سرعة الصوت

لف ضباب سان فرانسيسكو الكثيف شاطئ أوشن بيتش عندما انطلق بوق منارة بعيدة. "هل رأيت ذلك يا عمر؟" صرخ ليو، مشيراً بإصبعه. "وميض الضوء، وبعد ثانية سمعنا صوت البووم!" ضيقت عمر عينيها، وهي تشاهد الضوء يومض مرة أخرى، وعدّت بعناية على أصابعها قبل وصول الصوت.

"كأن العالم يتأخر قليلاً!" قالت عمر، وهي تضرب ذقنها. ركع والدها بجانبهما وابتسم، "لقد اكتشفتِ للتو أن للصوت سرعة، وهي أبطأ بكثير من سرعة الضوء." ثم ذكّرهما بما قاله العالم العظيم غاليليو غاليلي: "قِس ما هو قابل للقياس، واجعل ما ليس كذلك قابلاً للقياس." "الأمر يتطلب فقط طريقة ذكية لتوقيته!"

لكي نفهم هذا، علينا أن نعود بالزمن إلى الوراء، أكثر من ثلاثمائة عام إلى التلال الخضراء المتموجة في إنجلترا. في عام ألف وسبعمائة وثمانية، كان العالم مضاءً بالشموع وأضواء النيران، وكانت أعلى الأصوات تأتي من أجراس الكنائس والمدافع. كان رجل فضولي في قرية صغيرة يتساءل عن نفس التأخير الذي رأيته للتو.

"كان اسمه ويليام ديرهام،" استمر صوت أبي، "وكان قسيس كنيسة، لكنه كان أيضًا عالمًا لامعًا وزميلًا في الجمعية الملكية في لندن. كان يحب مراقبة الطقس، ودراسة الحشرات، وقبل كل شيء، قياس الأشياء. لم يكن برج كنيسته مخصصًا للأجراس فقط؛ بالنسبة له، كان المختبر المثالي."

"أستطيع أن أرى وميض المدفع عبر الوادي على الفور تقريبًا،" تمتم ويليام ديرهام لنفسه، وهو يحدق باهتمام عبر تلسكوبه. "لكن الصوت... الانفجار العظيم يصل بعد لحظات. كم من الوقت بالضبط؟" أمسك بالبندول الطويل لساعته الأكثر دقة، مستعدًا لبدء قياسه.

أطلق صديق ديرهام مدفعًا من برج كنيسة يبعد ستة عشر كيلومترًا! رأى ديرهام نفخة الدخان من خلال تلسكوبه وبدأ بندوله الذي يبلغ نصف ثانية في التأرجح. عدّ كل تأرجح - واحد، اثنان، ثلاثة، وصولاً إلى اثنين وتسعين - قبل أن يصل إليه صوت المدفع أخيرًا. من خلال هذه التجربة البسيطة والرائعة، حسب سرعة الصوت بدقة مذهلة.

إدراك أن السرعة غيرت كل شيء! استخدمها المهندسون لتصميم طائرات نفاثة يمكنها الطيران أسرع من الصوت، مما أحدث دويًا صوتيًا. يستخدم القادة السونار، وهو مجرد موجات صوتية، لرسم خريطة قاع المحيط بأكمله. حتى الأطباء يستخدمون نفس الفكرة مع الموجات فوق الصوتية لرؤية داخل جسم الإنسان دون إجراء أي قطع.

بالعودة إلى أوشن بيتش، قفزت عمر. "فهمت!" هتفت لليو. "المنارة مثل مدفع ديرهام تماماً! نرى الوميض على الفور، لكن الصوت يجب أن ينتقل عبر الماء كله ليصل إلى آذاننا!" اتسعت عينا ليو بفهم. "إذن هذا هو التأخير!"

"هذا يحدث في مباريات البيسبول أيضًا!" أضاف ليو، وهو يتأرجح بمضرب وهمي. "ترى اللاعب يضرب الكرة، ثم تسمع صوت الكسر!" أومأ أبي برأسه، مشيرًا إلى السماء. "ولهذا السبب ترى البرق دائمًا قبل أن تسمع الرعد، لأن صاعقة البرق أكثر حرارة بخمس مرات من سطح الشمس، ويستغرق صوتها وقتًا للوصول إليك!"

"إذن الصوت ليس سحراً، بل له حد أقصى للسرعة فقط،" قالت عمر وهي تدون بالفعل في دفتر ملاحظاتها. نظر ليو إلى الضوء الخافت فوق الماء. "حسناً، أنا أفهم سرعة الصوت... ولكن إذا كان الضوء أسرع بكثير، فهل له حد أقصى للسرعة أيضاً؟" رفعت عمر نظرها عن ملاحظاتها، وسؤال جديد يلمع بالفعل في عينيها.