تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
بندول فوكو
المؤلف: وليام تي فولمان
المصدر: وداعاً نظرية مركزية الأرض
الجزء والصفحة: ص86–88
2023-09-11
1060
ما الواقع؟ إن تاريخ العلم – ناهيك عن تاريخ الحياة ذاتها – يعلمنا أن نتوقع أنه سوف تظهر دائمًا أشياء أكثر مما فهمناه حتى الآن. لعل قصة المبدأ البطلمي لا تختلف عن إدراكنا لكينونتنا فهي تلائمنا، وهي تفسر كل شيء تقريبًا. دعونا نتجاهل كل ما عدا ذلك، وسوف نتوصل إلى تفسيرات «لجميع» الظواهر يومًا ما! ثم يأتي كوبرنيكوس، ومن بعده كبلر ونيوتن وأينشتاين، مصحوبين بالقائمين على صنع وإطلاق الصواريخ الذين يوجهون عدساتهم نحو كوكبنا الأرضي المتحرك! («تبين لنا الصور الملتقطة من الصواريخ أن أكثر الانطباعات إبهارًا التي تصيب الراصد الخارجي بالذهول يتمثل في مدى انبساط سطح كوكب الأرض ... فأعلى قمم الجبال وكذا أعمق الأخاديد لا تمثل سوى تعرجات طفيفة في سطح كوكب الأرض الأملس نسبيًّا.» ومن على ارتفاع كافٍ، يصبح العالم الأرضي سماويا؛ ومن ثم يشكل هذا حدود المشاهدة.) يصر بطليموس على أنه لو كانت أرضنا (حاشا لله!) تدور بالفعل، لكانت الأجسام المتساقطة ارتطمت بالأرض في موضع يقع خلف مسقطها العمودي الفعلي. وبطليموس على صواب، في إطار حدود المشاهدة. إنه ليذهلني أن العالم اضطر للانتظار حتى يوم الثالث من فبراير عام 1851 عندما جاء بندول فوكو ليوسع مدى تلك الحدود، وهو ما حدث على النحو التالي:
علق ثقلا بواسطة سلك مربوط في معلاق ثابت ثلاثي القوائم. لفّ خيطا على هيئة أنشوطة حول السلك، ثم اجذب الخيط ببطء وإحكام نحو اتجاه الجنوب – أي على امتداد محور دوران الأرض حول نفسها – إلى أن ينجذب نحوك، انتظر للحظة أو اثنتين ريثما تختفي أي اهتزازات في السلك، ثم المس الخيط بشعلة من عود ثقاب إلى أن ينقطع. عندها يبدأ البندول سلسلة من التأرجحات التي لا تشوبها أي حركة جانبية. ما يحدث بعدها إعادة لتصوير ظاهرة كوريوليس: إذا كنت موجودًا شمال خط الاستواء، فإن كل تطرف شمالي للأرجحة يتجه شرقًا مقارنة بسابقه، وكل تطرف جنوبي بالتالي يتجه للغرب (في نصف الكرة الجنوبي يكون اتجاه الأرجحة عكس اتجاه عقارب الساعة). إن بندول فوكو يسقط سقوطا حرا في الفضاء، في حين تدور الأرض من حوله! والآن لنعكس ظاهرة كوريوليس: ستصبح تلك الظاهرة في أكثر صورها وضوحًا عند القطبين وتتلاشى تماما عند خط الاستواء. إن التعبير الرياضي عنها في أي موقع مقداره خمس عشرة درجة في الساعة (وهو معدل دوران الأرض) مضروبًا في جيب زاوية دائرة العرض. اذهب إلى باريس، ثم توجه إلى البانثيون (مقبرة العظماء)، أسفل القباب ذات النوافذ وتلك التي بلا نوافذ. سوف تجد نسخة طبق الأصل من بندول فوكو تتأرجح ببطء جيئة وذهابًا داخل حلقته المدرجة، في صمت، ويكاد يكون تغيره غير محسوس. ومن على بعد ومن زاوية ملائمة، تبدو الكرة اللامعة وهي تتحرك بالكاد تنبض بدرجة طفيفة للغاية. علاوة على ذلك، هي تتوقف للحظة عند أقصى طرف مسافة الأرجحة، ثم تعود في الاتجاه الآخر، مقتفيةً نفس المسار، وإن لم يكن بالضبط. في باريس يحتاج المسار إلى حوالي ست دقائق ليتغير بمقدار درجة واحدة، وهذا معناه º11 في الساعة الواحدة (º15/ س × جا [دائرة عرض 51’ º48] = 15 × 0.7528 = 11.292)، أي ما يقرب من (º272 يوميًّا. تعلن اللافتة أعلى البندول: «أنت على موعد لمشاهدة الأرض وهي تدور»؛ غير أنه من المدهش طول المدة التي يجب على المرء الاستمرار في المشاهدة خلالها بالفعل حتى يصبح على يقين من التغير في التأرجح باتجاه عقارب الساعة. تدور الأرض في صمت وفي حركة خفية لا تدركها الحواس (بسرعة 1674 كيلومترًا في الساعة). لو أنك تابعت أرجحة واحدة أو اثنتين فحسب، فربما لا تدرك أبدًا أنها تتحرك، وهو مثال آخر على حدود المشاهدة. لو أنك شاهدت ظاهرة كوريوليس دون أن تفهمها فهما تاما، فربما كان تنبؤك بأن البندول سوف يحقق أسرع دوران عند خط الاستواء، لا عند القطبين. في بعض الأحيان، مثلما حدث في حالة بطليموس، تتسبب التفسيرات الزائفة لمشاهدات سابقة فعلية في تحجيم المشاهدات الحالية.
«الواقع هو ما ندركه الآن.» يا له من تعريف ضيق الأفق يُرثى له غير أنه مع ذلك يصيب كبد الحقيقة. بفضل ما نقلته تليسكوباتنا الفلكية ومسابرنا التي تجول بين الكواكب، بدأت الكواكب، على الأقل، تكشف عن لمحات من مجدها: الفوهات التي يميل لونها إلى الاحمرار فوق كوكب عطارد تحتشد وسط ظلام الفضاء (قرأت أن كوبرنيكوس لم يرصد عطارد مطلقًا ولا حتى على هيئة نقطة لامعة؛ وهو يعزو ذلك إلى وجود أبخرة متصاعدة من نهر فيستولا تخفي المشهد؛ لكن حقيقة الأمر، أن طبعتي الحالية من أطلس نورتون للنجوم تؤكد لي أن «الخبرة العامة» المتعلقة بالبحث عن عطارد حتى باستخدام تليسكوب الهواة «تصيب الراصد بالإحباط وخيبة الأمل»)؛ وكوكب المريخ ذي اللونين الأزرق والضارب للصفرة، الذي هو في حقيقة الأمر، بفضل عنصر الحديد، أكثر احمرارًا مما يبدو في كثير من الصور الفوتوغرافية، «يرجع ذلك في جزء منه إلى ظروف الإضاءة، وفي جزء آخر منه إلى صعوبات المعايرة في نظام الرصد» – من جديد الواقع هو ما ندركه! والقرص الرائع اللامع المتوهج مثل قنديل البحر، لكوكب المشتري، الذي كانت أقماره، المجهولة تماما لكوبرنيكوس، تدور حوله وكأنها كرات من حجر شبه كريم؛ والفوهة السوداء، التي سميت باسمه، التي تحدق مثل عين تطل علينا من وسط بحر من الركام فوق الأفق الرمادي لقمرنا.