الزمن بُعد، لكنه ليس كالمكان

يتكوّن نسيج الزمكان من أربعة أبعاد: ثلاثة للفضاء، واحد للزمن. لكن الزمن، رغم كونه بُعداً، يختلف جوهرياً عن الأبعاد المكانية. وفقاً للنظرية النسبية الخاصة لأينشتاين، لا يوجد زمن أو مكان مطلق، بل يتغيران بحسب حركة المراقب، فيصبح الزمكان مفهوماً نسبياً ومترابطاً.

في الأبعاد الفضائية الثلاثة، أقصر مسافة بين نقطتين هي الخط المستقيم، وهذا بديهي ويعتمد على نظرية فيثاغورس. عند التحرك في اتجاهين عموديين، المسافة المباشرة أقل من مجموع المسافتين. نعمّم ذلك على الفضاء الثلاثي بالعلاقة: d = √(x² + y² + z²).

لكن عند إدخال الزمن كبُعد رابع، لا يُعامل كبُعد مكاني إضافي. رغم أن إدراج الزمن في الحساب يبدو منطقياً، طبيعته تختلف. الزمن لا يُقاس بوحدات طول، لذا لا يُضاف إلى المسافات دون تحويله باستخدام سرعة الضوء c. لهذا يصبح الفاصل الزمكاني في معادلات النسبية: d = √(x² + y² + z² - c²t²)، حيث يُطرح الحد الزمني لا يُجمع.

هذا الفارق أساسي، إذ يتحرك الجميع عبر الزمن حتى دون حركة في المكان، لكن كلما زادت السرعة في الفضاء قلّت في الزمن، ما يفسر تمدد الزمن والانكماش الطولي عند الاقتراب من سرعة الضوء. هذا السلوك لا يظهر في الأبعاد المكانية.

وضع مينكوفسكي، أستاذ أينشتاين، الصيغة الرياضية لهذا التصور، لكن أينشتاين أعطاه التفسير الفيزيائي الثوري، وأظهر أن الثابت ليس المسافة ولا الزمن، بل الفاصل الزمكاني، وأن سرعة الضوء تبقى كما هي في كل الإطارات المرجعية، ما جعل الزمكان عنصراً أساسياً في فهم الكون.