الأثير (عنصر كلاسيكي)

بحسب العلوم القديمة والوسيطة ، فإن الأثير ( يُلفظ / ˈiːθər / ؛ ومن التهجئات البديلة: æther و aither و ether ) ، المعروف أيضًا بالعنصر الخامس أو الجوهر ، هو المادة التي تملأ منطقة الكون الواقعة خارج نطاق الأرض . ^{[ 1 ]} استُخدم مفهوم الأثير في العديد من النظريات لتفسير ظواهر طبيعية مختلفة، مثل انتشار الضوء والجاذبية. في أواخر القرن التاسع عشر، افترض الفيزيائيون أن الأثير يملأ الفضاء، موفرًا وسطًا ينتقل عبره الضوء في الفراغ ، لكن تجربة ميكلسون-مورلي لم تجد دليلًا على وجود مثل هذا الوسط ، وقد فُسِّرت هذه النتيجة على أنها تعني عدم وجود أثير مضيء . ^{[ 2 ]}

كلمة αἰθήρ ( aithḗr ) في اليونانية الهوميرية تعني "الهواء النقي المنعش" أو "السماء الصافية". ^{[ 3 ]} في الأساطير اليونانية ، كان يُعتقد أنها الجوهر النقي الذي تتنفسه الآلهة، والذي يملأ المكان الذي يعيشون فيه، على غرار الهواء الذي يتنفسه البشر. ^{[ 4 ]} كما أنها تُجسد في صورة إله، وهو إيثر ، ابن إريبوس ونيكس في الأساطير اليونانية التقليدية. ^{[ 5 ]} يرتبط اسم إيثر بالفعل αἴθω بمعنى " يحرق "، ^{[ 6 ]} والفعل اللازم بمعنى "يحترق، يلمع" (يرتبط به اسم الأثيوبيين ( انظر إثيوبيا )، والذي يعني "ذوي الوجوه السوداء"). ^{[ 7 ] [ 8 ]}

في كتاب طيماوس لأفلاطون (58د)، عند حديثه عن الهواء، يذكر أفلاطون أن "هناك نوعًا شفافًا للغاية يُسمى الأثير (αἰθήρ)"، ^{[ 9 ]} ولكنه تبنى فيما عدا ذلك النظام الكلاسيكي للعناصر الأربعة. وقد وافق أرسطو ، الذي كان تلميذًا لأفلاطون في الأكاديمية ، على هذه النقطة مع معلمه السابق، مؤكدًا أيضًا أن النار قد تُخلط أحيانًا بالأثير. ومع ذلك، فقد أدخل في كتابه " في السماوات" عنصرًا "أولًا" جديدًا إلى نظام العناصر الكلاسيكية للفلسفة الأيونية . وأشار إلى أن العناصر الأرضية الكلاسيكية الأربعة قابلة للتغيير وتتحرك بشكل طبيعي في خط مستقيم. أما العنصر الأول، الموجود في المناطق السماوية والأجرام السماوية، فيتحرك بشكل دائري ولا يمتلك أيًا من صفات العناصر الأرضية الكلاسيكية. فهو ليس حارًا ولا باردًا، ولا رطبًا ولا جافًا. مع هذه الإضافة، تم توسيع نظام العناصر إلى خمسة، وبدأ المعلقون اللاحقون في الإشارة إلى العنصر الأول الجديد على أنه العنصر الخامس، وأطلقوا عليه أيضًا اسم الأثير ، وهي كلمة استخدمها أرسطو في كتابه " في السماوات والأرصاد الجوية" . ^{[ 10 ]}

كان الأثير يختلف عن العناصر الأرضية الأربعة؛ فهو عاجز عن الحركة النوعية أو الكمية. يقتصر الأثير على الحركة الموضعية. يتحرك الأثير بشكل طبيعي في دوائر، ولا توجد له حركة معاكسة أو غير طبيعية. ذكر أرسطو أيضًا أن الأجرام السماوية المصنوعة من الأثير تحمل النجوم والكواكب. أدت فكرة تحرك الأجرام الأثيرية بحركة دائرية طبيعية إلى تفسير أرسطو للمدارات المرصودة للنجوم والكواكب في حركة دائرية مثالية. ^{[ 1 ] [ 11 ]}

أقرّ فلاسفة العصور الوسطى بتغيرات في كثافة الأثير ، حيث اعتُبرت أجرام الكواكب أكثر كثافة من الوسط الذي يملأ بقية الكون. ^{[ 12 ]} وذكر روبرت فلود أن الأثير "أدق من الضوء". ويستشهد فلود برأي أفلوطين في القرن الثالث الميلادي ، الذي اعتبر الأثير نافذًا وغير مادي. ^{[ 13 ]}

الجوهر (𝓠) هو الاسم اللاتيني للعنصر الخامس الذي استخدمه الكيميائيون في العصور الوسطى لوصف وسط مشابه أو مطابق لما يُعتقد أنه يُكوّن الأجرام السماوية. لوحظ وجود كمية ضئيلة جدًا من الجوهر في الغلاف الجوي الأرضي. وبسبب هذه الكمية الضئيلة، كان يُعتقد أن الأرض تتأثر بما يحدث داخل الأجرام السماوية. ^{[ 14 ]} طُوّرت هذه النظرية في نص "وصية لوليوس" الذي يعود إلى القرن الرابع عشر ، والمُنسوب إلى رامون لول . شاع استخدام الجوهر في الكيمياء القديمة في العصور الوسطى. انبثق الجوهر من النظام العنصري في تلك الحقبة، والذي كان يتألف من العناصر الكلاسيكية الأربعة، والأثير، أو الجوهر، بالإضافة إلى عنصرين كيميائيين يُمثلان المعادن: الكبريت ، "الحجر الذي يحترق"، الذي يُمثل مبدأ الاحتراق، والزئبق ، الذي يُمثل المبدأ المثالي للخواص المعدنية.

انتشر هذا النظام العنصري بسرعة في جميع أنحاء أوروبا، واكتسب شعبية واسعة بين الخيميائيين، لا سيما في مجال الخيمياء الطبية. سعى الخيمياء الطبي آنذاك إلى عزل الجوهر الخالص ودمجه في الأدوية والإكسيرات. ^{[ 14 ]} ونظرًا لنقاء الجوهر الخالص وطبيعته السماوية، كان يُعتقد أن تناوله يُخلص الإنسان من أي شوائب أو أمراض. في كتاب الجوهر الخالص ، وهو ترجمة إنجليزية من القرن الخامس عشر لنص أوروبي، استُخدم الجوهر الخالص كدواء للعديد من أمراض الإنسان. ومن بين الطرق المذكورة لتحضير الجوهر الخالص تقطير الكحول سبع مرات. ^{[ 15 ]} على مر السنين، أصبح مصطلح الجوهر الخالص مرادفًا للإكسيرات والخيمياء الطبية وحجر الفلاسفة نفسه. ^{[ 16 ]}

مع تطورات الفيزياء في القرن الثامن عشر ، استُخدم مفهوم مشابه في النماذج الفيزيائية المعروفة باسم "نظريات الأثير" لتفسير انتشار القوى الكهرومغناطيسية والجاذبية. ففي سبعينيات القرن السابع عشر، استخدم نيوتن فكرة الأثير للمساعدة في مطابقة الملاحظات مع القواعد الميكانيكية الصارمة لفيزياءه. ^{[ 17 ] [ أ ]} لم يكن للأثير في العصر الحديث المبكر قواسم مشتركة تُذكر مع أثير العناصر الكلاسيكية الذي استُعير منه الاسم. تُعتبر نظريات الأثير هذه قديمة علميًا، إذ أظهر تطور النسبية الخاصة أن معادلات ماكسويل لا تتطلب الأثير لنقل هذه القوى. لاحظ أينشتاين أن نموذجه الخاص الذي حل محل هذه النظريات يمكن اعتباره أثيرًا بحد ذاته، لأنه يشير إلى أن الفراغ بين الأجسام له خصائصه الفيزيائية الخاصة. ^{[ 19 ]}

على الرغم من أن نماذج الأثير الحديثة المبكرة قد حلت محلها النسبية العامة، إلا أن بعض الفيزيائيين حاولوا بين الحين والآخر إعادة طرح مفهوم الأثير في محاولة لمعالجة أوجه القصور الملحوظة في النماذج الفيزيائية الحالية. ^{[ 20 ]} وقد أطلق مؤيدو أحد النماذج المقترحة للطاقة المظلمة اسم " الجوهر " تكريمًا للعنصر الكلاسيكي. ^{[ 21 ]} وتتعلق هذه الفكرة بالشكل الافتراضي للطاقة المظلمة الذي يُفترض أنه يفسر ملاحظات تسارع الكون. كما يُطلق عليها أيضًا اسم القوة الأساسية الخامسة .

الأثير والجاذبية

في عام 1682، صاغ جاكوب برنولي نظرية مفادها أن صلابة الأجسام تعتمد على ضغط الأثير. ^{[ 25 ]} وقد استُخدم الأثير في العديد من نظريات الجاذبية كوسيط للمساعدة في تفسير الجاذبية وأسبابها.

بعد بضع سنوات، استُخدم الأثير في إحدى أولى نظريات الجاذبية المنشورة للسير إسحاق نيوتن ، وهي كتابه " الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية " ( 1687). وقد بنى نيوتن وصفه الكامل لحركات الكواكب على قانون نظري للتفاعلات الديناميكية. وتخلى عن المحاولات السابقة لتفسير هذا النوع من التفاعل بين الأجسام البعيدة، وذلك بإدخال آلية انتشار عبر وسط وسيط. ^{[ 26 ]} أطلق نيوتن على هذا الوسط الوسيط اسم الأثير. في نموذجه للأثير، يصف نيوتن الأثير بأنه وسط "يتدفق" باستمرار نحو الأسفل باتجاه سطح الأرض، حيث يُمتص جزئيًا وينتشر جزئيًا. وقد ربط نيوتن قوة الجاذبية بهذا "الدوران" للأثير، ليساعد في تفسير تأثير الجاذبية بطريقة غير ميكانيكية. ^{[ 26 ]} وصفت هذه النظرية كثافات مختلفة للأثير، مما أدى إلى تدرج في كثافة الأثير. اقترحت نظريته أيضًا أن الأثير يكون متخلخلًا داخل الأجسام وكثيفًا خارجها. فعندما تتفاعل جزيئات الأثير الأكثر كثافة مع الأثير المتخلخل، تنجذب إليه مجددًا، تمامًا كما تنجذب أبخرة الماء المبردة إلى بعضها لتكوين الماء. ^{[ 27 ]} في كتابه "الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية"، حاول نيوتن تفسير مرونة الأثير وحركته بربطه بنموذجه الساكن للسوائل. ووفقًا لهذه النظرية المبكرة، فإن هذا التفاعل المرن هو ما تسبب في قوة الجاذبية، مما سمح بتفسير الجاذبية من حيث التأثير عن طريق التلامس المباشر بدلًا من التأثير عن بُعد، وهو ما اعتبره نيوتن "مُنافياً للمنطق". ^{[ 28 ]} كما شرح نيوتن هذا التغير في ندرة الأثير وكثافته في رسالته إلى روبرت بويل عام 1679. وقد أوضح في هذه الرسالة الأثير ومجاله المحيط بالأجسام، واستخدم ذلك كوسيلة لإطلاع روبرت بويل على نظريته. ^{[ 27 ]} على الرغم من أن نيوتن غيّر في النهاية نظريته عن الجاذبية إلى نظرية تتضمن القوة وقوانين الحركة، إلا أن نقطة انطلاقه للفهم والتفسير الحديثين للجاذبية كانت من نموذجه الأصلي للأثير في الجاذبية. ^{[ 29 ]}

الحواشي

الاقتباسات