Einstein's Wild Thought Experiment

مع غروب الشمس خلف مارين هيدلاندز، وقفت أمارا ووالدها على درجات مدرسة إيفرت المتوسطة. قالت أمارا، وقد تكثف أنفاسها في هواء سان فرانسيسكو البارد: "انظر! لقد كادت تختفي! هل نراها تختفي الآن، في هذه اللحظة بالذات؟" ابتسم والدها، وهو يعدّل حزام حقيبة ظهرها على كتفها. "هذا سؤال رائع يا أمارا، لكن الإجابة غريبة بعض الشيء."

"ماذا تقصد؟" سألت أمارا، وهي تجعد أنفها. أشار والدها إلى الأعلى نحو آخر خيط من الشمس. "حسناً، الضوء يجب أن يسافر كل هذه المسافة من الشمس ليصل إلى أعيننا، وهو ليس فورياً. في الواقع، رحلة الضوء هذه تستغرق بالضبط ثماني دقائق وعشرين ثانية!" نقر على ساعته للتأكيد. "لذا، الشمس التي نراها تختفي قد غربت بالفعل قبل أكثر من ثماني دقائق."

تخيلت أمارا شعاع الضوء ذاك، وهو يندفع عبر ظلام الفضاء. أثارت تلك الفكرة فكرة أخرى، رحلة إلى الماضي، إلى مدينة مختلفة مليئة بأبراج الساعة والحجارة المرصوفة. العام هو ألف وتسعمئة وخمسة، في برن، سويسرا. في شقة صغيرة، كان شاب يصارع الفكرة ذاتها: سرعة الضوء.

كان اسمه ألبرت أينشتاين، وبينما كان يعمل في مكتب براءات الاختراع، كان ذهنه غالبًا في مكان آخر تمامًا. لم يكن يفكر في براءات اختراع ماكينات الخياطة أو الآلات الكاتبة. كان مشغولاً بإجراء تجارب جامحة داخل خياله، وطرح أسئلة لم يفكر أحد آخر في طرحها.

"ماذا سيحدث لو استطعت الركوب على شعاع من الضوء؟" تساءل وهو يحدق من النافذة. عرف الشاب أينشتاين أن التساؤل عن كل شيء هو مفتاح الفهم. وكما سيقول لاحقًا: "الشيء المهم هو ألا تتوقف عن التساؤل. للفضول سببه الخاص للوجود".

في ذهنه، كان يسابق موجة ضوئية، يتحرك بسرعة مستحيلة عبر الكون. لو رفع مرآة، فماذا سيرى؟ لقد استنتج أنه بما أنه يسافر بنفس سرعة الضوء، فإن الضوء المنبعث من وجهه لن يصل أبدًا إلى المرآة، وسيختفي انعكاسه! قادته هذه التجربة الفكرية البسيطة إلى استنتاج ثوري: سرعة الضوء ثابتة، وهي حد أقصى كوني للسرعة لا يمكن لأي شيء أن يتجاوزه.

غيّرت هذه الفكرة المحيّرة كل شيء في نظرتنا للكون، من الزمان والمكان إلى الجاذبية نفسها. اليوم، تُعد نظرية أينشتاين للنسبية ضرورية للتقنيات التي نستخدمها يوميًا. تدور أقمار نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) حول الأرض بسرعة كبيرة لدرجة أن ساعاتها الداخلية تدق أبطأ قليلاً من الساعات الموجودة على الأرض؛ وبدون تصحيح للنسبية، سيكون نظام تحديد المواقع العالمي في هاتفك خاطئًا بعدة أميال كل يوم!

"بالعودة إلى سماء سان فرانسيسكو الصافية، أضاءت عينا أمارا. "واو!" لهثت، والتفتت إلى والدها. "إذن عندما رأينا الشمس تختفي، كنا ننظر ثماني دقائق إلى الماضي!" ابتسم والدها، وأومأ برأسه بفخر. "بالضبط! كنت تسافرين عبر الزمن، بمجرد النظر إلى السماء."

"ولهذا السبب يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)!" تابعت أمارة، وأفكارها تتسابق. "الأقمار الصناعية مثل ساعات صغيرة جداً تطير بسرعة فائقة، لذا يصبح وقتها غريباً بعض الشيء، تماماً كما تخيل أينشتاين!" أخرج والدها هاتفه، وأراها الخريطة. "هذا صحيح،" قال. "في كل مرة تستخدمين هذا لتجدي طريقك إلى ذا جرايند لتناول الشوكولاتة الساخنة، فإنك تستخدمين فكرة أينشتاين الجامحة."

"إذن، الزمان والمكان مرتبطان، ويمكن أن يتغيرا اعتمادًا على مدى سرعتك في الحركة،" لخصت أمارا، وعقلها يعج بالأفكار. "هذه هي الفكرة الكبيرة،" وافق والدها، واضعًا يده على رأسها. ثم التقط حصاة صغيرة من الدرج. "لكن هذا يقود إلى سؤال أكبر: إذا كانت السرعة تستطيع أن تثني الزمن، فماذا تفعل الجاذبية به؟"