6 محطات في تاريخ النسبيّة العامة

أحمد مغربي |

هناك محطّات مثّلت نقاطاً فارقة في تطوّر نظريّة النسبيّة العامة، سواء لجهة إثباتها أو نفيها. ومن بينها، تبرز المحطّات التالية:

> الحرب العالميّة الأولى. ظهرت نظرية آينشتاين في ظروف تلك الحرب. وعلى خطوط الجبهة الألمانيّة - الروسيّة، لم تحل المعارك دون انشغال عالِم الفيزياء الألماني كارل شوارتزشايلد، بنظريّة النسبيّة. وتوصّل إلى رسم صورة كونيّة لمركّب الزمان - المكان تجعله على هيئة كرة متناسقة ومستقرة، لكنها هائلة الأبعاد. وفي المقلب الآخر، عمل عالم الفلك البريطاني آرثر إيدنغتون مع زميله رويال دايسون، على رصد مواقع النجوم أثناء كسوف شمسي كامل، وقارنها مع مواقعها في الليل. وأثبتا أن هناك فارقاً، ما يعني أن الشمس وجاذبيتها تؤثران في الضوء الآتي من النجوم إلى الأرض، وهو جزء أساسي من نظرية آينشتاين.

> 1915: ما كادت نظرية آينشتاين تظهر، حتى جاءها تأييد غير متوقع من كوكب «عطارد» القريب من الشمس. وطوال عشرات السنوات، لم يتمكن العلماء من فهم مسار «عطارد» بالاستناد إلى المعادلات الشهيرة التي وضعها العالِم إسحاق نيوتن عن الجاذبيّة. وفي العام 1859، لاحظ عالم الفلك أوربيان لو فيربيار، أن مدار «عطارد» هو أكثر دقّة مما تفترضه معادلات نيوتن. وطبّق آينشتاين معادلات النسبيّة العامة على مدار «عطارد»، فأعطت تفسيراً للدقّة الصارمة التي يتميّز بها ذلك المسار!

> 1935: اندلاع معركة «الثقب الأسود». لم يملك الشاب الهندي سوبراهمانيان شاندراساخير، مالاً ليحجز ولو مجرد سرير على السفينة التي حملته إلى بريطانيا. وصرف ذلك العالِم وقته جالساً على كرسي، ومنكباً على أوراق دوّن عليها معادلات فيزياء من وحي نظرية آينشتاين، وبعضاً من معادلات الفيزياء الكموميّة Quantum Physics. وقبيل وصوله إلى بريطانيا، توصّل إلى أن بعض النجوم الضخمة ينطفئ، ليتحوّل إلى «ثقب أسود»، لديه قوة جاذبيّة هائلة. وتعارض ذلك مع النظريات التي كانت سائدة في جامعة كامبردج، حيث عرض شاندراساخير نظريته في العام 1935. ولم يلقّ سوى السخرية والازدراء. فسافر إلى أميركا. ودرّس في جامعاتها. واعتبر أبرز شارح لنظرية آينشتاين. وتدريجاً، تقبّل العلماء نظرية «الثقب الأسود». وفي 1983، نال شاندراساخير جائزة «نوبل» عن تلك النظرية. وفي 1999، كرّمته وكالة «ناسا» بأن أطلقت اسم «شاندرا» على أول تلسكوب فضائي يرصد الكون باستخدام «أشعة - إكس».

> 1936: آينشتاين يتعمد تحاشي تدقيق العلماء! نالت الشهرة قليلاً من آينشتاين، إذ أعطته بعضاً من العناد، ما أوقعه في الخطأ. ففي تلك السنة، قدّم آينشتاين مقالاً إلى مجلة علمية موثوقة، عن موجات الجاذبيّة، يؤكّد عدم وجودها. وقدّمت المجلة المقال إلى علماء فيزياء كي يراجعوه. وثارت حفيظة آينشتاين، فسحب المقال من المجلة. ولعب الحظّ إلى جانبه. إذ أعطى المقال إلى مجلة علميّة أخرى، بعد فترة وجيزة. وقبل وصوله إلى الطباعة، راجع آينشتاين مقاله، ووجد أنه أخطأ في شأن موجات الجاذبية. وأعاد صياغة المقال، مسلّماً بإمكان وجود تلك الموجات. وكرّرت المجلة الثانية ما فعلته نظيرتها الأولى، فأعطت مقال آينشتاين إلى عالِم ليراجعه، تبيّن لاحقاً أنه العالِم هاورد روبرتسون. وعلى رغم نشر المقال، إلا أن روبرتسون لاحظ «اهتزازاً» علميّاً فيه. وبعد فترة، استطاع روبرتسون بكياسة إقناع صديقه آينشتاين بأنه ارتكب خطأً علميّاً.

> 1959: إثبات أن الجاذبيّة تبطئ الزمن. في تجربة لروبرت باوند وغلين ريبيكا، وهما عالِما فيزياء في «جامعة هارفرد»، ثبت أن ضوء الشمس الذي هو مقياس الوقت، يتباطأ قليلاً عند دخوله حقل جاذبيّة الأرض. وفي العام 1977، عندما صُنِع نظام الـ «جي بي إس»، أدخل العلماء ذلك التباطؤ ضمن معادلاتهم، ما ضمن دقة التزامن في حساب الموجات الكهرومغناطيسيّة (وهي تسير بسرعة الضوء)، بين الأقمار الاصطناعيّة في الفضاء الخارجي الضعيف الجاذبيّة، ومستخدمي نظام «جي بي أس» على الأرض.

> 1974: نجوم تبرهن عن وجود موجات الجاذبيّة. في ذلك العام، راقب جوزيف تايلور وراسل هولز، وكلاهما اختصاصي في علم فيزياء الفلك، بعض النجوم المنهارة. واستخدما قرصاً راداريّاً قطره 305 أمتار، كي يلاحقا الطاقة التي تصدر من تلك النجوم. ولاحظ العالمان بعد متابعة امتدت سنوات طويلة، أن تلك الطاقة تخرج في «نبضات» غير منتظمة، إضافة إلى حدوث تقلّص تدريجي في مدار النجوم. وتوافقت تلك الملاحظات مع نظرية آينشتاين، كما أضافت تأكيداً عن وجود موجات للجاذبيّة وأنّها السبب في عدم انتظام «نبضات» الطاقة الصادرة عن النجوم المنهارة. وفي 1993، نال جوزيف تايلور وراسل هولز، جائزة «نوبل» عن ذلك العمل.