فيزيائيون يكتشفون مشكلة غريبة أثناء قياس الزمن

الزمن المثالي

يعد الوقت من أكثر الأشياء المحيرة في الفيزياء، خصوصاً من ناحية قياسه. ويقول العلماء إن الساعات قد لا تحل هذه المعضلة كما كنا نظن.

لا تعني بالساعة هنا، تلك الآلة المعلقة على الحائط في الغرفة، بل نشير إليها هنا كمفهوم فيزيائي. وعلى الرغم من أن الساعات الفيزيائية هي فعلاً أدوات لقياس الزمن، فإنها تقيس الزمن كنقاط ذات دقة لامتناهية في المواضع القريبة من المكان. وباختصار، كانت الفيزياء تقول إن الساعات لا تتأثر بالمكان والزمان، بل تسير بإيقاع ثابت وتقيس نفس المقدار من الوقت، وذلك بفضل مبدأ يسمى "مبدأ ثبات قياس الزمن".

حقوق الصورة: فوتوبين

غير أن باحثي الفيزياء النظرية في جامعة فيينا والأكاديمية النمساوية للعلوم بينوا وجود عيب جوهري في قدرتنا على قياس الزمن. وضمن دراسة تم نشرها في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)، توصل الباحثون إلى هذا الاستنتاج بدراسة التفاعل ما بين الميكانيك الكمومي ونظرية النسبية العامة لأينشتاين.

يقول المؤلفون الثلاثة في الدراسة: "اكتشفنا وجود محدودية أساسية في إمكانية القياس المشتركة للزمن على طول مسارات الزمكان المجاورة".

أزمان مشوّشة

إنّ مبدأ الارتياب لهايزنبرج في الميكانيك الكمومي، يفترض وجود حد للدقة الممكنة في قياس مقدارين فيزيائيين: الطاقة وزمن الساعة. ومن ناحية أخرى، يوجد في النسبية العامة مفعول "التباطؤ الزمني الثقالي"، والذي يصف كيف يتأثر تدفق الزمن بوجود كتل ضخمة أو مصادر طاقة ضخمة.

يكتب الباحثون: "ولكن، إذا تم تعريف الوقت بشكل عملي، وذلك على أنه مؤشر لموضع ساعة فيزيائية تتبع قوانين النسبية العامة والميكانيك الكمومي، فإن وجود ساعة مثالية لكل مسار في الزمكان سيكون في أحسن الأحوال تخيلاً متفائلاً".

باختصار، كلما زاد الارتياب في الطاقة، زاد الارتياب في الزمن. وقد بين الباحثون أن الساعات التي توضع قرب بعضها تتسبب بتدفق (مشوش) للزمن.

من المفترض أن هذه المحدودية عامة، ولا علاقة لها بآليات الساعات أو المواد التي صنعت منها. ويركز الباحثون على أهمية وجود ساعات أكثر دقة لقياس الزمن، نظراً لأهميتها بالنسبة للتقنيات الحديثة، مثلأجهزة تحديد المواقع التي نستخدمها بشكل دائم.