة عن جزيرة رباعية الأبعاد أو بران brane يتصادم مع برانات أخرى. تخيل تلك البرانات على أنها شرائحُ متوازية تتقارب مع بعضها البعض حتى تتلاقى في بُعد خامس ثم تنفصل بعد ذلك عن بعضها، وفي كل تصادم تخلق الطاقة العالية لتلك التصادمات حرارةً مهولة، وكذلك تخلق المادة في كل البرانين المتلاقين.
وكما سيُلاحَظ لو كان الكون قد بدأ بالانفجار العظيم؛ ففي حالتنا تلك سينتج عن تلك التصادمات نفس توزيع المجرات، وكذلك سينتج إشعاع كوني خلفي Cosmic background radiation، ونستطيع أن نقول إن ما حدث هو انفجار عظيم ولكن بدون بداية واحدة؛ لأن تلك العملية تتكرَّر للأبد.٢
هل الزمن متعلق بحركة الأشياء كما قال أرسطو؟ هل هو مطلق كما بين نيوتن إذ يقول إن الزمن يتدفق «تدفقًا متساويًا دون علاقة بأي شيء خارجي»، أم هو نسبي كما قال أينشتاين؟٣ هل يجوز عكس الزمن Time reverse، فنرى الأحداث معكوسة، ونرى الأكواب التي وقعَت على الأرض وتحطمت وهي تعود مرة أخرى لتلتحم؟٤ ثم كان السؤال الأصعب: هل يجوز السفر عبر الزمن؟
في عام ١٨٩٥م، أتحفنا «هربرت جورج ويلز» H. G. Wells (١٨٦٦–١٩٤٦م)، كعادته، برائعته «آلة الزمن». وبعيدًا عن كونها من أوائل الروايات التي تتحدث عن السفر عبر الزمن بشكل صريح، وبعيدًا عن أنها أصبحت فتحًا أدبيًّا في مجال السفر عبر الزمن ذلك، إلا أن ويلز قدَّم فيها بُعدًا أعمق بمحاولة لتخيل حال البشرية في عام ٨٠٢٧٠١ ميلادية.
تبدأ حكايتنا بعالم يُصمم آلة يُمكنها اختراق الزمن معتمدًا على نظرية البُعد الرابع، والتي تُتيح التحرك في الزمن كالتحرك في المكان تمامًا، للأمام وللخلف، فيقول متحدثًا عن ذلك: «إن كل الأشياء الحقيقية لا بد أن يكون لها امتداد، أي أن تكون لها أربعةُ أبعاد؛ ثلاثة منها في الاتجاهات، الطول والعرض والعمق، والبعد الرابع في الزمن، ونحن نستطيع أن نتحرك في المكان إلى الخلف وإلى الأمام وإلى الجانب، ولكننا نتحرك في الزمن فقط في اتجاه واحد، من البداية إلى النهاية، لذلك فإننا نميل إلى اعتبار البُعد الزمني كأمر مختلف عن الأبعاد المكانية الأخرى.»٥

ويستطرد: «ومع ذلك، فليس هناك فارقٌ بين الأبعاد المكانية الثلاثة وبين البُعد الزمني.» وهنا نتوقف قليلًا عند كلمة «البعد الرابع»، وهل يمكن فعلًا السير في الزمان بحرية كما هو في المكان؟!

نظرية النسبية الخاصة وتمدد الزمن

افترض ألبرت أينشتاين — في نظرية النسبية الخاصة عام ١٩٠٥م — أنه عند السرعات العالية يتمدد الزمن بالمرء، فيشعر به يمر بطريقة أبطأ من شخص آخرَ يسير بسرعة أقل! وهو ما يُسمى تمدد الزمن Time dilation.

هل هذا يعني أنه عندما نصل لسرعات عالية يُمكن أن نخترق حاجز الزمن؟

هذا صحيح نظريًّا، ولكن في هذه الحالة، ومع زيادة السرعة يحدث تمدد الزمن، أي يصبح مرور الوقت أبطأ، حتى الوصول لسرعة الضوء، فيتوقف الزمن تمامًا. وبعبارة أخرى، فإن الشخص الذي يسير بسرعة عالية، فإنما هو يُسافر في مستقبل الشخص الذي يسير بسرعة أقل! ولا يمكننا — بحسب نظرية النسبية الخاصة أيضًا — كسر سرعة الضوء والوصول سرعة أعلى بأي جسم أيًّا كانت الطاقة التي سنستخدمها لتحقيق ذلك.

فكلما سِرْت بسرعة أكبر، سيتباطأ الزمن بك بالنسبة للأشخاص الآخرين. الموضوع لا يقتصر فقط على الساعة الخاصة بك، بل يمتد ليشمل كل بيئتك، ولن تلاحظ ذلك؛ لأن كل ما حولك قد اعتراه نفس التباطؤ، لن تلاحظ ذلك، ولكن الأشخاص الذين يرَونك، سيُلاحظون هذا التغير، من خلال المقارنة مع ساعاتهم في أطُرِهم المرجعية Frames of references.
فالسفينة الفضائية التي تسير بسرعة ٩٩٫٩٩٩٩٩٩٩٦٪ من سرعة الضوء، يمر يومٌ عليها في مقابل مائة سنة تمر على الأرض. وبالتالي، رحلة ٢٤ ساعة في تلك السفينة تستطيع بها أن تصل للأرض في عام ٢١١٦.٦
لنُوضح بمفارقة شهيرة هذه العملية العجيبة، ألا وهي مفارقة التوءم Twin Paradox. وأقتبس لكم ما قاله أينشتاين (عام ١٩١١م) عن تلك المفارقة قبل أن أشرع في شرحها؛ يقول:
If we placed a living organism in a box … one could arrange that the organism, after an arbitrary lengthy flight, could be returned to its original spot in a scarcely altered condition, while corresponding organisms which had remained in their original positions had long since given way to new generations.

وهو ما يعني: لو وضعنا كائنًا حيًّا داخل صندوق، وذهب ذلك الكائن في رحلة طويلة ثم عاد لنقطةِ انطلاقه مرة أخرى، سيجد أن الكائنات التي تركها قد مر عليها زمنٌ جاءت فيه أجيالٌ جديدة.

«إذا لماذا لا نُلاحظ هذه الخزعبلات في حياتنا العادية؟» هكذا أنت تُفكر الآن!

كل ما هنالك أن السرعات التي نسير بها إنما هي صغيرة جدًّا بالنسبة لسرعة الضوء؛ لذلك سيكون تأثيرُ التمدد الزمني صغيرًا جدًّا وغيرَ ملاحَظ بالمرة.

تجارِب تُؤكد

العديد من التجارِب أُجرِيَت للتحقق من تنبؤات أينشتاين ومعادلاته حول تمدد الزمن، اخترنا لك منها تجربتَين أثبتتا وجود هذا التمدد الزمني فعليًّا!

في التجرِبة الأولى، عام ١٩٧١م، زامَن العلماء ساعتين ذريتَين (لهما دقة عالية جدًّا). وُضعت إحداهما على سطح الأرض، ووُضعت الأخرى في طائرة تنطلق بسرعة عالية جدًّا لعدد من الساعات، لتعود مرة أخرى ويُقارَن الوقت في هذه الساعة مع الأخرى الموجودة على الأرض، فإذا بهم قد وجدوا أن الساعة المتحركة على الطائرة متأخرة بجزء من الثانية عن تلك الموجودة على سطح الأرض، أي إن ما حدث فعليًّا هو تمدد زمني بتلك الساعة التي تحركت.٧
أما في التجرِبة الأخرى، والتي أجريت عام ١٩٧٦م في «المنظَّمة الأوروبية للبحوث النووية» European Council for Nuclear Research أو كما يُطلَق عليها اختصارًا سيرن CERN، في جنيف، سرَّع العلماء جسيمات صغيرة تتحلل بعد وقت معين، وتم مقارنة زمن التحلل للجسيمات المتحركة بهذه السرعات العالية مع أخرى لم يتم تسريعها، فوُجِد أن تلك التي كانت مُسرَّعة تحللت في وقت أكبر من تلك التي لم تُسرَّع، أي إن الزمن تمدد بها! نفس نتيجة التجرِبة الأولى!٨
كما أسلفنا، ما يعيق وجود هذه التأثيرات في خبرتنا اليومية وجودًا محسوسًا هو أن البشر ما زالوا بعيدين كل البعد في تحركاتهم عن سرعة الضوء البالغة (حوالي ٣٠٠٠٠٠كم/ث). فأنَّى لنا أن نأتي بسرعات مقاربة؟! وزد على ذلك نتيجة أخرى من نتائج نظرية النسبية الخاصة بأنه حتى لو وصلنا لتلك السرعات العالية فإن كتلة الجسم ستزداد بزيادة السرعة ويصل قُصوره إلى أعلى درجاته، وتكون النتيجة الحتمية التي لا مفرَّ منها هي أن يتوقف الجسم! تخيل بعد أن كاد يبلغ سرعة الضوء إذا به يتوقف عن الحركة تمامًا.٩
أضف إلى تلك العوائق ما يخص بعض الصعوبات العمَلية؛ فمثلًا السفر بتلك السرعات العالية، بحسَب بحث حديث نوعًا ما،١٠ يجعل الهيدروجين بين النجوم يتحول إلى إشعاع قوي يقتل طاقم أي مركبة، ويُدمِّر الأجهزة الإلكترونية على المركبة.

ولكن وكما عوَّدنا العلم، وكما ألِفنا عن العلماء فلا توجد مشكلة لا يمكن حلها، فما يزال بصيصٌ من الأمل يلوح في الأفق.

تحايل على الكون، وخيال ساجان

أدعوك لإعادة قراءة كلمات ويلز التي قالها عام ١٨٩٥م على لسان «مسافر الزمن» مرة أخرى عن البعد الرابع، ثم تابع معي ماذا قال أينشتاين في نظريته النسبية العامة The General Theory of relativity، نظريته الشهيرة في الجاذبية، عام ١٩١٥م، (والتي بالمناسبة يُحتفَل بمئويتها وأنا أكتب هذه الأسطر في أواخر عام ٢٠١٥م).١١
استنتج أينشتاين وعالم آخر أمريكي — إسرائيلي اسمه ناثان روزن Nathane Rosen (١٩٠٩–١٩٩٥م) من نظريته هذه أن الزمن والمكان بأبعاده الثلاثة يتحدان في نسيج كوني واحد رباعي الأبعاد (ثلاثة أبعاد مكانية: الطول والعرض والعمق، وبُعدٍ زمني واحد) Space-time بالعربية: الزمَكان، هذا النسيج يبدو افتراضيًّا كورقة ملساء يمكن طيُّها. وبين طرَفَيها المطويَّين، يمكن أن يوجد ما يُسمى ﺑالثقوب الدودية Worm holes أو ممرات أينشتاين-روزن Einstein-Rosen bridge؛ لذا يُفترَض في الثقب الدودي أنَّ لديه على الأقل فتحتَين تتصلان ببعضهما بواسطة ممر واحد، وإذا كان الثقب الدودي مؤهلًا للسفر، فإن للمادة إمكانيةَ الانتقال من فتحة إلى أخرى بعبور هذا الممر، وبالانتقال عبره فأنت تنتقل في نسيج زمكاني، أي تُصبح في مكان آخر وزمن آخر!

ليس هذا فحسب، بل يعتقد البعض أن هذه الممرات يمكنها نقل المادة بين عالمَين مختلفَين، وليس فقط بين مكانين وزمانين في عالم واحد.

في عام ١٩٨٥م، كتب عالم الفضاء المشهور كارل ساجان Carl Sagan (١٩٣٤–١٩٩٦م) رواية رائعة من الخيال العلمي اسمها «اتصال» Contact، كتب فيها عن الثقوب الدودية، وكيف يمكن أن تُستخدَم للانتقال عبر الزمن.
ربما أثارت روايته تلك فضوله الشخصي حول الثقوب السوداء، فمضى يستشير زملاءه عن وجودها فعلًا، ومن ضمنهم عالم الفيزياء الشهير كيب ثورن Kip Thorne (١٩٤٠م–…)، والذي كان له دور محوري أيضًا في فيلم ورواية إنترستيللر Interstellar، أسفرت تلك المناقشات عن إعادةٍ لحسابات أينشتاين حول تلك الثقوب، مؤدية لنتائج تُعَد ثورية، سنستعرض نتيجة منها بعد قليل.
يقول عالم الفيزياء النظرية المخضرم ستيفن هوكنج Stephen Hawking (١٩٤٩–٢٠١٨م)، وهو من أبرز علماء الفيزياء النظرية على مستوى العالم وله أبحاثه الخاصة عن الثقوب الدودية والثقوب السوداء، يقول عن الثقوب الدودية إنها ممرات صغيرة عبر الزمان والوقت تربط بين مكانَين ووقتين مختلفين، ولكن لسوء الحظ فهي صغيرة جدًّا جدًّا جدًّا، أجزاء من (بليون تريليون تريليون من السنتيميتر)، وبالطبع لن تكفيَ ليعبر خلالها بشَري.

لذلك كانت هناك بعض المحاولات النظرية التي يُجريها العلماء لإنشاء ثقوب دودية في الفضاء ذات أبعاد أكبر، مستخدمين طاقة عالية جدًّا وتكنولوجيا متقدمة، وطبعًا كل ذلك لهدف واحد؛ وهو أن يمر عبره بشر، أو حتى سفن فضاء! بحيث يكون أحد طرفَيه ها هنا قريبًا من الأرض، والآخر بعيدًا عن الأرض.

لكنْ هناك مشكلتان رئيسيتان فيما يتعلق بهذا الموضوع؛ أولهما عدم استقرار هذه الممرات؛ فهي تنهار بعد وقت صغير من تكوُّنها. وإن كانت هناك دراساتٌ حديثة تفيد بوجود أنواع من تلك الممرات مستقرة نوعًا ما، والمشكلة الأخرى وهي حجم هذه الممرات فهي حسب توقع العلماء صغيرة جدًّا (١٠−٣٣سم)!
بالنسبة لمشكلة صِغَر تلك الممرات، ربما نجد حلًّا فيما توصل له ثورن، نظريًّا، وهو وجود بعضها يمكن أن يكون كافيًا لعبور البشر أو السفن الفضائية، ولكن هذا يتطلب مادة عجيبة تُحافظ على وجود الثقب مفتوحًا، هذه المادة لم يتمَّ اكتشافها بعد، ولكن لا يوجد قانون فيزيائي يمنع وجودها.١٢ وحتى لو وُجدت تلك المادة الغريبة، فإننا سنحتاج منها كتلة بمقدار كتلة المشتري للحفاظ على ثقب دودي يكفي لعبور إنسان واحد.

الكون البخيل!

يبدو أن الكون التزم بالحفاظ على التتابع الزمني فيه عن طريق وضع المشكلات والعقبات أمام البشر في طريقهم لمحاولة السفر خلال زمنه؛ فحتى الثقوب الدودية المُفترضة لن تكون صالحة للسفر عبر الزمن بشكل مباشر، على الأقل حسب ما نعرفه عنها حتى هذه اللحظات. فكوننا يا سادة يبخل علينا بأمنيتنا الكبرى؛ السفر عبر الزمن.

هذا بالإضافة لعقبات منطقية وفلسفية عميقة تقف حائلًا بيننا وبين هذا الهدف، فهَب أن أحدهم استطاع أن يُسافر للماضي ليقتل جدَّه، كيف سيكون موجودًا هو نفسه إذا كان والده لم يوجد؟! تُسمَّى هذه المفارقة ﺑ «مفارقة الجَد» Twin Pardox.
يرد على تلك المفارقة عدد من العلماء منهم الفيزيائي دافيد ديتش David Deutsch (١٩٥٣م–…) من جامعة أوكسفورد: قائلًا إنَّ السفر للماضي سيتضمن سفرًا إلى كون مُوازٍ Parallel universe، فاذهب إلى الماضي واقتل جدَّك إن شئت، فلن يكون هذا جدك، بل سيكون شخصًا آخر في كون آخر، بينما جدك الحقيقي سيظل موجودًا في كونك الأصلي! ونظرية العوالم المتعددة تُعَد نتيجةً من نتائج فيزياء الكوانتم،١٣ والتي لم تُختبَر صحتها بشكل كافٍ لليوم. وهذا غيض من فيض التناقضات والمفارقات التي يُثيرها الحديث عن السفر عبر الزمن، ولكن من يعلم ما يُخبِّئ المستقبل؟!

فربما لم يَحِن الأوان بعد لتتحقق نبوءة ويلز في السفر عبر الزمن ورؤية شمس البشرية وهي تضمحلُّ شيئًا فشيئًا؛ لينتشر الظلام في قلوب البشر وعقولهم قبل أن يُسيطر على سمائهم.

ختامًا، أنصحك بقراءة الرواية العبقرية (آلة الزمن) التي، تحولت لأكثر من فيلم سينيمائي، ربما ستجد جانبًا آخر غير الجانب العلمي سيدفعك للتفكير حقًّا في مستقبل البشرية الذي ينتظرهم إذا استمر نمط تفكيرهم الطبقي على ما هو عليه الآن.

١  نيكولا برانتزوس، «أسفار في المستقبل»، ترجمة علي نجيب محمد، مؤسسة أكاديميكا، ٢٠٠٩م، ص٢٦٨.
٢  Marcus Chown, In the beginning, New Scientist, 1 Dec 2012.
والإشعاع الكوني الخلفي Cosmic background radiation هو إشعاع راديوي يملأ الكون كله حاليًّا، وإيجاده كان دليلًا قويًّا على حدوث الانفجار الكبير الذي بدأ به الكون، وأثبت وجوده فعلا العالمان آرنو بنزياس وروبرت ويلسون في ستينيَّات القرن الماضي، يمكنك قراءة المزيد عن قصة الاكتشاف وعن ماهيَّة الإشعاع الكوني الخلفي، من المرجع التالي:
بيل برايسون، موجز تاريخ كل شيء تقريبًا، ترجمة أسامة محمد إسبر، دار العبيكان عام ٢٠٠٧م، الفصل الأوَّل.
٣  كولن ويلسون، فكرة الزمن عبر التاريخ، سلسلة عالم المعرفة العدد ١٥٩، المجلس القومي للثقافة والفنون، الكويت، ص٣٨.
٤  يرى ستيفن هوكنج (الفيزيائي الإنجليزي الشهير) أن سبب كون الزمن لا يعود للخلف هو القانون الثاني للديناميكا الحرارية الذي ينص على أن الأنتروبيا، أو عدم الانتظام في الكون في تزايُدٍ مستمر؛ فالزمن يسير في اتجاه عدم الانتظام. يناقش هوكنج موضوع اتجاه الزمن بالتفصيل في كتابه The theory of everything الفصل الخامس المعنوَن: The direction of time.
Stephen Hawking, The theory of everything … the origin and fate of the universe, New Mellinium Press, US 2003, p132.
٥  H. G. wells, The Time Machine, 1895, The Project Gutenberg EBook of The Time Machine.
٦  Henrix Bendix, Trip to the past, Science Illustrated, Issue 31 (14 August 2014), P72.
٧  في تلك التجرِبة كان المقصود للأمانة هو قياسَ التمدُّد الزمني الناتج عن السرعة كما بينَّا، وكذلك الناتج عن الجاذبية. تأثير الجاذبية على الوقت بينَّاه في فصل: «حياة ما بين النجوم».
٨  الجسيمات التي تم تسريعها كانت الميونات (Muons) وهي جسيمات تنتج أساسًا من تفاعل الأشعة الكونية مع الذرات على ارتفاع عدة آلاف كيلومترات عن سطح الأرض، ولها شحنة تُماثل شحنة الإلكترون، وكتلة تُماثل ٢٠٧ مرة كتلته، وحياتها تمتد ﻟ ٢٫٢ ميكروثانية فقط (٠٫٠٠٠٠٠٢٢ ثانية). وتم تسريعها لسرعة ٠٫٩٩٩٤ من سرعة الضوء.
مصدر: RAYMOND A. SERWAY, CLEMENT J. MOSES, CURT A. MOYER, Modern Physics … Third Edition, Thomson Learning, 2005, p17.
٩  ما سبق ذِكرُه من تمدُّد الزمن، وزيادة الكتلة بزيادة السرعة توجد معادلات رياضية تُوضحها، غير أننا آثرنا عدم ذكرها للتبسيط قدر المستطاع، ويمكنك إذا كنت مهتمًّا البحثُ عن Time dilution equation وMass equation in special relativity. أو يمكنك قراءة كتاب أينشتاين نفسه «نظرية النسبية الخاصة والعامة» (Relativity: The Special and the General Theory)، وقد ترجمَته للعربية الهيئة المصرية العامة للكتاب.
١٠  Edelstein, W. and Edelstein, A. (2012) Speed kills: Highly relativistic spaceflight would be fatal for passengers and instruments. Natural Science, 4, 749–754. doi: 10.4236/ns.2012.410099.
١١  ارتباط الزمان والمكان موجود منذ نظرية النسبية الخاصة (١٩٠٥م)، ولكن تم استخدامه لتفسير الجاذبية في نظرية النسبية العامة.
Jim Alkhalili, Black Holes, worm holes and time machine, Institute of Physics Publishing-Bristol and Philadelphia, pg139.
١٢  Henrix Bendix, Trip to the past, Science Illustrated, Issue 31 (14 August 2014), P72.
١٣  Henrix Bendix, Trip to the past, Science Illustrated, Issue 31 (14 August 2014), P74.

جميع الحقوق محفوظة لمؤسسة هنداوي © ٢٠٢١