الفروق الرياضية والفيزيائية بين السطوح المنحنية والمستوية في عمليات الر صد الفلكية-الفيزيائية

الملخص

إن دراسة علم الكون (The cosmology) يستند إلى "النظرية النسبية العامة" لأينشتاين، وهذا يقود إلى اعتبار (إلى التخيل) أننا نعيش في وسط في زمكان منحني. إن هذه الفكرة (فكرة انحناء الزمكان) ليست سهلة على الاطلاق، بعبارة أخرى ليس من السهل تمثيلها، وإن هذا الذي يتم القيام به هو عبارة عن مرحلة أولى لمعالجة ومقاربة بعض النقاط المتعلقة بتلك الفكرة.

هناك عدة صعوبات لمقاربة تلك الفكرة وهي أولاً تخيل زمكان رباعي الأبعاد ومن ثم تخيل أن الزمكان منحني. ولكن سنهتم هنا ببعض الأوضاع البسيطة: فضاء مستوي (سطح مستوي) وفضاء منحني (سطح منحني) ببعدين وبثلاثة أبعاد. أي أوضاع بسيطة جداً وهو فضاء فقط وليس فضاء وزمن (أي ليس زمكان) ببعدين فقط وليس فضاء بثلاثة أبعاد حيث نعيش حالياً، سيكون الوضع أكثر بساطةً. إذاً بتعبير آخر سنقوم بما يُدعى بـ "دراسة علم الكون عن طريق النملة أو ما يدعى بتقنية النملة"، أي نملة تعيش في فضاء ببعدين أو بثلاثة أبعاد. وهنا لا نهتم بالزمن، نهتم فقط بالفضاء. وسنرى ما هي النقاط التي يمكن استنتاجها من دراسة ذلك، أي ماذا سترى النملة عند دراستها ذلك، أو بتعبير آخر، ماذا سنرى لو كنا مكان النملة؟

وهذه أول طريقة لمعرفة أننا نعيش في فضاء منحني. وهذا ليس من السهل القيام به في الحياة العملية، وخاصة عند دراسة علم الكون، حيث المسافات التي نتعامل معها كبيرة جداً، من مرتبة السنة الضوئية.  

ومن ثم ستتم المقارنة بين السطوح المستوية والسطوح المنحنية؛ وسنرى ما هو تأثير الانحناء على محيط الدائرة وهذا بدوره يؤدي إلى مفعول فيزيائي أو تأثير فيزيائي آخر وهو مفهوم التدفق الضوئي (light flux).