لماذا يدور الماء في الحوض بعكس اتجاه عقارب الساعة؟
من الشائعات أنّ الماء يدور، عندما ينصبّ في فتحة التصريف، باتّجاه معيّن شماليّ خط الاستواء، ويدور بالاتّجاه المعاكس جنوبيّ خط الاستواء، إلّا أنّ ذلك ليس بالضبط …صحيحًا
22 سبتمبر 2026
| 
8 دقائق
| ترجمة: خالد ابراهيم مصالحة
هل تعلم أنّ الماء في حوض المطبخ أو في المرحاض يدور بعكس اتّجاه عقارب الساعة في النصف الشماليّ من الكرة الأرضيّة، ويدور بالاتّجاه المعاكس تمامًا في النصف الجنوبيّ؟ هذا مثال على حبّ الناس تبادل المعلومات الغريبة فيما بينهم، وهاكم معلومة أكثر غرابة: لم يُكلّف أحدٌ نفسه باختبار حقيقة هذه المقولة، ذلك على الرغم من أنّنا نملك الأحواض والمراحيض في بيوتنا ونشاهد الماء يدور أحيانًا باتّجاه معيّن و باتّجاه آخر أحيانًا أخرى.
لعلّ السؤال الأول الذي يطرح نفسه في هذا الشأن، قبل السؤال عمّا يُحدّد اتّجاه دوران الماء في طريقه إلى فتحة التصريف، هو لماذا يدور الماء أصلًا حول فتحة التصريف ولا يجري نحوها بخط مستقيم؟ وكذلك- ما علاقة كلّ هذا بتكوّن الكواكب السيّارة؟
إعصار صغير جدًّا في المرحاض
تنبع الفكرة بأنّ اتّجاه دوران الماء في الحوض يتعلّق بمكان التواجد على سطح الكرة الأرضيّة من وجود قوّة كوريوليس (Coriolis) الطبيعيّة (الفيزيائيّة)، الّتي يُفترض أن تؤدّي إلى هذه النتيجة بالضبط. هكذا تمامًا تؤثّر هذه القوّة، في نهاية المطاف، في التيّارات في المحيطات وفي أنظمة السحب والرياح.
تدور جميع الأعاصير (أعاصير الهاريكان) عكس اتّجاه عقارب الساعة في النصف الشماليّ من الكرة الأرضيّة. دعونا نتخيّل عاصفة نشأت حول القطب الشماليّ. تدور الكرة الأرضيّة من الغرب إلى الشرق، فإذا نظرنا من الأعلى سنرى منطقة القطب الشماليّ تدور بعكس اتّجاه عقارب الساعة.
دوران الكرة الأرضيّة حول محورها بطيء، إذ إنّ مقدار اليوم الأرضيّ (النهار والليل) هو أربع وعشرون ساعة، تستغرقها الكرة الأرضيّة لإكمال دورة واحدة. يصل الهواء المتدفّق إلى مركز العاصفة (منطقة الضغط المنخفض) بنفس السرعة الّتي كانت له جنوب القطب (عكس اتّجاه عقارب الساعة)، ولا يدرك مركزها أبدًا وإنّما يقترب منه، وينحرف إلى اليمين. من وجهة نظر مراقب يقف على سطح الأرض، يبدو له أنّ الهواء يتحرّك تحت تأثير قوّة خارجيّة.
عندما يتحرّك الهواء شمال خط الاستواء، فإنّ حركة الأرض تجعله يبدو وكأنّه مائل إلى اليمين، ويبدو مائلًا إلى اليسار من جنوب خط الاستواء. يشير السهم الأصفر في الصورة أعلاه إلى حركة الكرة الأرضيّة، وتشير الأسهم البيضاء إلى حركة الهواء بدون تأثير قوّة كوريوليس، أمّا الأسهم البرتقاليّة فتشير إلى حركة الهواء الفعليّة | Shutterstock, Designua
إنّها قوّة كوريوليس. ليست قوّة كبيرة ولكنّها تؤثّر في الأجسام المتحرّكة، مثل الهواء ومياه المحيط، بشكل دائم. تحدث هذه الحركة دون توقّف، وبالتالي، على مدى الأيام أو الأسابيع الّتي يتحرّك فيها السائل، فإنّ حركة الأرض تجعله يتسارع في نفس الاتّجاه. تؤدّي الظاهرة ذاتها الى أن تدور كلّ الأعاصير في النصف الشماليّ من الكرة الأرضيّة، ومن ضمنها الأعاصير البعيدة عن القطب، بعكس اتّجاه عقارب الساعة. يحدث الأمر ذاته في النصف الجنوبيّ من الكرة الأرضيّة، لكن بالاتّجاه المعاكس.
يتعلّق تأثير قوّة كوريولس بوتيرة الدوران- وهي ثابتة تقريبًا في الكرة الأرضيّة، وبسرعة حركة الجسم على سطح الكرة الأرضيّة والمدّة الزمنيّة الّتي تؤثّر بها القوّة فيه. يتعاظم الازدياد في سرعة الجسم مع ازدياد المدة الزمنية الّتي تؤثّر بها قوة كوريوليس فيه، كباقي القوى الّتي تؤدّي إلى تسارع الأجسام الّتي تؤثّر فيها. تؤثّر قوّة كوريوليس في تيّارات المحيط الّتي تتحرّك بوتيرة تتراوح ما بين سنتيمتر واحد وبين بضعة أمتار في الثانية، على مدى السنين الطويلة الّتي جرت وما زالت تجري فيها هذه التيارات. هكذا أدّت قوّة كوريوليس- الّتي تنجم، كما تمّ ذكره، من دوران الأرض حول محورها- إلى تحرّك تيّارات المحيط باتّجاه حركتها- مع اتّجاه عقارب الساعة أو عكسها.
تتأثّر قذائف المدفعية الّتي تتحرّك بسرعة تقارب ألف متر في الثانية، هي الأخرى، بقوّة كوريوليس، ويكون هذا التأثير ملحوظًا فقط في القذائف الّتي تُقذف لمجال بعيد يزيد عن بضعة كيلومترات. تبقى القذيفة، في مثل هذا المدى، في الهواء فترة تكفي لتراكم تأثير القوّة فيها، وإمكانية الشعور بها.
لا يبقى الماء الّذي يتحرّك ببطء في المرحاض أو في الحوض، بالمقابل، مدّة كافية يتراكم فيها تأثير قوّة كوريوليس. تأثير قوّة كوريوليس هامشيّ في هذه الحالة، مع أنّه قائم. علينا، من أجل مشاهدة تأثير قوّة كوريوليس في الماء في البيت، أن نملأ حوض استحمام مسطّحًا وكامل الاستدارة، ثمّ نترك الماء أسبوعًا أو أكثر حتّى يستقرّ، ونزيل السدّادة من الفتحة السفلى عندما نلاحظ أنّ الماء ساكن وخالٍ من التيّارات، وندع الماء ينصبّ من الفتحة الصغيرة خلال ساعات طويلة. قد نتمكّن بذلك من مشاهدة دوران الماء الناجم، ربّما، عن قوة كوريوليس.
ما الّذي يؤثّر إذًا في اتّجاه دوران الماء في طريقه إلى فتحة التصريف؟ إنّها، بشكل أساسيّ، طريقة تعبئة الحوض. يمكن مشاهدة الماء المصبوب من الحنفية، عندما نملأ الحوض، يتّجه نحو الفتحة عن جهة اليمين مرةً، وعن جهة اليسار مرةً أخرى. وكثيرًا ما قد يؤثّر شكل الحوض، بانحداراته غير المتناسقة الّتي تدفع الماء نحو الدوران باتّجاه دون غيره.
تؤدّي قوّة كوريوليس إلى دوران جميع الأعاصير في النصف الشماليّ من الكرة الأرضيّة بعكس اتّجاه عقارب الساعة. يحدث نفس الشيء تمامًا في النصف الجنوبيّ من الكرة الأرضيّة، ولكن بالاتّجاه المعاكس. في الصورة إعصار هوريكان كما يبدو من الأعلى | Shutterstock, Yabresse
لماذا يدور الماء؟
توجد سرعة أوليّة معيّنة لكلّ جزيء ماء قبل أن يبدأ بالنزول نحو فتحة الحوض. ذلك يعني أنّه يمتلك عزمًا دورانيًّا- سرعة معيّنة باتّجاه معيّن، لا توصلها، عادةً، تمامًا إلى مركز فتحة الحوض.
يتحدّد مسار أيّ جسم حول بؤرة تجذبه وفقًا للدمج بين قوّة الجاذبية الّتي تشدُّ الجسم نحو المركز وبين القوّة الطاردة عن المركز الناجمة عن سرعة الجسم، وهي تشدُّ الجسم نحو الخارج. يمكن الشعور بهذه القوّة جيّدًا في الدوامة الّتي تدور في مدينة الملاهي. تؤثّر الدوامة خلال دورانها بقوّة في الأولاد الجالسين فيها وتبقيهم بمسار دائريّ. يشعر هؤلاء الأولاد بقوّة تدفعهم نحو الخارج- القوّة الطاردة عن المركز- وأنّهم، لولا الدوامة، من وجهة نظرهم، سَيواصلون حركتهم بخط مستقيم يشكّل تماسًا مع اتّجاه دوران الدوامة. تحول القوّة الطاردة عن المركز دون سقوط الكواكب السيّارة في قلب الشمس، ودون سقوط الأقمار الصناعيّة على سطح الأرض. تؤثّر القوّة الطاردة عن المركز في جزيئات الماء أيضًا، ما دامت سرعة حركتها حول فتحة التصريف عالية بما فيه الكفاية.
يُفسر حِفظ العزم الدورانيّ سبب عدم فقدان الماء من سرعة دورانه أثناء حركته حول فتحة الحوض. تخيّلوا، من أجل محاكاة ميكانيكا العزم الدورانيّ حوضًا متناسقًا في مركزه ثقب. تسقط كرة زجاجيّة صغيرة (غُلّة)، إذا وضعناها في أعلى الحوض وتركناها تتدحرج بدون دفعها، مباشرة نحو فتحة الحوض. وتدور الغُلّة عدة مرات حول ثقب الحوض عادة في مسار بيضاوي الشكل، إذا دفعناها قليلًا نحو أحد أطراف الحوض. كانت الغلّة سَتواصل دورانها حول ثقب الحوض الى الأبد، فيما لم تكن هناك قوّة احتكاك، تمامًا كما هو الحال في دوران الكواكب السيّارة حول الشمس. تمنع سرعة حركة الكواكب السيّارة نحو الأطراف هبوطها داخل الشمس.
تدور الغُلّة عدّة مرات حول ثقب الحوض، عادة في مسار بيضاوي الشكل، في حال دفعناها قليلًا نحو أحد أطراف الحوض. في الصورة: كرة زجاجيّة (غُلّة) تدور في الحوض | Shutterstock, David Woolfenden
إحدى الميزات غير المتوقّعة الّتي تنجم عن حِفظ العزم الدورانيّ هي ازدياد وتيرة دوران الجسم كلما اقترب (الجسم) من المركز. نلاحظ مثل هذه الظاهرة في التقنيّة الّتي تتّبعها الراقصات في دورانها على الجليد. تَستخدم الراقصات (والراقصون) هذا المبدأ عندما يقمن بسلسلة من الدورات الموضعيّة وذلك من أجل التحكّم بسرعة دورانهن حول أنفسهن. تبقى سرعة دوران الراقصة بطيئة ما دامت يداها ممدودتين إلى الجوانب. تزداد سرعة دوران الراقصة بشكل حادّ إذا ضمّت يديها إلى جسمها، إذ تتركّز غالبية كتلة جسمها قريبًا جدًّا من محور الدوران. ينجم ذلك عن حِفظ العزم الدورانيّ، إذ تزداد السرعة الدورانيّة للتعويض عن قِصر البعد بين يدي الراقصة وبين محور الدوران. نفس الشيء يقال عن الماء داخل الحوض- تزداد وتيرة دورانه كلما اقترب من فتحة التصريف.
يتوقّف دوران الماء في نهاية المطاف ويتجمع الماء وينصبّ في المجاري. يحدث ذلك بفضل قوّة الاحتكاك مع جوانب الحوض، الّتي تتيح لجزيئات الماء نقل عزمها الدورانيّ إلى جزيئات مجاورة أو إلى سطح الحوض، إلى أن يتمّ امتصاص كميّة كبيرة من العزم الدورانيّ، ويتبعثر ما تبقّى منه في الأرض. تعيق القوّة الطاردة عن المركز سقوط الماء نحو الأسفل وامتصاصه في فتحة الحوض طالما كانت سرعة دورانه حول فتحة الحوض عالية بما يكفي.
لا يجري الماء، عندما نفتح السدّادة، إلى الأسفل بتناسق تامّ، حتّى وإن بدا لنا أنّ الماء ساكن في الحوض. توجد للماء في الحوض سرعة ابتدائيّة، أو أنّ شكل الحوض يزيد من سرعة الماء قليلًا في اتجاه ما حول الثقب، ما يؤدّي إلى تكوّن الحركة الدورانيّة. يتعلّق اتّجاه حركة دوامة الماء في المرحاض بشكل المرحاض وبِاتجاه جريان الماء من الحاوية (النياجارا). يمكن التأثير في اتّجاه دوران الماء في حوض الاستحمام بسهولة كبيرة وذلك عن طريق تغيير مكان رأس الدوش (المِرشّ) الّذي ينبعث منه الماء.
ظهرت على مَرّ السنين، في بعض الأماكن في العالم، في الإكوادور مثلًا، “متاحف خط الاستواء”. في واحد من معالم هذه المتاحف معروض حوض من الماء يوضع مرةً شمال خط الاستواء قليلًا، وجنوب خط الاستواء أحيانًا أخرى، وكأنّ موضع الحوض يغيّر اتجاه دوران الماء الّذي يُصرف منه. ليس من الواضح تمامًا أنّ المتحف موجود تمامًا على خط الاستواء، هذا أوّلًا، وثانيًا، لا يوجد فرق يمكن قياسه في قوّة كوريوليس على بعد بضعة أمتار فقط من خط الاستواء، شماله وجنوبه. ينبع التأثير بحدّ ذاته من الطريقة الّتي يُدير فيها المرشد في المتحف الحوض عندما ينقله إلى شمال خط الاستواء ثم إلى جنوبه. ينقل الحوض مستطيل الشكل عادةً، عندما يُدار حول محوره، عزمًا دورانيًّا إلى الماء فيدور الماء عند تصريفه بالاتّجاه الّذي نجم عن اتّجاه إدارة الحوض.
يبدأ تكوّن المجموعة الشمسيّة عندما تنجذب سحابة من الغاز في الفضاء نحو نقطة قريبة من المركز تكون الكثافة فيها أعلى قليلًا. يوضّح الرسم تكوّن المجموعة الشمسيّة | Mark Garlick / Science Photo Library
تكوّن الكواكب السيّارة
ينجم مستوى النظام الشمسيّ (فلك البروج)، المستوى الخياليّ الّذي تدور فيه جميع الكواكب السيّارة في المجموعة الشمسيّة، على وجه التقريب على الأقلّ، عن مبدأ حفظ العزم الدورانيّ. عادةً ما تدور الكواكب السيّارة في المجموعات الشمسيّة الأخرى في الكون، حسب ما هو معلوم لنا، في مستوى واحد مشترك.
يبدأ تكوّن المجموعة الشمسيّة في الفضاء عندما تنجذب سحابة من الغاز نحو نقطة في المركز كثافتها أعلى قليلًا. يتجمّع الغاز الّذي يجري نحو هذه النقطة ويتراكم مكوّنًا كتلة تزداد وتزداد إلى أن تتحوّل إلى نجم يشبه شمسنا. تبقى سحابات من الغاز لم يبتلعها النجم حوله، وتتحوّل في نهاية الأمر إلى كواكب سيّارة، مثل الأرض.
لماذا تسير جميع الكواكب السيّارة، الّتي كانت أساسًا سحابةً عديمة الشكل من الغاز، في نفس المستوى؟ يعود ذلك إلى عزم جزيئات الغاز الدورانيّ. توجد لكلّ جزيء من الغاز سرعة معيّنة، ولا تتّجه عادةً نحو المركز- أي نحو الشمس- تمامًا. يوجد لكلّ جزيء من الغاز، لذلك، ثمّة عزم دورانيّ بالنسبة للمركز. العزم الدورانيّ هو مقدار واتّجاه، ويمكن أن يُبطل العزم الدورانيّ المتّجه باتّجاه ما العزم الدورانيّ في الاتّجاه المعاكس له. تتبادل جزيئات الغاز العزم الدورانيّ فيما بينها عند اصطدامها ببعضها البعض، إلّا أنّه يوجد، بشكل عشوائيّ، فائض من العزم الدورانيّ في أحد الاتّجاهات، والّذي يتحوّل إلى مستوى حركة الكواكب السيّارة حول الشمس- مستوى النظام الشمسيّ.
تبقى، في نهاية المطاف، القوّة الطاردة عن المركز، المتّجهة نحو خارج المستوى، والّتي تمنع سقوط الكواكب داخل الشمس. تنجذب الجزيئات الّتي تبقى فوق هذا المستوى أو تحته إليه بفعل قوّة الجاذبية، حيث تتراكم الموادّ، ويتكوّن قرص من الغاز يدور حول الشمس باتجاه محدّد جيّدًا.
تتراكم جزيئات الغاز، في نهاية الأمر، مكوّنة جزيئات أكبر، ثمّ كتلًا من المادّة، وصخورًا وكواكب سيّارة متكاملة. تواصل الأجسام الّتي تكوّنت دورانها في نفس المستوى تقريبًا وبنفس الاتّجاه، إذ لم يعد هناك ما يغيّر من عزمها الدورانيّ. يتغيّر اتّجاه دوران الكواكب فقط في حال اصطدمت أو كادت تتصادم في مرحلة ما بجسم فضائيّ آخر، يؤدي إلى تغيير مسارها.
تبدو سحابة الغاز في بداية تكوّنه، كما الماء في الحوض، كأنّه لا حركة دورانيّة لها. تزداد سرعة الغاز، مع ذلك، كلما اقترب من نقطة المركز وينكشف بحيث يكون بالإمكان تشخيص العزم الدورانيّ الّذي كان للمادّة.
لماذا تبقى أسطورة اتّجاه دوران الماء في الحوض قائمة كل هذا الوقت، على الرغم من سهولة نقضها؟ قد يعود ذلك إلى أنّها ترتكز على علوم حقيقيّة: تؤثّر قوّة كوريوليس حقًّا في التيّارات في المحيط وفي أعاصير الهوريكان، إلّا أنّ تأثير دوران الأرض حول محورها هو تأثير بسيط لا يمكن ملاحظته في حال الأجسام الصغيرة الّتي تتحرك بسرعة منخفضة ولفترة قصيرة. ربما في ذلك خير لنا جميعًا، وإلّا لكنّا سنَشعر بتأثير هذه القوّة في حركتنا اليوميّة. هذه أيضًا مناسبة للتذكير بضرورة اتّخاذ الحيطة من المعلومات التي تبدو وتُسمع بأنّها موثوقة مع أنّها تعتمد على حقائق جزئية، حتّى وإن بدت قانونًا طبيعيًّا أو تأثيرًا فيزيائيًّا حقيقيًّا له ثقله.
