56449731d9fd1148fb8d18779f7d766542-time-blindness-b.rsquare.w700

إنّ الزمن قياس للتغيّر المستمر والمتواصل في محيطنا، عادة ما يكون من وجهة نظر محدّدة. ومع أنّ مفهوم الزمن بديهيّ (كثبات مرور الأحداث أمام أعيننا، أو مدار القمر حول كوكبنا)، فإنّ وصف طبيعته الأساسيّة أصعب بكثير. حتّى الفيزيائيّون غير متيقنين مما يحدث فعلًا عندما يمرّ الزّمن. إلا إنهم يملكون بعض الفرضيّات.

[caption id="attachment_99521" align="aligncenter" width="624"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture1-60.png"><img class="size-full wp-image-99521" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture1-60.png" alt="(Mikhail Leonov/Shutterstock)" width="624" height="253" /></a> (Mikhail Leonov/Shutterstock)[/caption]
<h3>كيف يعمل الزمن؟</h3>
عُدّ الزمن قرونًا عدّة قوّةً مستقلّة ثابتة، وكأنّ تقدّم الكون محكوم من عقارب ساعة بيج بين مثلًا.

تغيَّرَ هذا الوصف للزمن عام 1905 عندما قدّم آلبرت آينشتاين نظرية النسبيّة الخاصّة.

ومع أنه كان معروفًا أن مرور الزّمن مرتبط بالمكان، فإن هذه النظريّة المهمّة كانت أول ما جمع بين المكان والزمان في مجال واحد، تتغيّر قياساته بالاعتماد على حركة الأشياء النسبية وقواها الجاذبة. جلّ ما يعنيه هذا أن الزمن نسبيّ.

https://youtu.be/5TbUxGZtwGI
<h3>هل الزمن حقيقي؟</h3>
سوف يتّفق شخصان يتحرّكان بنفس السرعة والاتجاه، على أن قياساتهما للمسافة والوقت متطابقة. إلا إنه عندما يغيّر أحدهما سرعته، سيلاحظان تغيّر قياسات الشخص الآخر للوقت والمسافة، وبقاء قياسات كل منهما كما هي.

هذا يعني أن الزمن ليس وحدة كونيّة ثابتة، إذ لا يوجد سبب لتفضيل منظور للزمن على آخر. إنه قياس نسبيّ يتغيّر عندما تتحرّك الأشياء بسرعة أو ببطء، أو عندما تتعرّض لجاذبية أكبر أو أقل.

تحني الجاذبيّةُ المكانَ والزمان: كلّما كانت الجاذبيّة أقوى، يزيد انحناء الزمكان ويبطؤ الزمان.

يمكنكم رؤية مثال على ذلك في الصورة أدناه، التي تُظهر انحناء الزمكان بسبب كتلة الأرض.

[caption id="attachment_99520" align="aligncenter" width="624"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture2-52.png"><img class="size-full wp-image-99520" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture2-52.png" alt="(NASA)" width="624" height="460" /></a> (NASA)[/caption]

ولهذا السبب يشيخ الناس على متن محطّة الفضاء الدوليّة، البعيدة عن جاذبية الأرض، أبطأ بقليل من الناس على الأرض.
<h3>هل يمكن عكس الزمن؟</h3>
يجب أن يكون التغيّر في سرعة الجسم أو سرعة الجاذبيّة هائلًا حتى نتمكن رؤية هذه التأثيرات في الزمن. ولكن عندما تتسارع إحداهما وتقترب سرعتها من سرعة الضوء، تصبح قياسات الزّمن ملحوظة على نحو متزايد.

نظريًّا، عندما يقترب جسيم من سرعة الضوء، سنلاحظ بأن «ساعته» تتباطأ. وفور أن يتخطّى سرعة الضوء، سوف نلاحظ بأن عقارب ساعته تتحرّك إلى الوراء من منظورنا. وسوف تبدو عقارب ساعتنا تتحرّك إلى الوراء من منظور الجسيم.
<h3>ماذا عن السفر عبر الزمن؟</h3>
يشوّه أيضًا الحجم، الذي يَحني المكان، خلف أفق الثقب الأسود، منظور الزمن.

نملك حريّة المكان في كوننا ويمكننا أن نتحرّك كيفما نشاء، لكننا مُجْبَرون على أن نتبع مسار الزمن باتّجاه خطيّ.

تُظهر الحسابات أن تخطّي أفق ثقب أسود، يبدّل هذه الحريّات. لذا يصبح بإمكاننا أن لا نتبع اتّجاه مسار الزمن الصارم، ولكن سوف نفقد حريّة التحرّك في المكان، ما يتيح السفر عبر الزّمن (نوعًا ما).

ومع أن هذه السيناريوهات تساعدنا على فهم طبيعة الزمن بطريقة أفضل، فإن لدى سرعة الضوء والسفر عبر الثقب الأسود، قيودًا تمنعنا من استخدامهما طرقًا عملية لعكس الزمن. لا تحاول أيًا منها في المنزل.
<h3>لماذا يوجد مستقبل وماضٍ؟</h3>
ربما تصف نماذج الزمكان قياسات الزمان والمكان التي تتغيّر من نقطة إلى أخرى تليها، ولكنّها لا تشرح الكثير عن الالتزام العنيد للزمن في تسلسل الأحداث.

إن كوننا، تحت هذه الأوصاف للزمن، كتلة واحدة من الزمكان. يوجد نوع من البداية (الانفجار العظيم) لا يمكن تطبيق فهمنا لقوانين الفيزياء قبلها. ويوجد نوع من النهاية حيث لا توجد أهميّة لقياس التغيّر. ولكن لا توجد قطعة من الزمن بصفتها «الآن».

«يعلم الناس الذين يؤمنون بالفيزياء مثلنا، بأن التمييز بين الماضي والحاضر والمستقبل وَهْمٌ مثابرٌ عنيد»، هذا ما كتبه آينشتاين في إحدى المرّات.

لكن، قد توجد بعض الأدلّة عن لغز الزمن في مجالات أخرى من الفيزياء غير علم الكونيات (الكوزمولوجيا). على سبيل المثال، اقترح الفيزيائي النمساوي لودفيغ بولتزمان في سبعينيات القرن التاسع عشر، وجود صلة بين الزمن وازدياد مستوى الفوضى في الكون.

لمّح ربط مبدأ ديناميكا الحرارية للقصور الحراري (أنتروبيا) بالزمن، الذي يسير باتجاه واحد، إلى تفسير محتمل لسبب سير الزمن إلى الأمام: ربّما يتحرّك كوننا من كون وليدٍ مضغوطٍ للغاية ذي أنتروبيا منخفضة، إلى كون توسّعي فوضويّ للغاية ينجرف باتّجاه المستقبل.
<h3>كيفية إبطاء الزمن</h3>
توجد طريقة لإبطاء الزّمن غير السفر نحو الفضاء بعيدًا عن جاذبيّة الأرض، من منظورنا الخاص على الأقل. لا يتعلّق هذا بفيزياء الوقت وطبيعته، ولكن بشعورنا بمدى سرعة الحياة أو بطئها لكل واحد منّا.

يقول بعض الباحثين إنه قد يُشعرك تعريض نفسك لتجارب أو بيئات جديدة، بأن الزمن يمرّ أبطأ. قد يعزى ذلك إلى كميّة المعلومات التي على أدمغتنا استيعابها وتحليلها. فمثلًا، عندما نكون صغارًا أو نتعلّم شيئًا جديدًا، يبدو العالم من حولنا بطيئًا. وعندما نكبر ونتعوّد نمطًا من الرتابة، تبدو الأيام والسنون سريعة.

لن يجعلك أيّ مما سبق ذكره تشيخ أبطأ (للأسف)، إلا إذا كنت تمتلك مركبة فضائيّة، لكن قد تكون معرفتنا بأن الزمن مطواع أكثر بقليل مما يعتقد الكثير منّا، تذكيرًا بأننا نملك قدرتنا الخاصّة لتعميق إدراكنا حول مدى سرعة مرور الأيام (ولو قليلًا).

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=93803">كيف يدرك الدماغ الوقت؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=90304">محاكاة للسفر عبر الزمن تظهر عدم وجود أثر الفراشة كموميًا</a>

ترجمة: ياسين عبّود

تدقيق: أيمن الشطي

المصدر: <a href="https://www.sciencealert.com/time?fbclid=IwAR1baPL4eYdvHlAMACJOuVzA0esupyy7S0U0tn_5z6fYDAMSAsmBIyEdpSU">sciencealert</a>

ما هو الزمن ؟

c9437e29c8dd380a140f7c79d2d830d6

للمرّيخ قمران فوبوس وديموس، التجسيد الأسطوري للخوف والرهبة. يختلف هذان الجرمان عن قمرنا الكبير والكروي، وكان يُعتقد لفترة طويلة أنهما كويكبان مُلتقطان. وقد استمرت الأبحاث الحديثة بالعثور على ثغرات في هذه الفكرة، وكشفت دراسة جديدة عن فكرة مثيرة للاهتمام: كان القمران جرمًا واحدًا.

[caption id="attachment_99549" align="aligncenter" width="576"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture3-7.jpg"><img class="size-full wp-image-99549" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture3-7.jpg" alt="فوبوس (يسارًا) وديموس (يمينًا) جنبًا إلى جنب للمقارنة. مصدر الصورة: NASA" width="576" height="271" /></a> فوبوس (يسارًا) وديموس (يمينًا) جنبًا إلى جنب للمقارنة. مصدر الصورة: NASA[/caption]

لقد استخدم الباحثون بيانات جيوفيزيائية ونماذج عن حركة القمر المدارية، لإعادة الوقت إلى الوراء، كما ورد في تقرير في Nature Astronomy. وتبيّن أن فوبوس وديموس كانا من مليارات السنين في نفس المكان حول المريخ. والتفسير البديهي هو أنهما كانا جرمًا واحدًا وكبيرًا في الماضي.

يبلغ قطر فوبوس 22 كيلومترًا (14 ميلًا) وقطر ديموس أكبر بقليل من نصف قطر فوبوس. يشير البحث إلى أنه كان هناك قمر واحد يدور حول الكوكب الأحمر منذ مليار سنة إلى 2.7 مليار سنة خلت.

صرح أمير حسين باقري، باحث رئيسي وطالب دراسات عليا في معهد الجيوفيزياء في ETH زوريخ: «إن فوبوس وديموس بقايا هذا القمر المفقود»، وأضاف أيضًا: «تعتمد دقّة تحديد الوقت على الخصائص الفيزيائية لفوبوس وديموس، أي مدى مساميتهما ونسبة الفجوات فيهما».

كانت البيانات التي جمعها مقياس InSight للزلازل التابع لوكالة NASA ذات أهمية أساسية في هذا البحث. تقيس هذه الأجهزة الهزات المريخية والاهتزازات التي يختبرها الكوكب الأحمر جميعها، ما يعطي العلماء فكرة عن الخصائص الداخلية للكوكب وتأثير قوى المد والجزر من الأقمار على المريخ والعكس. تؤدي هذه القوى إلى تبديد الطاقة التي تعتمد مدى قوتها على الأجسام: حجمها وتكوينها ومسافتها.

ما زالت صورة نظام قمر المريخ ناقصة، ولكن سبق وتوقعنا أن مصير فوبوس الزوال. يتوقع الباحثون أن القمر سوف يتلاشى في غضون 40 مليون سنة. فالقمر فوبوس يقترب ببطء، ولكن بثبات من المريخ، ما سيؤدي في نهاية المطاف إلى تصادمه مع الكوكب، أو قد يتفتت القمر ويتحول فتاته إلى نظام حلقات خاص بالمريخ.

وترى فرضية أخرى أن تكون الحلقات جزءًا من دورة يقوم بها فوبوس إذ يتفتت دوريًا فتقع أجزاء منه على سطح المريخ، وتندمج أجزاء أخرى لتكون قمرًا.

هناك حاجة إلى مزيد من البيانات عن تكوين فوبوس. لذلك تخطط وكالة الفضاء اليابانية JAXA لهذا الغرض، مهمة اكتشاف أقمار المريخ، التي من المتوقع أن تنطلق باتجاه المريخ في العام 2025 وتجمع عينات من فوبوس قبل عودتها إلى الأرض.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=98704">تحديد جانب مهم للكواكب التي قد تستضيف الحياة</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=98497">صالحية الأرض للحياة اليوم ترجع للحظ، هذا ما أظهرته ملايين عمليات المحاكاة</a>

ترجمة: ياسين عبّود

تدقيق: محمد أبو دف

<a href="https://www.iflscience.com/space/marss-companions-phobos-and-deimos-may-be-the-leftovers-of-a-lost-moon">المصدر</a>

قمرا المريخ فوبوس وديموس قد يكونا بقايا قمر مفقود

PWMar20Hannaford-frontis_1200

نجح فيزيائيون لأول مرة بتصوير حالة غامضة للمادة، إذ سجل فريق البحث تذبذب بلورة زمانية مصنوعة من ماغنونات عند درجة حرارة الغرفة بواسطة مجهر سيني نافذ ماسح، وقالوا إن هذا تقدم مهم في دراسة البلورات الزمانية. قال الفيزيائي بول غروزسكي من جامعة آدم ميسكيفيتش في بولندا: «أثبتنا أن هذه البلورات الزمكانية أمتن وأوسع انتشارًا مما كان كنا نظن. تتكثف بلورتنا عند درجة حرارة الغرفة، وبوسع الجسيمات أن تتفاعل معها، بعكس النظام المعزول. إضافةً إلى ذلك، بلغت حجمًا يسمح باستخدام هذه البلورة الزمكانية الماغنونية، ما قد يؤدي إلى العديد من التطبيقات المحتملة».

تأكد وجود البلورات الزمانية -التي يُشار إليها أحيانًا بالبلورات الزمكانية- فعليًا منذ بضع سنوات فقط، وهي مبهرة كما يوحي اسمها، إذ تشبه البلورات العادية كثيرًا لكنها تمتلك ميزة إضافية.

في البلورات العادية تترتب الذرات في بنية ثلاثية الأبعاد ثابتة، مثل الشبكة الذرية للألماس أو شبكة بلور المرو أو الكوارتز. قد تختلف هذه الشبكات المتكررة في ترتيبها، لكنها لا تتحرك كثيرًا ضمن تشكيلٍ معين، فهي تتكرر مكانيًا فقط.

أما الذرات في البلورات الزمانية فتتصرف بشكل مختلف قليلًا، فهي تتذبذب، فتدور أولًا في اتجاه ثم تدور في الاتجاه الآخر. هذه التذبذبات مقيدة بتردد محدد ومنتظم، وكما تتكرر بنية البلورات العادية مكانيًا، تتكرر في البلورات الزمانية مكانيًا وزمانيًا.

لدراسة البلورات الزمانية، غالبًا ما يستخدم العلماء تكاثفات بوز-أينشتاين شديدة البرودة المؤلفة من أشباه الجسيمات ماغنون. والماغنونات ليست جسيمات حقيقية، بل تتألف من إثارات مجمعة من اللف المغزلي للإلكترونات، مثل موجة تنتشر عبر شبكة من اللفات المغزلية.

بقيادة غروزسكي ونيك تراغر من معهد ماكس بلانك للأنظمة الذكية في ألمانيا، أنجز فريق البحث شيئًا مختلف، إذ وضعوا شريطًا من برمالوي ممغنط على هوائي يُمكّنهم من إرسال تيار بتردد راديوي.

أنتج التيار مجالًا مغناطيسيًا متذبذبًا على الشريط، تدخل إليه الموجات المغناطيسية من طرفيه، فحفزت هذه الموجات الماغنونات في الشريط، ثم تكثفت هذه الماغنونات المتحركة إلى نمط متكرر.

يقول تراغر: «أرسلنا المزيد من الماغنونات إلى داخل هذا النمط من الماغنونات المتكرر مكانيًا وزمانيًا بانتظام، فتبعثرت في النهاية. من ثم أثبتنا أن البلورة الزمانية بوسعها التفاعل مع أشباه جسيمات أخرى، لم يستطع أحد إثبات هذا مباشرةً في تجربة من قبل، ناهيك بتسجيله بفيديو».

https://youtu.be/kUY3TglEUCU

يُظهر الفيديو -المُصوَّر بسرعة 40 مليار إطار في الثانية- انتشار مقدمة الموجة المغناطيسية عبر الشريط، وذلك باستخدام المجهر السيني MAXYMUS الموجود في منشأة BESSY II للإشعاع السنكروتروني في هلمهولتز زنترم-برلين في ألمانيا.

يجب أن تكون البلورات الزمانية مستقرة ومتسقة على فترات زمنية طويلة، إذ إنها -نظريًا- تتذبذب عند أدنى طاقة ممكنة. يُظهر البحث إمكانية التلاعب بالبلورات الزمانية الماغنونية، ما يفسح المجال أمام طرق جديدة لإعادة ترتيب البلورات الزمانية. قد يكون هذا بداية استخدام حالة المادة في العديد من التطبيقات العملية.

يقول الفيزيائي جوشيم غراف من معهد ماكس بلانك للأنظمة الذكية: «لدى البلورات الكلاسيكية مجال واسع جدًا من التطبيقات. إذا تفاعلت البلورات زمانيًا كما تتفاعل مكانيًا، سيزيد ذلك بُعدًا جديدًا من التطبيقات المحتملة، فاحتمال تطبيقها في مجالات الاتصالات والرادار وتكنولوجيا التصوير هائل».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=97393">أربع طرق تتحدى بها فيزياء الكم الواقع</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=96162">قراءة في كتاب «في البدء – فيزياء، فلسفة وتاريخ علم الكون»</a>

ترجمة: ياسين عبود

تدقيق: محمد حسان عجك

مراجعة: أكرم محيي الدين

<a href="https://www.sciencealert.com/watch-the-first-ever-video-of-a-time-crystal-oscillating">المصدر</a>

تصوير تذبذب بلورة زمانية للمرة الأولى

1-copy-16

قد لا تعرف الكوكب LHS 3844b، ولكن أصبح الآن لديه ما يميزه: يعتقد علماء الفلك أن لديهم دليلًا على أنه أول كوكب ذي نشاط تكتوني خارج المجموعة الشمسية. الدليل هو مجموعة من عمليات المحاكاة المتقدمة، تستند إلى معلومات مستقاة من مراقبة هذا الكوكب الصخري، الذي يكبر كوكب الأرض بقليل. وما يهمنا في هذا الجزء من البحث بالتحديد أنه لا يبدو أن للكوكب غلافًا جويًا، ما يعرض نصف كوكب LHS 3844b لشمسه دائمًا، ويعني ذلك درجات حرارة قد تصل إلى حوالي 800 درجة مئوية على الجانب النهاري، وحوالي -250 درجة مئوية على الجانب الليلي.

[caption id="attachment_100029" align="aligncenter" width="480"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture2-58.png"><img class="wp-image-100029 size-full" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture2-58.png" alt="كوكب LHS 3844b" width="480" height="195" /></a> رسم توضيحي فني لكوكب LHS3844b (جامعة بِرْن/ ثيبو روجر)[/caption]

قال طوبياس ماير، عالم الفلك في جامعة برن في سويسرا: «اعتقدنا أن هذا الفارق الكبير في درجات الحرارة قد يؤثر في تدفق المواد في باطن الكوكب».

استنادًا إلى مراقبة منحنى الطور لسطوع الكوكب، ودرجات حرارته المحتملة، وإلى نماذج حاسوبية تحاكي العديد من المواد التكتونية ومصادر الحرارة المحتملة، يعتقد ماير وزملاؤه أن تدفقًا لمواد تحت السطح يجري على مستوى نصف الكوكب.

أظهرت معظم عمليات المحاكاة التي أجراها الباحثون، تدفقًا باتجاه الأعلى فقط في أحد جانبي الكوكب، وتدفقًا باتجاه الأسفل فقط في الجانب الآخر، ولكن كان هذا معكوسًا في بعض السيناريوهات، وهو اكتشاف مفاجئ ولا يتوافق مع الحركة التكتونية على الأرض.

قال دان بُووِر، عالم الجيوفيزياء في جامعة برن: «استنادًا إلى ما نعرفه عن الأرض، قد تتوقع أن المواد في الجانب النهاري أخف، وبالتالي تتدفق باتجاه الأعلى، والعكس صحيح».

والسبب هو تغير درجة حرارة المواد المكونة للوشاح وهي تتحرك، حيث يصبح الصخر البارد قاسيًا وأقل حركةً، والصخر الدافئ شبيهًا بالسائل عندما يسخن. يقول العلماء أن المواد والسطح المتبدل قد يؤديان إلى نشاط تكتوني مذهل.

وأضاف بُووِر: «قد يتوقع أحدهم نشاطًا بركانيًا كبيرًا على جانب الكوكب الذي تتدفق فيه المواد باتجاه الأعلى».

نتيجة لذلك، يعتقد العلماء أنه قد يكون أحد نصفَي كوكب LHS 3844b مليئًا بالبراكين، بينما لا يُظهر النصف الآخر أي نشاط بركاني، كل هذا بسبب فارق درجات الحرارة الكبير على الكوكب.

إن التدفق باتجاه الأعلى الذي قد يسبب هذه البراكين، يتوافق مع ما نراه على الأرض، ولكن في أماكن محددة فقط، مثل هاواي وآيسلندا. وبشكل أعم، لا تشبه الحركة التكتونية التي تقترحها هذه النماذج أي شيء آخر في نظامنا الشمسي.

لا بد أن المزيد من المراقبة والبحث سيساعدان على تأكيد ما يجري على سطح LHS 3844b، وهل كان نصفه فعلًا مليئًا بالبراكين أم لا؟ لا سيما مع الانتهاء من تركيب تلسكوبات فضائية أقوى، وتقدم فهمنا للكواكب خارج المجموعة الشمسية.

قال ماير: «تُظهر لنا عمليات المحاكاة التي نقوم بها كيف يمكن أن تظهر هذه الأنماط، ولكن قد يحتاج تأكيده إلى المزيد من المراقبة الدقيقة».

وأضاف: «على سبيل المثال، باستخدام خارطة عالية الدقة لدرجة حرارة السطح، يمكنها أن تشير إلى تحرير معزز للغازات جراء النشاط البركاني أو الكشف عن غازات بركانية. نأمل أن تساعدنا الأبحاث المستقبلية على فهمه».

نُشر هذا البحث في Astrophysical Journal Letters.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=99047">الفوهة الكبرى على سطح القمر تكشف التاريخ القديم لتكونه</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=98937">استكشاف الحياة في عوالم أخرى بالبحث عن آثار التلوث فيها</a>

ترجمة: ياسين عبود

تدقيق: حسام التهامي

<a href="https://www.sciencealert.com/astronomers-have-found-the-first-evidence-for-tectonic-activity-on-an-exoplanet">المصدر</a>

ياسين عبود

الأعمال

ما هو الزمن ؟

قمرا المريخ فوبوس وديموس قد يكونا بقايا قمر مفقود

تصوير تذبذب بلورة زمانية للمرة الأولى

أول دليل على نشاط تكتوني في كوكب خارج المجموعة الشمسية