[محمد محمود بدر]

والآن لو كنت تقول لنفسك : انتظر لحظة !
هذه مادة سخيفة تنافي العقل والمنطق السليم !!
لماذا فكر العلماء وأخترعوا شيئاً كهذا ؟
لماذا لم يقولوا فقط أن موجات الضوء تسير عبر الفضاء الفارغ ؟




السبب في ذلك هو أنهم لو قالوا ذلك ، فمعنى هذا أنهم قد عادوا للسؤال ، بالنسبة لماذا يسير الضوء بالسرعة c ؟ لأن الفضاء الفارغ ليس بشئٌ ملموس مثل المادة التي تمثل شيئاً ملموساً. فإذا قلنا أن الضوء يسير بسرعة c بالنسب للأثير ، فهذا واضح ماذا نعني بذلك.

ولكن لو قلنا أن الضوء يسير بسرعة c بالنسبة للفضاء الفارغ ، فهذا ليس واضحاً ماذا نعني بذلك ، وسوف نطرح على أنفسنا سؤالاً فلسفياً خطيراً عن الأفكار الأساسية للفيزياء.

ولذلك أجاب علماء القرن التاسع عشر عن السؤال ، بالنسبة لماذا يسير الضوء بالسرعة c ؟ الإجابة ، يسير الضوء بالسرعة c بالنسبة لهذه المادة الإفتراضية ، الأثير.

والآن ، نحن في مشكلة كبيرة !! هناك مشكلة فلسفية ستظهر فوراً إذا قبلنا بفكرة الأثير هذه !! وسوف تظهر على شكل إنشطار أو تفرع ثنائي في الفيزياء والتي كنّا نقوم بشرحها ووصفها حتى الآن.
لقد تحدثنا عن دراسة علم الميكانيكا (دراسة علم الحركة). وكيف في دراسة الميكانيكا يتواجد مبدأ النسبية ويُطبَّق. وأن قوانين الميكانيكا أو قوانين الحركة هي نفسها لأي شخص في حركة منتظمة. وأنه لا يوجد إطار مرجعي واحد خاص فقط تكون فيه قوانين الميكانيكا صالحة. إذاً مبدأ النسبية متواجد ويُطبَّق.

ولكننا الآن إذا سألنا نفس السؤال للكهرومغناطيسية ، وقلنا في أي إطار مرجعي يتحرك الضوء بالسرعة c ؟ ولقد ناقشنا من قبل أن هذا السؤال هو مرادف وموازي للسؤال في أي إطار مرجعي تكون قوانين ماكسويل (أو قوانين الكهرومغناطيسية) صالحة ؟ فالإجابة هي : أنها صالحة في هذا الإطار المرجعي الخاص الوحيد ، وهو إطار مرجعي ثابت غير متحرك بالنسبة للأثير. ولذلك أصبح عندنا إنقسام في الفيزياء ، فرع من الفيزياء يطيع مبدأ النسبية ، والفرع الآخر لا يطيع مبدأ النسبية.
وهذا شيئٌ غير مرض فلسفياً ونفسياً ، ولكنه كان أساسياً لعلماء القرن التاسع عشر.

والآن ، تذكر معنا في المقال الأول عندما جعلناك تلعب التنس على متن سفينة كبيرة في البحر ، وفي قاعدة على سطح الزُهرة ، وفي كوكبٍ بعيد في مجرةٍ بعيدة ، وأنت لم تقابلك مشاكل في ذلك. قد يكون موضوع تسخين كوب الشاي داخل المايكرويف غامضاً أو مبهماً قليلاً بالنسبة إليك. ولكن السبب الذي جعلنا نطلب منك ذلك أن هذا يتضمن الكهرومغناطيسية. وإذا كنت عالماً تؤمن بوضع أو حالة هذين الفرعين من الفيزياء في نهاية القرن التاسع عشر ، كنت ستقول لنا : نعم أستطيع لعب التنس على متن سفينة كبيرة في البحر ، وفي قاعدة على سطح الزُهرة ، وفي كوكبٍ بعيد في مجرةٍ بعيدة ، لأن مبدأ النسبية صالح ويُطبَّق على قوانين الميكانيكا (أو قوانين الحركة). ولكنك كنت ستقول لنا : كلا إن فرن المايكرويف لن يعمل أبداً لأن مبدأ النسبية غير صالح ولا يُطبَّق على قوانين الكهرومغناطسية (أو معادلات ماكسويل).

هذا هو الوضع في نهاية القرن التاسع عشر ، عندنا هذا الإنقسام في الفيزياء. إعتقد الفيزيائيون أن قوانين الكهرومغناطيسية كانت صالحة وتُطبَّق في إطار مرجعي خاص واحد فقط ، وهو إطار مرجعي ثابت غير متحرك بالنسبة للأثير. إذاً الجملة : "أنا أتحرك" لها معنى في الكهرومغناطيسية. أنا أتحرك تعني أنا أتحرك بالنسبة للأثير ، في المقابل "أنا أتحرك" ليس لها معنى في الميكانيكا. هذا يعني أيضاً أنه ينبغي علينا أن نكون قادرين على القيام بتجربة فيزيائية تتضمن الكهرومغناطيسية تستطيع إخبارنا إذا كنّا نتحرك أم لا.

تــجــربــة مــايــكــلــســون ومـــورلـــي.


يتبع