تعود الفيزياء المذهلة لمشروع السلام عليك يا مريم إلى الصين القديمة

جزئيا من خلال المشاهدة مشروع السلام عليك يا مريم في مسرح IMAX الكامل، أطلقت شهقاتًا انفراديًا. أتساءل لماذا لم يصدم أي شخص آخر بشأن ما رأيته للتو، وأدركت أن السبب هو أنني فيزيائي.

اسمحوا لي أن أشرح ذلك، مع حرق خفيف للغاية: هناك مشهد في منتصف الفيلم حيث تتقدم سفينة الفضاء مريم السلام فجأة إلى الأمام. شخصية ريان جوسلينج، ريلاند جريس، ليست مربوطة في مقعده ويضرب رأسه جانبًا على الشاشات التي أمامه. لو كان هذا حقيقيا، لكان قد مات بالتأكيد. بالطبع، أشاهد أفلامًا طوال الوقت يتم فيها إلقاء الناس ولكماتهم في وجوههم وسقوطهم من ارتفاعات قد تحطم أجسادهم، لكنهم ينجون. عادة، أنا قادر على تعليق الكفر.

ما جعل تجربة المشاهدة هذه مختلفة هو الاهتمام الدقيق بفهم علم الحركة في الفضاء الخارجي بشكل صحيح. فبدلاً من مطالبة مستشاريهم العلميين بمساعدتهم في جعل العلوم المخترعة تبدو حقيقية، من الواضح أن المخرجين فيل لورد وكريستوفر ميلر طلبا من فريق في ناسا مساعدتهم في جعل فيلم الخيال العلمي الخاص بهم يبدو حقيقيًا في الحياة.

ما يهم هنا هو الزخم. إذا كنت تقود دراجتك بسرعة كبيرة واضطررت إلى التوقف فجأة، فلديك شعور بالزخم. من الصعب التوقف بدراجة أثقل؛ كما أنه من الصعب التوقف عندما تسير بسرعة أكثر من التوقف عندما تسير ببطء. إحدى طرق التفكير في الزخم هي أنه مقدار القوة التي تحملها أنت والدراجة معًا. إنه يتناسب مع سرعتك وكتلتك. ولأسباب ذات صلة، ولهذا السبب يجب على الشاحنات أن تتبع السيارات على مسافة أكبر من المركبات الصغيرة؛ فهي أكثر ضخامة ولها وقت توقف أطول.

إحدى عجائب الفيزياء كمجموعة من المعرفة هي أن الزخم ينطبق في كل مكان في الكون. قام قانون إسحاق نيوتن الثاني بتدوين فكرة الزخم وفكرة أنها ظاهرة عالمية بالمعنى الحرفي للكلمة. عندما يغادر رائد فضاء الأرض، لا يزال يتعين عليه التعامل معها بطرق جديدة وغير متوقعة. عندما تضع حقيقة قانون نيوتن الثاني في محادثة مع قانون نيوتن الأول، سرعان ما تصبح الحياة في الفضاء مثيرة للاهتمام.

ينص القانون الأول على أن الجسم المتحرك سيظل متحركًا، بينما الجسم الساكن سيظل ساكنًا. لا يبدو أن هذا هو الحال تمامًا في الحياة اليومية، حيث تلعب قوى أخرى دورًا هنا على الأرض. في مباراة الكريكيت، عندما يلامس الضارب الكرة، حتى لو طارت لفترة من الوقت، فإنها تصطدم بالأرض في النهاية. تعمل جاذبية الأرض على مقاومة قوة التلامس بين المضرب والكرة. الكرة لا تبقى في الحركة. في الفضاء، بعيدًا عن مصدر الجاذبية الهائل، لا يوجد عائق؛ ستستمر الكرة.

هذا هو بالضبط ما يحدث لجريس في الفيلم عندما تتقدم سفينة الفضاء الخاصة به إلى الأمام. مع عدم وجود حزام أمان لتثبيته، يطير. عندما يصطدم رأسه بلوحة السفينة الفضائية، فإنهما يفعلان ذلك بمستوى عالٍ من الزخم لأنه لا توجد قوة تعيق قوة الاتصال – ولهذا السبب كنت أتوقع موتًا سحق العظام. (حقيقة عدم حدوث ذلك تظهر أن الفيزياء لا يمكنها دائمًا نقض حبكة الفيلم).

يوجد في الفيلم مجموعة متنوعة من اللحظات الصغيرة المشابهة التي جعلتني أشعر بالتوتر. بصراحة، شعرت في بعض الأحيان وكأنني في الجحيم، ليس لأن الفيلم كان سيئاً، بل على العكس من ذلك – لأن الكثير من الفيزياء (إن لم يكن علم وظائف الأعضاء) تم تقديمها بشكل جيد للغاية. كما أنها كانت جميلة في بعض الأحيان. هناك مشهد حيث تقوم Grace برمي جسم ما من سفينته الفضائية، وقد أحببت بساطة مشاهدته وهو يستمر في خط مستقيم تمامًا، دون أن يتباطأ، وهو أمر لن يحدث أبدًا على الأرض.

قبل أربع سنوات، لم أكن لأحصل على نفس التجربة عند مشاهدة فيلم مثل هذا مشروع السلام عليك يا مريم. لقد أمضيت حياتي المهنية بأكملها محاولًا الحفاظ على مسافة بيني وبين الفيزياء النيوتونية، مفضلاً مجال العلوم النسبية والكمية. كطالب جامعي في السنة الأولى، وجدت أن هذه التجارب الفكرية التي تتضمن سرعة السيارات والكرات الرياضية التي تطير في الهواء قديمة بعض الشيء. أردت العلم الكوني الكبير. كأستاذ، لقد قبلت منذ ذلك الحين أن هذه هي أفضل طريقة لتعريف الطلاب بالأفكار التي ستتبعهم إلى أماكن مثل عالم الكم، حيث يكتسب مفهوم الزخم أهمية بطريقة مذهلة إلى حد ما. لكن في البداية، كان هذا قبولًا على مضض.

كل شيء تغير عندما كنت أقوم بالبحث من أجل كتابي الجديد، حافة الزمان والمكان. أردت أن أكتب عن كيفية محاولتنا فهم وتصور الفضاء، وفي هذه العملية أدركت أن قانون نيوتن الأول على وجه الخصوص هو، بالطبع، جزء من تلك القصة. تخيل دهشتي عندما علمت أنه قبل أكثر من ألف عام من ولادة إسحاق نيوتن، كان فيلسوف مملكة تشو موزي وأتباعه قد كتبوا بالفعل شيئًا مثل هذا القانون في مو تشينغ.

قضيت ثلاثة أسابيع في حفرة الأرانب، أدرس الترجمات الإنجليزية الثلاث الوحيدة المعروفة للكتاب مو تشينغ، والظهور بإحساس جديد عن سبب أهمية أساسيات الحركة. قراءة تلك مو تشينغ أقنعتني المقاطع بقراءة كلمات نيوتن الأصلية في كتابه المبادئ باللغتين اللاتينية والإنجليزية. فجأة، لقد فتنت. بعد عقود من حصولي على شهادتي الأولى في الفيزياء، لا أزال أواجه عالمي من خلال دروس جديدة حول هذا الموضوع. والأهم من ذلك، لم يكن ذلك ممكنًا لولا أعمال الترجمة التي قام بها زملائي في العلوم الإنسانية الذين يقضون وقتهم في تعلم اللغات القديمة.

وقتي أشاهد مشروع السلام عليك يا مريم لقد كانت لحظة حقيقية من التآزر: فقد نصح العلماء بعض الفنانين الذين صنعوا فنًا يعتمد على أعمال الترجمة للإنسانيين. أمسكت بكرسي بقلق وخرجت ببعض الانتقادات للقصة (ولمؤلفها آندي وير). لكنني خرجت أيضًا من المسرح راضية عن كل الطرق التي علمتها عقلي لرؤية الكون وهو يعمل، وممتنة لجميع الأشخاص الذين جعلوا من الممكن بالنسبة لي أن أشهد ذلك.