هذا سؤال رائع! أول الحلول المقترحة للإجابة عليه تستعين بنظرية أينشتاين النسبية العامة. بالمناسبة يسافر الضوء وفق مسار جيوديسي يُعتبر غالبًا خطًا مستقيمًا في معظم الحالات التي يواجهها البشر في الحياة اليومية، إلا أنه ينحني تحت تأثير الجاذبية. وهو سؤال مثير للاهتمام أيضًا بسبب وجود بعض الملابسات التي تقول أن للضوء كتلة، ولذلك يجب أن يتأثر بالجاذبية دون أن يؤثر عليها!
في تجاربنا اليومية، يبدو أن الضوء يتحرك في خطوط مستقيمة، غير متأثر بالجاذبية. بالطبع قد ينحني الضوء وينكسر عندما يمر بين وسطين فيزيائيين مختلفين، فعلى سبيل المثال هو ينكسر عندما يجتاز الوسط الفاصل بين الهواء والماء، وهي الظاهرة التي تجعل قصبة موضوعة في كوب من الماء تبدو وكأنها منحنية عند سطح الماء، إلا أن ذلك الانحناء ليس بسبب الجاذبية؛ بل هو مغناطيسي.
رغم ذلك، ينحني الضوء عندما يمر بالقرب من الأجرام الضخمة مثل النجوم النيوترونية والثقوب السوداء، كما تقول النسبية العامة لأينشتاين.
نعرف كلنا أن الأجسام الضخمة تتأثر بالجاذبية. على سبيل المثال، فكر في كوكب يدور حول الشمس، وطالما هو يتحرك، فهناك قوة مركزية تؤثر عليه، ما يؤدي إلى جعل متجهة حركته منحنية. ودون قوة الجاذبية، سيتحرك الكوكب في خط مستقيم.
تضع النسبية العامة عدة وجهات نظر لهذه الحالة، فبدلًا من وصف الجسم على أنه يتحرك وفق خطوط منحنية على مستوى الزمكان، يوصف الجسم بأنه يتحرك وفق خط مستقيم في مستوى زمكان منحنٍ. وهذه الانحناءات نتيجة للجاذبية، تُسمى منحنيات الزمكان باسم جيوديسية، وتعمم مفهوم الحركة المستقيمة ضمن فضاء الزمكان المنحني.
ينتقل الضوء أيضًا وفق مسار جيوديسي، وكذلك تنحني مسارات الضوء متأثرةً بقوة الجاذبية على الرغم من عدم امتلاكه أي كتلة.
هناك بعض الأبحاث الحديثة المتعلقة بالإجابة عن هذا التساؤل، فقمة سبب للاعتقاد بأن الضوء نفسه يحني نسيج الزمكان بنفس الطريقة التي تحنيه بها الأجرام الكبيرة، ويُشار إلى ذلك أحيانًا بمصطلح الجاذبية الذاتية للضوء، والفكرة في ذلك هو أن الموجة الكهرطيسية لها كمية حركة غير صفرية، بالتالي يجب أن تحني الزمكان وإن كان ذلك بطريقة صغيرة وغريبة. بهذه الطريقة تفترض معادلات النسبية العامة أن انحناء الزمكان الناتج عن انتقال الضوء فيه يجب أن يؤثر على انتشار الضوء فيه.
اقرأ أيضًا:
انحراف الضوء وكيفية انحناءه حول الأجسام
ما هي سرعة الضوء؟ وكيف نعرف قيمتها؟
ترجمة: فارس بلول
تدقيق: سمية المهدي
