عبدالحميد ثامر عبدالمجيد :الجبال

 

المديرية العامة لتربية الانبار

  ثانوية الأنبار للمتميزين

الجبال

 

 

( بحث في مادة علم الأرض)

قدمه الطالب

عبدالحميد  ثامر عبدالمجيد

 

اشراف

الاستاذ الدكتور

جاسم  محمد  الكحلي

 

كانون الثاني- 2022

المقدمة

قال الله تعالى في محكم كتابه العزيز:

﴿أَلَم تَرَ أَنَّ اللَّهَ أَنزَلَ مِنَ السَّماءِ ماءً فَأَخرَجنا بِهِ ثَمَراتٍ مُختَلِفًا أَلوانُها وَمِنَ الجِبالِ جُدَدٌ بيضٌ وَحُمرٌ مُختَلِفٌ أَلوانُها وَغَرابيبُ سودٌ﴾.  ([فاطر: 27)

وقال رسول الله (صلى الله عليه وسلم) في جبل احد:

 "إِنَّ أُحُدًا جَبَلٌ يُحِبُّنَا وَنُحِبُّهُ".  (رواه البخاري)

 

تعد "الجبال" إحدى التضاريس الجغرافية الطبيعية التي تدخل تحت تصنيف علم الأرض، حيث تطلق كلمة التضاريس على المناطق التي ترتفع عن سطح الأرض أو المنحدرة عن سطح الأرض.

ولعل اوضح وصف لمفهوم الجبل على انه كتلة ضخمة من الأحجار والصخور، توجد على قطعة ضخمة كبيرة هي سطح كوكب الأرض الذي يتكون من نفس المادة.

 ويتصف الجبل بقمم مرتفعة العلو نسبيا، وهو بصورة عامة أكثر ارتفاعا من الهضبة، وهنالك اختلافات حول تحديد الارتفاع الكافي للجبل حتى يعد جبلا، فالموسوعة البريطانية تستعمل ارتفاع 610 متر عن سطح الأرض حتى يطلق مصطلح الجبل على المرتفع.  ويعد جبل إفرست أعلى جبل في العالم  إذ يبلغ  ارتفاعه   8848 مترا.

وسابقا لم يعرف عن الجبال سوى إنها كتل صخرية عالية الارتفاع عن سطح الأرض، واستمر هذا التعريف إلى أن أشار "بيير بوجر" عام 1835م إلى أن قوى الجذب المسجلة لسلاسل جبال "الإنديز"، أقل بكثير مما هو متوقع من كتلة صخرية هائلة بهذا الحجم، فاقترح ضرورة وجود كتلة أكبر غائصة من نفس مادة تلك الجبال حتى يكتمل تفسير الشذوذ في مقدار الجاذبية.

وفي أواسط القرن التاسع عشر أشار "جورج إيفرست" إلى وجود شذوذ في نتائج قياس جاذبية جبال الهيمالايا بين موقعين مختلفين، ولم يستطع “إيفرست” تفسير تلك الظاهرة فسمّاها "لغز الهند".

وأعلن "جورج إبري" سنة 1865 أن جميع سلاسل الجبال في الكرة الأرضية عبارة عن كتل عائمة على بحر من المواد المنصهرة أسفل القشرة الأرضية، وأن هذه المواد المنصهرة أكثر كثافة من مادة الجبال، ولذا لا بد أن تغوص الجبال في تلك المواد المنصهرة العالية الكثافة كي تحافظ على انتصابها.

وهكذا اكتشف علم الجيولوجيا شيئا فشيئا أن القشرة الأرضية عبارة عن قطع متجاورات، سميت بالألواح أو الصفائح القارية, وأن الجبال الضخمة تطفو على بحر من الصخور المرنة الأكثر كثافة تقع دونها, وأن للجبال جذوراً تساعدها على الطفو وتثبيت تلك الألواح حتى لا تميد وتضطرب.  فالجيولوجي "فان أنجلين Van Anglin "  يرى أن من المفهوم الحالي أنه من الضروري وجود جذر في السيما ( ﺻﺨﺮ ﺍﻟﺒﺎﺯﻟﺖ ) مقابل كل جبل فوق سطح الأرض.

 وأما من حيث الوظيفة أو دور الجبال في تثبيت القشرة الأرضية، فقد أكده مبدأ "التوازن الهيدروستاتي للأرض" كما ذكره الجيولوجي الأمريكي "داتون" Dutton سنة 1889 حيث يقرر أن المرتفعات الجبلية تغوص في الأرض بمقدار يتناسب طرداً مع ارتفاعها وعلوّها، وحقيقة “الألواح الأرضية” التي أويدت عام 1969 تبيّن أن الجبال تقوم بحفظ توازن كل لوح من ألواح القشرة الأرضية.

المبحث الاول. أهمية الجبال في معتقدات الأديان:

 للجبال اهميه لدى الكثير من الشعوب، فتمثل الجبال ( الى جانب الكهوف) العبادة الطبيعية الأولى بالمغرب القديم، وقد بين الباحثون أن شكل الجبال العام هو الذي أضفى عليها صفة القداسة، خاصة مع ارتباطها في ذهن الإنسان القديم بالضخامة من جهة، وبالعلو الكبير من جهة أخرى، وهي في اعتقادهم صفات إلّهية وجب احترامها، ولهذا فقد اختار الإنسان الجبال لإقامة مراسمه الطقوسية الأولى، وذلك لاعتبارات عديدة، منها أن تلك القمم بعيدة عن الانسان والحيوان، وهي بذلك في منأى عن التدنيس، كما أن علوها يسمح في نظر ذلك الانسان باقترابه من آلهته الفلكيه، كالشمس والقمر، كما اعتبرت الجبال وسيطا روحيا بين الإنسان وإلهه، لأنها تسهل عملية اتصال السكان المجاورين لها بالآلهة، فهي تلامس " السماء " المسكن الطبيعي لهذه الآلهة (كما كانوا يعتقدون).

وورد ذكر لفظ (الجبال) بصيغة الجمع في القرآن الكريم ثلاثاً وثلاثين مرة، وورد بصيغة المفرد ست مرات، ما يعني أهمية الجبال في حياة الكون والإنسان، وأنها آية من آيات الله المبثوثة في هذا الكون، والدالة على عظمته وقدرته سبحانه وتعالى. قال جل من قائل (وألقى في الأرض رواسي أن تميد بكم) (النحل:15) مشيراً إلى ما خفي على الإنسان من دور ووظيفة الجبال في ثبات واستقرار الأرض التي يعيش عليها هذا الإنسان، وفي قوله تعالى (والجبال أوتادا( (النبأ:7) مشيراً إلى الشكل الحقيقي للجبل وجذره الخفي الممتد أسفل منه. كل ذلك في كلمتين سهلتين واضحتين. ولقد أدرك العلماء المسلمون الأوائل هذه الحقائق من كتاب ربهم عندما تعرضوا لتفسير هذه الآيات الكريمة.

المبحث الثاني.  نشأة الجبال وانواعها وتأثيرها وخصائصها، واهميتها:

1. نشأة الجبال:

تكونت الجبال  بسبب التحام الصفائح التكونية. وينتج عن التجاوب مع مثل هذا الالتحام تكوين مسالك طويلة من الصخور شديدة التشوه المسماة الأوروجينات أو الأحزمة الأوروجينية  أو الأَحْزِمَة الشُّمُوخِيَّة، وهي الآلية الأساسية التي تتكون من خلالها الجبال على القارات، وتتكون الأوروجينات في الوقت الذي تتجعد فيه الصفائح القارية، ويتم دفعها للأعلى لتشكيل سلاسل جبلية، وتتضمن مجموعة كبيرة من العمليات الجيولوجية التي تسمى عمومًا "تكوّن الجبال" .

2. انواع الجبال وتأثيرها وخصائصها:

يوجد ثلاثة أنواع رئيسية للجبال وهي:

2. 1.  الجبال البركانية:

فيما يخص البركانية فكما نعلم أن القشرة الأرضية من الداخل تتميز بدرجات مرتفعة من الحرارة ، تلك الحرارة العالية بإمكانها تحويل الصخور إلى سوائل، وتلك العملية تسمى عملية الانصهار، تظل حرارة الأرض مرتفعة بهذا الشكل لتسيل المزيد من الصخور، لكن في النهاية، وبعد تعرض الصخور للضغط المضاعف ، يحدث الثوران البركاني المتعارف عليه .

تخرج كافة المواد المنصهرة بفعل حرارة الأرض ، وما تحمله من أبخرة وغازات من فوهات البراكين ، تلك الفوهات التي تتواجد أعلى قمم الجبال البركانية ، ودورها إخراج المواد المنصهرة والغازات أثناء ثوران البركان  .

الجدير بالذكر أن اندلاع البراكين يختلف باختلاف طبيعة القشرة الأرضية ، ففي بعض المناطق تكون القشرة الأرضية صلبة إلى حد ما ، وهذا يؤثر مباشرة على قوة البركان ، ويتسبب في ثوران البركان بصورة كارثية ، وهذا أيضاً هو دور الضغط والحرارة التي تتعرض لها الصخور في الداخل ، فكلما كان الضغط أقوى ؛ ثار البركان بصورة أقوى. والشكل الآتي ويوضح ذلك :

 

 

 

 

2. 2.الجبال الالتوائية:

اما الجبال الالتوائية أو الملتوية هي واحدة من أضخم أنواع الجبال وأكثرها شيوعًا في العالم، تتشكّل بشكل رئيسي من اصطدام اثنتان من الصفائح "التكتونية الأرضية" أو أكثر، والصفيحة الأرضية بشكل عام هي لوح أو قطعة صخرية سميكة من الغلاف الصخري المُحيط بالقشرة الأرضية تتحرّك كل صفيحة بشكل مستقلّ عن الأخرى لتَتشكّل تضاريس سطح الكرة الأرضية ومن هذه التضاريس الجبال. والشكلان الآتيان يوضحان ذلك:

 

2. 3.الجبال الكتلية:

 اما فهي الجبال التي تتكون الجبال الكتلية الصدعية (Fault-Block Mountains) بسبب صدوع في القشرة الأرضية، والصدع هو خط يمكن أن تتحرك فيه الصخور بعضها فوق بعض، وتحدث هذه العملية عندما ترتفع الصخور على جانب واحد من الصدع بالنسبة إلى الجانب الآخر، فتصبح الكتل المرتفعة جبالًا، بينما تُعرف الكتل المتدلية بالمناطق المنخفضة وفي الجبال الكتلية الانكسارية ينتج المنحدر الشديد للكتل المرفوعة على طول الصدع من تعرية وتَحَاتٍّ (تفتُّت) سريع للصخور المكشوفة على الجانب الآخر من الصدع، وتتجمع بوساطة هذه التعرية كُسَارات وحطام هذه الصخور عند قاعدة الجبل يمكن العثور على أمثلة على هذا النوع من التضاريس في وادي الراين الأعلى، وجبال فوج في فرنسا، وجبال تيتون في ويومينج، وسلسلة جبال سييرا نيفادا في كاليفورنيا، وجبال رونزوري في شرق ووسط إفريقيا، وجبال هارز والغابة السوداء في ألمانيا. تكثر الجبال المنفردة في المناطق البركانية، وفي البقاع التي تعرضت للحت، أما السلاسل الجبلية فهي أشرطة طويلة تمتد عشرات ومئات الكيلومترات، في حين تتألف الأحزمة الجبلية من سلاسل متصلة وتمتد آلاف الكيلومترات، أكبرها الحزام الألبي ـ الهيمالائي، والحزام الأنديزي، وحزام سلاسل آسيا الوسطى، وحزام هوامش المحيط الهادئ وتوجد  الجبال في الكثير من مناطق العالم. فهي تشغل مواقع مختلفة جدا في العالم

3. اهميه الجبال اقتصاديا:

 للجبال اهميه اقتصاديه كبيرة للدول، وذلك لكونها مناطق تحوي على انهار وينابيع وغابات، فضلا عن اعتدال مناخها، ولها اهميه في ايواء واسكان الكثير من البشر والحيوانات، و كذلك كونها تعد موطنا لحوالي 15% من سكان العالم وربع الحيوانات، ولعل اهم ما يميزها انها توفر المياه العذبة للحياة اليومية لنصف البشرية. وتغطي الجبال حوالي 27%من سطح الأرض ووفرة المعادن فيها وخصوبة تربتها. تمدنا الجبال أيضاً بالمواد المعدنية المختلفة، كالحديد والنحاس والذهب والفضة والمنجنيز والجرافيت والكبريت والبيرت والكالسيت والألمنيت والفلسبار والميكا والأسبستوس والأوليفين، وغيرها الكثير النافع من المواد المعدنية.

وتوجد هذه المعادن على هيئة عروق أو عدسات أو صخور تحمل أكاسيد هذه المعادن، مما يجعلها تؤثر في سكن البشر، وفي اقتصاد الدول ،وفي التوازن البيئي والجيولوجي، وهذا ما سنذكره لاحقا. فإننا عندما نسافر من مكان الى اخر مثلاً، قاصدين الجبال نجد ان الجبال مختلفة الالوان، وهذا يرجع الى تنوع معادنها..

المبحث الثالث.  التغيرات التي طرأت على الجبال على مر العصور وتأثيرها على المناخ:

منذ مئات السنين كان البشر ينحتون الجبال وقد ورد ذلك في القران الكريم:

" وَكَانُوا يَنْحِتُونَ مِنَ الْجِبَالِ بُيُوتًا آمِنِينَ ﴿82﴾ "  (الحجر: 82)

 فكان البشر قديما يحفرون الجبال ويحولونها بيوتا، وتختلف الجبال  في الشكل والمساحة والارتفاع والغطاء النباتي والنظام المناخي. ولذلك فهي ستتأثر بشكل مختلف بتغير المناخ. ورغم ذلك فهي تشترك في بعض السمات فيما يتعلق بتغير المناخ:

1. تتسم المناطق الجبلية بتضاريس ملحوظة ومعقدة ولذلك فإن مناخها يتباين بشكل كبير على مدى مسافة قصيرة.

2. إن درجة الحرارة تتغير مع تغير الارتفاع. وآثار ارتفاع درجة حرارة المناخ تختلف باختلاف الارتفاعات.

3. سيؤدي ذوبان الثلوج والأراضي دائمة التجمد إلى سقوط الصخور والتربة المفكوكة وتفاقم خطر انهيار الصخور وتدفق الحطام والتدفقات الطينية. وثمة خطر محدد يتمثل في تراكم البحيرات الجليدية وخطر تفجرها، مما يمكن أن يؤدي إلى تدمير الممتلكات وإزهاق الأرواح.

4. تضطلع الجبال نفسها بدور رئيسي في التأثير على أشكال المناخ الإقليمية والعالمية. وتعمل بمثابة حواجز أمام هبوب الرياح لكن حدوث تغييرات في أنماط هبوب الرياح في الغلاف الجوي قد يتسبب في استجابات محلية كبيرة ومتفاوتة لهطول الأمطار في المناطق الجبلية، وهو ما يمكن أن يكون أقوى بكثير من المتوسط الإقليمي لتغير المناخ.

المبحث الرابع.  التدخل البشري في الجبال من خلال عمليات اقتصاص أجزاء منها وتوقعات عن مصيرها:

1.التدخل البشري في الجبال من خلال عمليات اقتصاص أجزاء منها:

أوقع البشر أثارً بيئية فاعلة على الجبال من خلال العمليات الحفرية،  في الصين ووفقا لقناة "BBC"  قامت الصين بإزالة الجبال لغرض التوسعة العمرانية، وهذا الشي قد يتسبب في مخاطر بيئية وكوارث، فقد حذر علماء في الصين من أن الحملة التي تتبناها الحكومة لإزالة جبال من أجل خلق مساحات للبناء، قد تتسبب في مشاكل بيئية كبيرة. وقال باحثون من جامعة "تشانغآن" الصينية إن عشرات الجبال هدمت بالفعل، وهو ما قد يتسبب في تلوث الماء والهواء، بالإضافة إلى فيضانات وتآكل في التربة.

 وحسب قول "يورغن رين" (من معهد ماكس بلانك تاريخ العلوم في برلين) "عند نهاية القرن الثامن عشر وبداية القرن التاسع عشر بدأنا تجارب على نطاق الكواكب. وكانت العواقب مؤلمة ولم يستطع أحد التغاضي عنها، وكانت ومازالت تمثل التحدي بالنسبة لنا" ومن ضمن هذه التحديات الرواسب الرصاصية في التربة الموجودة لحد اليوم. ومنذ ذلك الوقت والتأثير على الطبيعة يتفاقم من خلال:

1. 1. تآكل التربة الزراعية الأحادي.

1. 2.الحفر الذي أثر على الجبال،.

1. 3. أن محاولة تجميع الأراضي الزراعية غير المناظر الطبيعية بأكملها.

1. 4.التأثير على مسار الأنهار.،

1. 5.اثار عملية استصلاح الأراضي من البحر.

1. 6.تأثير النفايات المشعة سيظهر حتى بعد مئات الآلاف من السنين.

كل هذا أثر على الأرض سلباً، ولذلك فإن الطبيعة والإنسان لا ينفصلان عن بعض، وهذا دليل على اهمية البيئة، وعلى الانسان التوقف عن الاعمال التي تضر البيئة، فعمليات نحت الجبال قد تكون لها عواقب وخيمة جدا. والشكل الآتي يبين ذلك:

 

 

 

 

 

 

2.توقعات عن مصيرالجبال:

 

اما بالنسبة لمصيرها فقد تم ذكرها في القران وذلك في يوم القيامة وقد صورها الله تعالى في القران ضمن مشاهد القيامة كقوله تبارك وتعالى:

 " وَيَسْأَلُونَكَ عَنِ الْجِبَالِ فَقُلْ يَنْسِفُهَا رَبِّي نَسْفًا ﴿105﴾ فَيَذَرُهَا قَاعًا صَفْصَفًا ﴿106﴾ لَا تَرَىٰ فِيهَا عِوَجًا وَلَا أَمْتًا ﴿107﴾"  (طه:105-107) وقوله عز اسمه:

"وَحُمِلَتِ الْأَرْضُ وَالْجِبَالُ فَدُكَّتَا دَكَّةً وَاحِدَةً (14)"  (الحاقة:14)، وقوله تعالى:

"وَبُسَّتِ الْجِبَالُ بَسًّا" (الواقعة:5)، وقوله جل جلاله:

"وَتَكُونُ الْجِبَالُ كَالْعِهْنِ الْمَنفُوشِ" ( القارعة:5)، وقوله جل شأنه:

 "وَسُيِّرَتِ الْجِبَالُ فَكَانَتْ سَرَابًا"  (النبأ:20)

من خلال هذه الايات (وغيرها) يرسم لنا البارئ عز وجل، المآأل والمصير الذي قدر للجبال في ضمن المجموعة الكونية، النظرة الربانية للجبال نظرة كونية والوصف يشمل جميع جوانبها الوجودية، بداية ونهاية.

 وفيما يختص بالأحداث المستقبلية لترسيم نهاية الجبال، فالواقع هو ان الاخبار عن احداث المستقبل وترسيم نهاية الكون الواردة في القران الكريم، خير دليل على اعجاز هذا الكتاب العظيم وصدق رسالة نبينا محمد (صلى الله عليه وسلم)، وهذا الكلام عجز البشر عن معرفته او توقعه لمصير الجبال مستقبلا، وبالتأكيد ان لكل بداية نهاية، وللجبال نهاية، وللحياة نهاية. فقد ذكر القرآن نهاية الجبال بصيغة الماضي في كثير من المواضع، وهذا يدلّ علـى حتميـة وقوع هذا الأمر الرهيب.

ومن المفسرين من يعتقد أنَّ حركة الجبال تشير إلى الحوادث التي تقع بـين يـدي القيامـة، لأننا نعرف أنَّه في نهاية هذه الدنيا تقع زلازل وانفجارات هائلة، وتتلاشى الجبال وتنفصل عن بعضها البعض، وقد اشير الى هذه الحقيقة في السور الاخيرة من القران مرارا، ووقوع الآية في سياق آيات يوم القيامة، دليل وشاهد على هذا التفسير للجبال نهاية محتومة ومختومة كما لها بداية، و قد رسمها القرآن لنـا فـي بعـض آياتـه مـن النّصب إلى النّسف بما في ذلك من تنويع المشهد وتلوينه.

خاتمة:

جاءت نتائج البحث بجوانب عديدة لتبيين الجبال وانواعها واشكالها مع وحدة موضوعية شاملة تلم بأطرافها ؛ تتمحور حول الجوانب الموضوعية والجوانب الفنية، آخـذة بعـين الاعتبـار الـدلالات اللغوية والّلمسات البيانية والملامح النّحوية. ومن أهم النتائج التي وصلنا إليها من خلال البحث هي:

1.  ان الجبال يجب ان يكون ارتفاعها اكثر من 610 متر.

2.  اسباب تسميه الجبال البركانية والالتوائية بهذه الاسماء.

3. اهميه الجبال في استمرار الحياة وبيان قوتها وصمودها على مر العصور.

4. معرفة تأثير الجبال عن المناخ.

5. الحصول على معلومات دينية وعلمية عن الجبال ومعرفة تفسير بعض الايات القرانية.

 

 

المراجع والمصادر:   References & Resource

1.https://m3refh.com/%D8%AA%D8%B9%D8%B1%D9%8A%D9%81-%D8%A7%D9%84%D8%AC%D8%A8%D8%A7%D9%84/

2.https://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%A8%D9%8412

3.Van Anglin, 1948, Geomorphology.p27

4.https://zerguit.ahlamontada.com/t2282-topic

5. https://www.asjp.cerist.dz/en/downArticle/563/9/1/92835

6. https://www.almrsal.com/post/899978

7.https://www.arageek.community/%D9%85%D8%A7-%D8%A7%D9%84%D9%85%D9%82%D8%B5%D9%88%D8%AF-%D8%A8%D9%80-%D8%A7%D9%84%D8%AC%D8%A8%D8%A7%D9%84-%D8%A7%D9%84%D8%A7%D9%84%D8%AA%D9%88%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8%A9%D8%9F

   8.https://www.arabiaweather.com/ar/content/%D9%83%D9%8A%D9%81-%D8%AA%D9%86%D8%B4%D8%A3-%D8%A7%D9%84%D8%AC%D8%A8%D8%A7%D9%84%D8%9F-%D9%88%D9%83%D9%8A%D9%81-%D8%AA%D8%B1%D8%AA%D9%81%D8%B9-%D9%84%D8%AA%D8%B5%D8%A8%D8%AD-%D8%A8%D9%87%D8%B0%D9%87-%D8%A7%D9%84%D8%B6%D8%AE%D8%A7%D9%85%D8%A9%D8%9F

9.https://www.fao.org/forestry/35319-09e1cad81a90ae5fdb2f3aafa61eeffbe.pdf

10.https://www.bbc.com/arabic/scienceandtech/2014/06/140605_china_mountain_removal_risk

11.https://www.dw.com/ar/%D8%A7%D9%84%D8%A5%D9%86%D8%B3%D8%A7%D9%86-%D9%88%D8%AA%D8%A3%D8%AB%D9%8A%D8%B1%D8%A7%D8%AA%D9%87-%D8%B9%D9%84%D9%89-%D8%AA%D8%BA%D9%8A%D9%8F%D8%B1-%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%B1%D8%B6/a-16599535

12.  https://alhikmeh.org/yanabeemag/?p=1939

 13.https://afagh.ihcs.ac.ir/article_804_43503a76c86837973313c0f6babc2ff6.pdf

سر تباطؤ الزمن

                                    سر تباطؤ الزمن

 الزمن والساعات المتحركة الزمن لا يبدو كما نريده أبداً. فهو لا يكون كافياً على الإطلاق إذا ما تأخرنا عن العمل أو المدرسة، ولكنه يكون طويلاً جداً في يوم يشتد فيه هطول المطر ونحن بانتظار الحافلة. وبعيداً عن كل تلك الإزعاجات فإن الزمن يبدو كأنه يتدفق بسلاسة لا يعكر نسقه أي تغير، وهذا التدفق دقيق جداً حتى إننا نضبط حياتنا وفقاً له. فنحن نبدأ يومنا، ونعمل، ونأكل، ونخلد ليلاً إلى الفراش عندما تخبرنا الساعة بذلك، فالزمن يبدو لنا ثابتاً. ساعة شمسية، هل الوقت ثابت؟ لعل فكرة تدفق الزمن الثابت واضحة، ولطالما كانت هي الفكرة السائدة على مر التاريخ حيث اعتقد إسحاق نيوتن، في الوقت الذي لم يتجاهل فيه تفاحته الشهيرة، أن الزمن ثابت، وهو الذي طرح فكرة التصور الكوني (Clock Universe) التي من خلالها يمكننا معرفة المستقبل والماضي على حد سواء فيما إذا تمكّنا من تحديد أين كان كل جسيم وبأي اتجاه تحرك وبأي سرعة. وقد افترض هذا النموذج، على نحو معقول، أن الزمن يتدفق بمعدلٍ ثابت. وبرغم عبقرية نيوتن الفذة إلا أنّه كان مُخطئاً بصورة مفاجئة.  يمضي الزمن في الساعات المتحركة على نحوٍ أبطأ، وهو مفتاح فهم النسبية الخاصة نشر العالم ألبرت أينشتاين عام 1905 نظريته في النسبية الخاصة (Special Theory of Relativity)، وفي هذه النظرية لم يُفتَرض الزمن على أنه كيان منفرد يتدفق باستمرار بل جزء من نظام أكثر تعقيداً مرتبطٌ بنظام الفضاء نفسه. يدعى ذلك بالزمكان (Space-Time). ولأن الزمن والمكان جانبان لكيان واحد، فمن المستحيل الانتقال في المكان دون أن يصاحبه انتقال في الزمان أيضاً، إذاً يُعدّ الزمن متغيراً بالنسبة لأي شيء متحرك. من النتائج المذهلة للنسبية الخاصة هو تباطؤ الزمن في ساعة متحركة بالنسبة لراصد ثابت. بالطبع هناك أنواع عديدة من الساعات منها الساعات الرقمية، والساعات الآلية، والساعات الذرية، بالإضافة إلى الساعات البيولوجية الخاصة بنا، لكنها كلها تتأثر بالتساوي بالمبدأ نفسه وهو أنّ الزمن في الساعات المتحركة يمضي على نحوٍ أبطأ.  كيف يتباطأ الزمن في الساعات؟  هنا يتبادر الى أذهاننا سؤال منطقي وهو إذا كان الزمن يتباطأ في الساعات المتحركة، فلماذا إذاً لا نلاحظ التغير الحاصل؟    هناك سببين لتفسير ذلك  إذا تحركنا فإن حركتنا ستكون بطيئةً جداً لحدوث تغير محسوس.  حتى لو مضينا بسرعة كافية لحدوث تباطؤ في الزمن فلن نلاحظ ذلك لأنّ ساعاتنا البيولوجية ستتباطأ أيضاً بنفس النسبة. تبلغ سرعة الضوء نحو 300 ألف كيلومتر في الثانية (186300 ميل في الثانية)، وإنَ أي تغير في الزمن لن يكون محسوساً حتى نصل إلى سرعات عالية مقاربة لأجزاء من سرعة الضوء. وعلى أي حالٍ فعند السرع العالية والقريبة من سرعة الضوء سيزداد تباطؤ الزمن بسرعة كبيرة جداً حتى يتوقف تماماً. إن تباطؤ الساعات الناتج عن زيادة السرعة يسمى تباطؤ الزمن (Time Dilation) ويمكن التعبير عنه بعلاقة رياضية دقيقة. وللوصول إلى فهم أفضل، وُضعت هذه المعادلة هنا، لكن بإمكانك تخطيها والانتقال مباشرة إلى الرسم البياني أسفلها.  معادلة تباطؤ الزمن عندما تُرسم المعادلة الآنفة الذكر برسم بياني، نستطيع ببساطة ملاحظة التأثير الكبير لتباطؤ الزمن كلما اقتربنا من سرعة الضوء. الرسم البياني ملاحظة التغير البسيط في تباطؤ الزمن عند السرعات القليلة (أي لا يتغير تدفق الزمن بشكل كبير). يُمكننا من الرسم البياني ملاحظة التغير البسيط في تباطؤ الزمن عند السرعات القليلة (أي لا يتغير تدفق الزمن بشكل كبير). لكن عند ازدياد السرعة إلى أكثر من 75% من سرعة الضوء فإن تباطؤ الزمن سيزداد بشكل كبير جداً. وحتى عند السرعة القليلة التي تصل إلى 10% من سرعة الضوء (300000 كم/ثانية أو 186300 ميل/ثانية) فإن ساعاتنا ستتباطأ بما يقارب 1% فقط.   لكن إذا ما تحركنا بسرعة تصل إلى 95% من سرعة الضوء فإن الزمن سيتباطأ بمقدار ثلث الزمن المقاس بواسطة الراصد الثابت. لاحظ أنه لايوجد أي تباطؤ في الزمن عند 0% من سرعة الضوء. وأيضاً، عندما يكون بإمكاننا الوصول إلى ما يقارب سرعة الضوء بالقدر الذي تسمح به التكنولوجيا، فإنه من المستحيل الوصول إلى 100% من سرعة الضوء. بناءً على ما سبق، فإننا إذا ما تحركنا بأي سرعة كانت فإن الزمن يتباطأ نسبة إلى راصد ثابت. لكن لاحظ ذلك، فعلى سبيل المثال سيمرّ الوقت بشكل طبيعي بالنسبة لراكبي الصواريخ المسافرة بسرعة عالية جداً، ومع ذلك فإنهم إذا ما استطاعوا مراقبة ساعة على الأرض فسيلاحظون أنها تمضي بشكل سريع جداً.   ومن ناحية أخرى إذا ما تمكن راصد أرضي من مراقبة ساعة على متن الصاروخ فسيلاحظ أنّها تمضي بشكل بطيء جداً، ومن هنا جاءت تسمية النظرية بالنسبية نظراً لأن الزمن نسبي لأي راصد يراقبه بسرعة معينة.  الحد الكوني للسرعة هناك سؤال طالما تم طرحه حول النسبية الخاصة وهو ماذا سيحدث إذا تجاوزنا سرعة الضوء؟ في بعض الأحيان تتم الإجابة عن هذا السؤال بأننا سنعود بالزمن إلى الوراء، لكن نظرية النسبية الخاصة ببساطة تخبرنا باستحالة حدوث ذلك. فالعالم له حدود للسرعة وهي سرعة الضوء وله أيضاً طريقة ذكية تمنعنا من تجاوز هذه الحدود. فكلما زادت سرعتنا زادت كتلتنا الظاهرية (كما تقاس بواسطة راصد) بعلاقة طردية مع السرعة.  في الحقيقة تبدو كتلتنا وكأنها تزداد بنفس النسبة التي يتباطأ بها الزمن (بطريقة مشابهة للرسم البياني السابق)، ونحن نعلم من تجاربنا اليومية أنه كلما كانت كتلة الجسم أكبر كلما احتاج إلى طاقة أعلى لتحريكه.  فإذا حاولنا تحريك جسم بنسبة 0% من سرعة الضوء فسنستنتج أنّ له الكتلة التي نتوقعها. برغم ذلك ستزداد كتلة الجسم كلما ازدادت سرعته، فعلى سبيل المثال عند تحريك جسم بسرعة 99.5% من سرعة الضوء فسيزن الجسم عندها ما يقارب 10 أمثال وزنه في حال كان ساكناً. كلما زادت سرعتنا زادت كتلتنا الظاهرية (كما تقاس بواسطة راصد) بعلاقة طردية مع السرعة. مع ازدياد سرعتنا زيادة كبيرة جداً، تزداد الكتلة الظاهرية وتزداد الطاقة المطلوبة لتحريك الجسم وفقاً لذلك. وبالوصول لسرعة الضوء فإنّ الأمر يتطلب طاقة لا نهائية لتحريك أي جسم. وبما أنه من المستحيل الحصول على طاقة لا نهائية فلن نستطيع الوصول إلى سرعة الضوء (ولكن قد نقترب منها بقدر ما لدينا من الطاقة، وما تسمح به التكنولوجيا).  لاحظ أيضاً أن الراكب على متن صاروخ مسافر بسرعة كبيرة لن يكون مدركاً زيادة الكتلة بالضبط كعدم إدراكه لنسبة تغير الزمن. ولن يلاحظ أي فرق في الكتلة إلا إذا ما قام بقياس كتلة مراقب ثابت، فروّاد الفضاء يدركون أنّ كل ما حولهم قد غيّر كتلته في حين أن كتلتهم تبدو كأنها ثابتة. على أي حال هناك شيء ما يتحرك بسرعة الضوء، وبالطبع: إنه الضوء!  ماهي النتائج المترتبة على تباطؤ الزمن؟ واحدة من أغرب نتائج تباطؤ الزمن هي ما يدعى بمفارقة التوأم (twin paradox). في هذه المفارقة يُرسل أحد التوأمين إلى الفضاء بسرعة هائلة وكنتيجة لهذه السرعة فإن جميع الساعات على متن صاروخه ومن ضمنها ساعته البيولوجية أيضاً ستتباطأ وفقاً لمبدأ أنّ الزمن في الساعات المتحركة يمضي على نحوٍ أبطأ. وحين يعود التوأم سيكون أصغر عمراً من أخيه التوأم الذي بقي على سطح الأرض حيث يمضي الزمن بصورة طبيعية. يمكن إيجاد تفاصيل أكثر حول هذا الموضوع في صفحة النسبية الخاصة في 15 دقيقة. وكتوضيح لتباطؤ الزمن دعنا نلقي نظرة على مجموعة من الناس تقتضي وظيفتهم قضاء وقتهم في سحق جسيمات صغيرة مع بعضها لاكتشاف ما سيحدث لها، هؤلاء الأشخاص هم فيزيائيو الجسيمات (أو فيزيائيو الطاقة العالية). وبالنسبة لمثل هؤلاء العلماء فإن النسبية هي جزء رتيب من عملهم، الذي في الحقيقة قد يكون صعباً أو حتى مستحيلاً بدونها.   فالجسيمات التي يسحقونها مرتبطة مع بعضها بقوة كبيرة وتحتاج إلى طاقة كبيرة جداً لتحطيمها. وواحدة من الطرق (لكن ليست الوحيدة) لمد الجسيم بالطاقة المطلوبة هي تحريكها بسرعة كبيرة جداً في حلقة مغناطيسية كبيرة تُدعى مسرعات الجسيمات (particle accelerators). ويعتبر هذا البحث مهماً جداً فمعظم دول العالم تستخدم مثل هذا الآلة، وهذا هو المسرع الذي تستخدمه المنظمة الأوربية للأبحاث النووية "سيرن CERN". سيرن كما تلاحظ فإن تحطيم الجسيمات الصغيرة يتطلب آلات كبيرة جداً. العديد من التجارب كان ليكون أسرع بكثير لولا حقيقة تباطؤ "الساعات" الداخلية لهذه الجسيمات بسبب السرعات العالية والنسبية الخاصة. فعلى سبيل المثال عندما يتصادم جسيمان -ذرتان مثلاً- مع بعضهما عند سرعات هائلة فقد تلتصقان لحظياً مكونتان بذلك جسيم معين. تنهار معظم هذه الجسيمات الثقيلة حالاً خلال إطار زمني قصير جداً قد لا يتجاوز في بعض الأحيان جزءاً من ترليون جزءٍ من الثانية. وبتسريع هذه العملية سيكون من الممكن تزويد الجسيمات الأصلية بالطاقة الكافية لدمجها مع بعضها، ليس ذلك وحسب بل ستبقى الجسيمات الجديدة الناتجة لفترة أطول وفقاً للكيفية التي وضعتها النسبية الخاصة عند السرع العالية التي تتحرك بها. هناك نتيجة إضافية للحركة -أي حركة- وهي أنّ المسافة تتقلص في اتجاه الحركة بالرغم من هذه النتيجة لا تبدو واضحةً إلا عند سرعة قريبة من سرعة الضوء. فمثلاً لنفترض أننا بدأنا برحلة باتجاه نجم يبعد عن الأرض 100 سنة ضوئية وإن سرعتنا كانت 99% من سرعة الضوء.   منطقياً ستستغرق الرحلة 100 سنة، لكن هذه النتيجة لم تأخذ تباطؤ الزمن بالحسبان. فبدلاً من ذلك سنصل إلى النجم بحدود 14.1 سنة فقط وذلك بسبب تمدد المسافة. فكلما مضينا بسرعة أكبر كلما زاد التباطؤ بطريقة خيالية، ولذلك فعند 99.9% من سرعة الضوء سنصل فقط بـ 4.5 سنة وعند 99.99 من سرعة الضوء سنصل بنحو 1.4 سنة. يمكنك تجربة ذلك لقيم مختلفة للمسافة والسرعة بإدخالها في حاسبة التباطؤ هنا.    سرعة الضوء لا حاجة للقول إن الضوء ينتقل بسرعة الضوء. لكن السؤال هو كيف يمكن للضوء فعل ذلك، ولماذا لا يحتاج لقدر لا نهائي من الطاقة ليبلغ تلك لسرعة؟ الجواب هو عدم امتلاك الجسيمات المكونة للضوء (التي تسمى السكون(Rest Mass). فالفوتونات تتحرك باستمرار لكن إذا ما تمكنا من إيقاف أحدها وقياس وزنه، سنجد أن ليس له كتلة. لكن يمكننا القول باختصار إن كل التجارب التي أُقيمت لإيجاد كتلة الفوتونات باءت بالفشل، ليس ذلك وحسب بل أثبتت التجارب أيضاً أن الضوء عديم الكتلة. ومهما يكن الحال فإن الضوء لا ينتقل دائماً بسرعة الضوء، ولا يتطلب إبطاؤه الكثير. فبإمكانك الآن قراءة هذا المقال فقط بسبب الضوء الذي إما صادر عن شاشتك أو منعكس عن نسختك الورقية، حيث يصطدم الضوء بالجزء الخلفي من عينيك ويحاكي نوعاً خاصاً من الخلايا التي بدورها ترسل صورة لدماغك. يبطئ الهواء الذي بين عينيك وهذه الكلمات الضوء بينهما بنحو 50 كم/ساعة (30 ميل/ساعة). وعلى الرغم من أنّ هذه نسبة ضئيلة جداً من سرعة الضوء المعتادة، لكن يجب علينا أن نكون دقيقين عندما نقول إن الضوء ينتقل بسرعة الضوء. في الحقيقة فإن الضوء ينتقل بسرعة الضوء في الفراغ فقط، كالفضاء مثلاً. وعندها تكون سرعته نحو 300 ألف كم/ساعة (18300 ميل/ساعة)، وعند هذه السرعة بإمكانه الدوران حول العالم 7 مرات كلّ ثانية. مما لا شكّ فيه أن هذه سرعة خارقة، لكن من ناحية حجم الكون يبدو ذلك بطيئاً على نحوٍ مفاجئ. فمثلاً يستغرق الضوء نحو 1.5 ثانية ليصلنا من القمر، و8.5 دقيقة ليصلنا من الشمس و25.4 سنة ليصلنا من أقرب نجم لمجموعتنا الشمسية و14 مليار سنة ليصلنا من أبعد جسم تم رصده حتى الآن. إن مليون أو مليار سنة مدة طويلة جداً بالتأكيد. لكننا ربما نكون قد نسينا شيئاً. فنحن نقيس الزمن وفقاً لساعاتنا الأرضية، وبالنسبة لمعظم الأجسام في الفضاء تعد ساعاتنا قريبةً جداً من حالة السكون. فكيف يمكن إذن لفوتون ينتقل بسرعة الضوء أن يختبر الزمن؟  إذا ما نظرت الى السماء في ليلة صافية وفي الوقت المناسب من السنة (شتاءً في نصف الكرة الشمالي مثلاً) سترى نموذجاً من النجوم تبدو كما في الصورة أدناه تُعرف بكوكبة المرأة المسلسلة "أندروميدا" constellation of Andromeda. كوكبة المرأة المسلسلة "أندروميدا" constellation of Andromeda يُعرف الجسيم المشار إليه في الصورة بـ M31 أو مجرة المرأة المسلسلة، وهي تشبه قليلاً مجرتنا درب التبانة. وفي ليلة صافية يمكنك رؤيتها كلطخة خافتة ضبابية في السماء. وبالنسبة لأغلب الناس فإنها أبعد جسم من الممكن رؤيته بالعين المجردة.  مجرة المرأة المسلسلة، وهي تشبه قليلاً مجرتنا درب التبانة تبين الصور المأخوذة بالتلسكوب أنها تتكون من ملايين وملايين النجوم، والعديد منها يشبه شمسنا. تُعدّ مجرة المرأة المسلسلة بعيدة جداً عنا حيث يستغرق الضوء الواصل منها إلينا (كما يقاس بواسطة ساعاتنا الأرضية) أكثر من مليوني سنة ضوئية. على كل حالٍ، فإن الفوتون المنبعث من نجم في مجرة المرأة المسلسلة والمتجه نحو الأرض في الفراغ، ولأنه فوتون، ينتقل بسرعة الضوء. وبما أن الفوتون ينتقل بسرعة الضوء فإن عامل تباطؤ الزمن له يساوي 100%. بالنسبة للفوتون لا يوجد زمن إلا إذا ضرب الغلاف الجوي العلوي لكوكبنا وبعد ذلك يبدأ بالتباطؤ بنسبة قليلة جداً. إذاً، بالنسبة لفوتون في الفضاء فإن الزمن أو المسافة لا معنى لهما على الإطلاق، وهذا الأمر محيراً للعقل.الفوتونات) أي كتلة، وبصورة أدق فإنها لا تملك كتلة في حالة كونها ثابتة بالنسبة لراصد -تُعرف هذه الكتلة بكتلة السكون(Rest Mass). فالفوتونات تتحرك باستمرار لكن إذا ما تمكنا من إيقاف أحدها وقياس وزنه، سنجد أن ليس له كتلة. لكن يمكننا القول باختصار إن كل التجارب التي أُقيمت لإيجاد كتلة الفوتونات باءت بالفشل، ليس ذلك وحسب

بل أثبتت التجارب أيضاً أن الضوء عديم الكتلة. ومهما يكن الحال فإن الضوء لا ينتقل دائماً بسرعة الضوء، ولا يتطلب إبطاؤه الكثير. فبإمكانك الآن قراءة هذا المقال فقط بسبب الضوء الذي إما صادر عن شاشتك أو منعكس عن نسختك الورقية، حيث يصطدم الضوء بالجزء الخلفي من عينيك ويحاكي نوعاً خاصاً من الخلايا التي بدورها ترسل صورة لدماغك. يبطئ الهواء الذي بين عينيك وهذه الكلمات الضوء بينهما بنحو 50 كم/ساعة (30 ميل/ساعة). وعلى الرغم من أنّ هذه نسبة ضئيلة جداً من سرعة الضوء المعتادة، لكن يجب علينا أن نكون دقيقين عندما نقول إن الضوء ينتقل بسرعة الضوء. في الحقيقة فإن الضوء ينتقل بسرعة الضوء في الفراغ فقط، كالفضاء مثلاً. وعندها تكون سرعته نحو 300 ألف كم/ساعة (18300 ميل/ساعة)، وعند هذه السرعة بإمكانه الدوران حول العالم 7 مرات كلّ ثانية. مما لا شكّ فيه أن هذه سرعة خارقة، لكن من ناحية حجم الكون يبدو ذلك بطيئاً على نحوٍ مفاجئ. فمثلاً يستغرق الضوء نحو 1.5 ثانية ليصلنا من القمر، و8.5 دقيقة ليصلنا من الشمس و25.4 سنة ليصلنا من أقرب نجم لمجموعتنا الشمسية و14 مليار سنة ليصلنا من أبعد جسم تم رصده حتى الآن. إن مليون أو مليار سنة مدة طويلة جداً بالتأكيد. لكننا ربما نكون قد نسينا شيئاً. فنحن نقيس الزمن وفقاً لساعاتنا الأرضية، وبالنسبة لمعظم الأجسام في الفضاء تعد ساعاتنا قريبةً جداً من حالة السكون. فكيف يمكن إذن لفوتون ينتقل بسرعة الضوء أن يختبر الزمن؟  إذا ما نظرت الى السماء في ليلة صافية وفي الوقت المناسب من السنة (شتاءً في نصف الكرة الشمالي مثلاً) سترى نموذجاً من النجوم تبدو كما في الصورة أدناه تُعرف بكوكبة المرأة المسلسلة "أندروميدا" constellation of Andromeda. كوكبة المرأة المسلسلة "أندروميدا" constellation of Andromeda يُعرف الجسيم المشار إليه في الصورة بـ M31 أو مجرة المرأة المسلسلة، وهي تشبه قليلاً مجرتنا درب التبانة. وفي ليلة صافية يمكنك رؤيتها كلطخة خافتة ضبابية في السماء. وبالنسبة لأغلب الناس فإنها أبعد جسم من الممكن رؤيته بالعين المجردة.  مجرة المرأة المسلسلة، وهي تشبه قليلاً مجرتنا درب التبانة تبين الصور المأخوذة بالتلسكوب أنها تتكون من ملايين وملايين النجوم، والعديد منها يشبه شمسنا. تُعدّ مجرة المرأة المسلسلة بعيدة جداً عنا حيث يستغرق الضوء الواصل منها إلينا (كما يقاس بواسطة ساعاتنا الأرضية) أكثر من مليوني سنة ضوئية. على كل حالٍ، فإن الفوتون المنبعث من نجم في مجرة المرأة المسلسلة والمتجه نحو الأرض في الفراغ، ولأنه فوتون، ينتقل بسرعة الضوء. وبما أن الفوتون ينتقل بسرعة الضوء فإن عامل تباطؤ الزمن له يساوي 100%. بالنسبة للفوتون لا يوجد زمن إلا إذا ضرب الغلاف الجوي العلوي لكوكبنا وبعد ذلك يبدأ بالتباطؤ بنسبة قليلة جداً. إذاً، بالنسبة لفوتون في الفضاء فإن الزمن أو المسافة لا معنى لهما على الإطلاق، وهذا الأمر محيراً للعقل.

 

المصدر: https://nasainarabic.net/education/articles/view/time-dilation

( ناسا بالعربي، 2016، سر تباطؤ الزمن، ترجمة زيني الطويل)

في تفسير نشأة الكون وتطوره

             

 ضمن تفسيرات نشأة الكون وتطوره أعلن علماء الفلك أنهم رصدوا تموجات في منظومة الزمان-المكان تمثل أصداء لعملية تمدد الكون الهائلة التي حدثت فور وقوع الانفجار العظيم.

ويمثل هذا الاكتشاف إنجازا يتوج الفتوحات الكبيرة للفكر البشري في فهم كيف نشأ الكون منذ الأزل وتطوره في صورة أعداد لا تحصى من المجرات والنجوم والسدم ومساحات شاسعة في أقطار الفضاء.

فقبل قرن من الزمن تنبأ العالم ألبرت أينشتاين بهذه التموجات في منظومة الزمان-المكان (الزمكان) التي يطلق عليها أيضا موجات الجاذبية.

وتقول النظرية العامة بأن قوانين الكون واحدة لكل الأجسام بصرف النظر عن حالات حركتها وأن الحركة غير المنتظمة (المتسارعة) مثلها مثل الحركة المنتظمة كلتاهما حركة نسبية وتقول أيضاً بأن المادة هي التي تتسبب في انحناء منظومة الزمان-المكان (الزمكان) ويزيد هذا الانحناء بزيادة كثافة المادة في الفضاء وكلما زاد الانحناء أبطأ الزمن من سيره.

وتقول هذه النظرية أيضاً بمبدأ التكافؤ أي التعادل بين عزم القصور الذاتي وقوة الجاذبية الأرضيةوبأن الضوء يسير في خطوط منحنية حينما يقترب من جرم كوني ذي جاذبية كبيرة.

بوابة الشرق الإلكترونية
https://www.al-sharq.com/article/18/03/2014/