[فتحي مكي]

التناظر المرآتي للزمن

ترددت كثيرا في كتابة الموضوع على شكل مقاله , فأنا لدي قناعه أن النقاش يكون مثمرا أكثر ويعود بفوائد أكثر من مجرد قراءة مقال , وليعرف كثير من القراء أن بعض التساؤلات تقود إلى أشياء أكثر عمقا من ما كان ينتظر من إجابته فكم من نظريات ظهرت من تساؤلات بسيطه .
ولكن بما إنه لم يتم التفاعل مع السؤال من قبل أعضاء المنتدى فكرت بأنه ربما علي أن أجيب عليه أنا .
لمن لم يقرأ السؤال فهو موجود على الرابط
http://www.phys4arab.net/vb/showthread.php?t=77658

اولا يجب أن نفهم ماذا نعني بالتناظر المرآتي والذي نصادفه كثيرا في الفيزياء .
نقول أن شكلا ما متناظرا مرآتيا أذا لم نستطع تمييزه عن صورته في المرآة فالشكل البشري مثلا يكون متناظرا مرآتيا فلا نستطيع تمييز بين الصورة الحقيقية للشخص و بين صورته في المرآة , بينما السلطعون غير متناظر مرآتيا فللسلطعون يدا كبيره و أخرى صغيره فلو كانت يده اليمنى اكبر من اليسرى فأن صورته في المرآة لديها يد يسرى أكبر من اليمنى .
حسنا ماذا عن الزمن , بالطبع لا يمكن أن نشاهد الزمن عبر المرآة ولكن نحن نعني بالتناظر المرآتي للزمن هو عدم التمييز بين ز وبين -ز أي بين ما إذا كان يسير باتجاه المستقبل أو بإتجاه الماضي .
الآن لنعد إلى سؤالنا , في حالة عدم الإحتكاك في حالة الفيديو يعرض بصورة طبيعية يكون لدينا مجموع كلا من طاقة الحركة و كمية التحرك للكرتين قبل التصادم مساويا لما بعد التصادم و ينطبق الأمر كذلك في حالة الفيديو بصورة معكوسه زمنيا و لذلك لن تستطيع الفيزياء أخبارك أي من الفيديوهين يسير بصورة معكوسه زمنيا .
أما في حالة وجود الإحتكاك سنلاحظ في حالة الفيديو يسير بصورة أعتيادية أن الكرة الأولى تقل سرعتها بمرور الوقت نتيجة لخسارتها طاقة حركية على شكل حرارة بسبب الإحتكاك مع السطح و في حالة الفيديو المعروض بشكل معكوس زمنيا ستزداد سرعة الكرة مع الوقت وهذا يدل على اكتسابها طاقة و بالقليل من المعرفة الفيزيائية يمكن معرفة أن السبب هو قوة الإحتكاك و أن الفيديو يعرض بطريقة معكوسه زمنيا .
ولكن معرفتنا بكون الفيديو يسير بصورة معكوسة هو من واقع خبرتنا اليومية فالفيزياء الكلاسيكية حقيقة لا تستطيع التمييز بين تلك الحالتين فالطاقة الحركية المكتسبة تأتي من الطاقة الحرارية للوسط المحيط و بإدخال الإحتكاك للواجهة يمكن كتابة المعادلات في كلتا الحالتين بالنسبة لكلا من ز و -ز في الحقيقة كل معادلات الفيزياء متناظره مرآتيا بالنسبة للزمن .
ولكن لماذا لا نرى الحالة العكسية تحدث تلقائيا في الطبيعة بمعنى آخر لماذا يمكن أن يخسر جسما جزءا من طاقته الحركية على شكل حرارة و لكن لا يمكن حدوث العكس .
تخيل جسما يسقط من يدك نحو الأرض , ستتحول طاقة الوضع لطاقة حركية حتى يصطدم بالأرض فتتحول طاقته الحركية إلى طاقة حرارية و صوت و سيتوقف عن الحركة , ولكننا لم نشاهد قط أن حجرا يجمع الطاقة الحرارية و الصوتية لمحيطه و يحولها إلى طاقة حركية تجعله يرتفع عن الأرض , فلماذا تكون بعض العمليات في الفيزياء غير عكوسة زمنيا و تميل للسير بإتجاه واحد زمنيا .
بما أن الجواب غير موجود في الفيزياء النيوتونيه سنبحث عنها في مكان آخر .
تخبرنا الديناميكا الحرارية أن الأنظمة المغلقة تزداد فيها الأنتروبيا و لا تقل أبدا , ماذا يعني هذا الكلام ؟.
تقيس الأنتروبيا درجة الحرية في تبادل الطاقة بين اجزاء النظام الواحد و هي مقياس لدرجة الفوضى .ِ
لنفترض أنك وجدت مائة عملة نقدية مرمية على الأرض و كلها موضوعة على نفس الوجه و ليكن نقش بحسب نظرية الأحتمالات فأنه على الأرجح تم وضعها بهذا الشكل من قبل شخص ما لأنه احتمال سقوطها عشوائيا على هذا الشكل عالي الأنتظام هو إحتمال ضعيف , تخيل حجرا موضوعا على الأرض يتبادل الحجر الحرارة مع الوسط المحيط به عبر ارتطام ذرات الهواء المحيطه به من كل جانب بشكل عشوائي في كل الإتجاهات .
ما مدى أحتمال أن تكون كل جزيئات الهواء المحيطه به متحركه بمحض الصدفه في نفس الإتجاه بحيث تجعله يحول طاقتها الحرارية على شكل طاقة حركية متحركا بذلك الأتجاه بالطبع سيكون أحتمال ضعيف جدا لأنها حالة عالية النظام وذات انتروبيا منخفضة جدا و كما تقول الديناميكا الحرارية لا تقل انتروبيا أي نظام مالم يتم التدخل خارجيا .
أن تحول الطاقة الحركية إلى طاقة حرارية يتم عبر طرق كثيره بينما حدوث العكس يتم عبر طريقة واحدة و هي حالة عالية النظام لا يمكن حدوثها الا عبر تحكم مضبوط خارجيا كما يحدث في المحركات المصنوعة من قبل البشر .
يربط الفيزيائيين بين قانون الديناميكا الحرارية السابق و بين سهم الزمن مع أنه لا يفسر بشكل كامل لماذا تميل أحداث الطبيعة للحدوث بشكل لا يمكن عكسه زمنيا , فهل الحرارة هي ما تجعلنا نميز بين الماضي و الحاظر , ففي حالة التوازن الحراري لا يمكن

تمييز أتجاه سير الزمن نحن نعلم بأن الوقت يسير بإتجاه واحد لأننا نعيش في عالم غير متزن حراريا , ولا يمكننا صناعة ساعات و لا محركات لولا وجود اختلافات في درجة الحرارة بين اجزاء محيطنا و لا يمكننا العيش في حالة تساوت درجة حرارة اجسامنا مع بعضها البعض و مع محيطها .
ويبقى السؤال المهم لماذا مازالت معادلات الفيزياء متناظرة مرآتيا بالنسبة للزمن ؟.