تعريف الزمكان

معلومات عامة - بواسطة: اسماء ربابعه - mawdoo3 اخر تحديث: ١١:٠٧ ، ١٢ يوليو ٢٠٢١

تعريف الزمكان

الزمكان (بالإنجليزية: Spacetime)هو نموذج مفاهيمي يجمع بين الأبعاد الثلاثة للفضاء مع البعد الرابع للزمن، ووفقاً لأقوى النظريات الفيزيائية الحديثة فإنّ الزمكان يُبيّن التأثيرات النسبية غير الطبيعية التي تنشأ عند السفر بالقرب من سرعة الضوء، بالإضافة لحركة الأجسام الضخمة في الكون، وقد طوّر هذه الفكرة العالم الفيزيائي الشهير"ألبرت أينشتاين"كجزء من نظريته النسبية، وقبل ذلك ظهرت نظريات مختلفة لشرح الظواهر الفيزيائية منها: قوانين نيوتن للفيزياء التي تصف حركة الأجسام الضخمة، بالإضافة للنماذج الكهرومغناطيسية لجيمس ماكسويلالتي شرحت خصائص الضوء.^[١]

تفسير نموذج الزمكان

افترض العلماء سابقاً عدم وجود صلة بين المكان والزمان، واعتبروا الفضاء المادي سلسلةً ثلاثية الأبعاد مُسطّحة، ولكن بناءً على النظرية النسبية لأينشتاين فإنّ نموذج الزمكانرباعي الأبعاد يتضمّن تأثيرات الجاذبية، إذ لم تُعتبر الجاذبية على أنّها قوة ولكنّها سبباً لانحراف الزمكان، ممّا يعني أنّنموذج الزمكان منحنياًوليس مسطحاً، حيث تكون مسارات الجسيمات عبارة عن خطوط مستقيمة في نظام إحداثيات، وهو ما عُدّ امتداداً لمفهوم ريمان عنالفضاء المنحني، إذ يتبع الجسم خطاً عالمياً يُشبه الطريقة التي تتحرك فيها كرة البلياردو على مسار مُحدّد من سطح مائل.^[٢]

ما هو نسيج الزمكان؟

في البداية تصوّر العلماء أنّ الفضاء عبارة عن فسيفساء تتألّف من قطع صغيرة من الفضاء، وافترضوا أنّه عند تكبيرها سيُرى شيئاً شبيهاً برقعة الشطرنج، ولكنّ ذلك قد يختلف مع مرور الضوء بسرعة كبيرة وباتجاهات مختلفة وواسعة، لذا فإنّ العلماء دعموافكرة العلائقيةالتي اكتشفها الفيلسوف الألماني"غوتفريد لايبنتس"، والتي تنصّ على أنّ الفضاء ينشأ من نمط معين من الارتباطات بين الكائنات، ممّا يعني أنّ الفضاء يتألّف من قطع من الصور المجتمعة معاً وِفقاً للخصائص المتشابهة، فمثلاً الألوان القريبة من بعضها تكون في مكان قريب، والمختلفة تنفصل بصورة مبدئية، وتتصل العلاقات على شكل شبكة اعتماداً على أنماط معينة من الاتصال المرتبطة بمبادئ فيزيائية مثلميكانيكا الكموغيرها.^[٣]

العلاقة بين الزمكان والجاذبية

تُمثّلمعادلاتأينشتاين معادلات النسبية إلى جانب دراسةتأثيرات الجاذبية، حيثتُعدّ الجاذبية وِفقاً لنظريةأينشتاينانحناء الزمكان، كما أنّها انحناء الكون الذي تُسبّبه الأجسام الضخمة، والذي يُحدّد بدوره المسار الذي تسلكه هذه الأجسام.^[٤]^[٥]