القوى الكبرى في الكون
تعرف على القوى الكبرى في هذا الكون وهل بالإمكان جمعها
في الكون أبعاد اربعة هي الطول العرض والإرتفاع والزمن . كما أن به اربع قوي عظمي . وكلمة الذرة باللغة اللاتينية (Atom) معناها الغير قابل للإنقسام . هكذا كان يعتقد حتي أكتشف الإلكترون السالب الشحنة حول النواة بقلب الذرة والتي تتكون- أيضا- من بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة الشحنة . وتصنع البروتونات والنيوترونات من الكواركات وهي أصغر من موجات الضوء المرئي. وكلها جسيمات أولية .والإلكترونات تدور حول النواة في مدارات. ولو تخطي إلكترون مداره لمدار قرب النواة أطلق طاقة علي هيئة فوتونات (ضوء). ويسود إعتقاد بين علماء الفيزياء الكونية بأن كل الأحداث الكونية ترجع إلي وجود القوي الخمس الرئيسية في هذا الكون . -
القوة الأولي بالكون (القوة النووية القوية والضعيفة) :
هي القوة الكبري (القوية )في أنوية الذرات و التي تجعل الأنوية في الذرات متماسكة . لهذا تكمن بالنواة . وهي أقوي مئات المرات من القوة الكهرومغناطيسية بالذرة . لأنها تربط النيترونات بالبروتونات بشدة داخل نواة أي ذرة وتمنع البروتونات المتشابهة الشحنة (موجبة ) من التنافر ولها تأثيرها الجاذب للإلكترونات(السالبة الشحنة ) في محيطاتها حول النواة. لهذا نجد جسيمات الذرة من نيترونات وبروتونات وإلكترونات أسيرة داخل الذرة بينما نجد هذه الجسيمات حرة طليقة في الشمس علي هيئة البلازما . - القوة الثانية بالكون:
هي القوة ألصغري (الضعيفة ) التي تعطينا نشاطا إشعاعيا داخل نواة الذرة رغم أنها أقل شدة مليار المرات من القوة الكبري. إلا أنها مسئولة عن تفكك الجسيمات بالذرة ليظهر نشاطها الإشعاعي من داخل نواتها حيث تغير من طبيعة الكواركات التي تتكون منها البروتونات والنترونات وتحول النيوترون إلي بروتون وبوزيترون ونيترينو . -
القوة الثالثة بالكون (القوة الكهرومغناطيسية):
هي القوة الكهرومغناطيسية وتضم ثلاث قوي فرعية هي الكهرباء والمغناطيسية والضوء . وهذه القوة تعطينا الضوء والحرارة وموجات الميكروويف . وتظهر في كل الجسيمات الموجودة بالكون . ويمكن أن تظهر كقوة تنافر للشحنات الكهربية المتشابهة أو كقوة جاذبة للشحنات الكهربية المختلفة . ففي الذرة نجد الشحنات الموجبة للبروتونات بالنواة تتحد مع الشحنات السالبة للإلكترونات حول النواة . كما أن الذرات ترتبط ببعضها البعض بهذه القوة لتكون جزيئات للمادة . وهذه القوة الصغري أشد مليار مرة من قوة الجاذبية العادية . وتعتبر القوي الثلاث القوة الكبري والصغري والكهرومغناطيسية هي القوي الأساسية في الكون لأنها تولد الظواهر الطبيعية فيه . -
القوة الرابعة بالكون (الجاذبية):
هي قوة الجاذبية التي تعتبر مهندس الكون حيث تشكل هيئته . ولقد كانت معروفة منذ عصر نيوتن قبل القوي الثلاث السابقة. وكان الإنسان القديم يعرفها عندما لاحظ أن الصعود لأعلي أشق من الهبوط .لأن الجاذبية تشد الأشياء لأسفل باتجاه الأرض . لكنها مازالت لغزا حتي الآن رغم أنها القوة الأساسية في بناء هذا الكون المترامي حيث تتحكم في وجود الذرات والجزيئات بالمادة كما تتحكم في حركة الأجرام السماوية والمجرات . فقوة الجاذبية موجودة في كل مكان ولها القدرة علي إختراق الأشياء . وتتناقص شدتها كلما إبتعدنا عن مركزها . فقد يصلنا الضوء من نجم يبعد عنا ببلايين السنين الضوئية لكن جاذبيته تصلنا ضعيفة جدا . فالكرة الأرضية لها جاذبيتها وهي تعادل (1ج). وهذه الدرجة هي التي جعلتها علي هيئتها من جبال ومحيطات ومناخ وهي تدور داخل مدارها بالمنظومة الشمسية . ولو زادت الجاذبية الأرضية عن (1ج) فستصبح الجبال صخورا صغيرة وتتقزم الأشجار الفارهة الطول. ولن تستطيع الخلائق بما فيها الإنسان التحرك فوقها إلا بصعوبة . ويصبح قالب الطوب كحبة رمل. ولن تستطيع الطيور التحليق في الجو ويصل حجم الأرض لحجم بيضة وتتفتت الصخور لتصبح كحبات رمل في أقل من ثانية .ولو قلت الجاذبية عن (1ج) فستصبح الجبال كالعهن المنفوش وتفيض مياه المحيطات والبحار والأنهار لتتحول لفقاقيع مائية بالهواء . وتعتبر الجاذبية هي القوة التي لايستطيع الإنسان السيطرة عليها أو إنقاص شدتها أو عكسها كبقية القوي بالكون .والجاذ بية تختلف شدتها من جرم لجرم بالكون . ويمكن الوصول للجاذبية صفر فوق الأرض عندما نطير بطائرة وهي تصعد لأعلي في شكل قوس دائري وعندما تبلغ الطائرة لأوج القوس تصبح الجاذبية صفرا وينتاب الطيار شعور مؤقت لمدة 20 – 30 ثانية .عندها يفقد الدم وزنه ولاتستطيع الشرايين الإنقباض لمقاومة سريان الدم بها ويشعر الطيار كأنه يتسلق بطائرته منحدرا جبليا . وعندما تعود الجاذبية لتصل شدتها (1ج) قد يتعرض قلبه للتلف . -
القوة الخامسة (القوة المضادة للجاذبية):
و هي قوة لم يتم إثبات وجودها بطريقة مباشرة و أن كانت هناك بعض الأدلة على وجودها بالكون ..وهي القوة المضادة للجاذبية وقد أطلق عليها الجرافيتونات (Graviphoton)أو الهيبر فوتونات . وهو عبارة عن بوزون شعاعي له كتلة تعادل واحد علي مليار من كتلة الإلكترون عكس كتلة الفوتون أو الجرافيتون .لأن كتلتيهما صفر. لهذا نجد بصفة عامة أن بالكون قوة ضعيفة تحطم النترون بنواة الذرة المشعة وتحو له لبروتون والكترون وضد نيترينو . وقوة ثانية تتمثل في الفوتونات التي تطلق قوة كهرومغناطيسية شدتها أقوي 100 ألف مرة من القوة الضعيفة . وهذه القوة الكهرومغناطيسية مسئولة عن الحفاظ علي الإلكترونات في مداراتها حول النواة لتصنع الذرة .. وقوة ثالثة أشد مئات المرات من القوة الكهرومغناطيسية وتسمي بالقوة العظمي التي تحملها الجولونات ومهمتها الحفاظ علي تماسك النواة . والقوة الرابعة هي الجاذبية ويحملها جسيم الجرافيتون الذي يعتبره العلماء بلا عمل داخل الذرة .وكان العلماء لايعرفون سوي القوى الأربع هذه . لكن عندما أعلن العالم الفيزيائي (إفرايم فيشباخ)عام 1986 أن هناك قوة خامسة بالكون كان مفاجأة لهم . فأخذوا يعيدون النظر في تعريف الجاذبية وقيمة ثباتها وكتلة وكثافة المادة بالكون .ولاسيما وأن قياسات الجاذبية تخضع لقوة الجاذبية ذاتها وقوة الطرد المركزي (Centrifugal force) لأي جسم متحرك دائريا . لكن العلماء إعتبروا أن الجاذبية لاتخضع في الكون للقوة الخامسة . لأن معدل الجاذبية به أشد من معدل الجاذبية الأرضية . لكن (فيشباخ ) يقول : أن هناك قوة طبيعية مضادة للجاذبية . وهي قوة مجهولة تقاوم جاذبية الأرض وتجعل الأشياء تسقط من أعلي لأسفل بمعدلات سرعة متفاوتة ومختلفة . واكتشف العلماء أننا كلما تعمقنا في باطن الأرض كلما تناقص معدل الجاذبية لوجود قوة نابذة شدتها من 2-3%من قوة الجاذبية الأرضية . وكان مفروضا نظريا أن شدة الجاذبية تزداد كلما تعمقنا بإتجاه قلب الأرض حيث يوجد مركز الجاذبية .فالجاذبية تشد البروتونات بالذرات ومضاد الجاذبية (النابذية ) تدفعها في الإتجاه المعاكس . لكن العالم (فيشباخ) إفترض قوة خامسة أطلق عليها الشحنة الزائدة ولها صلة بالجاذبية وأوعزها لقوة الربط الكبيرة بالنواة بالذرة حيث تقبض علي الجسيمات بها واعتبرها قوة نابذة للجاذبية الأرضية تتغير شدتها حسب نوع العنصر . وهذا يخالف ماقاله نيوتن وجاليليو من أن أي جسم يهبط بنفس المعدل مهما كانت نوعية المادة . لكن (فيشباخ ) في تجربته علي ثقلين من نفس الوزن أحدهما كرة حديد والثاني كرة خشب. وجد أن الكرة الخشبية سقطت أسرع . وعلل هذا بأن ذرة الحديد بها قوة تماسك أشد من ذرة الخشب . لهذا تتلقي كرة الحديد قوة مضادة للجاذبية أكبر . وهي قوة تصعيد عند إلقاء الشيء من مكان مرتفع . لهذا تباطؤها في الهبوط أكبر من كرة الخشب . لكن هذه النظرية مازال عليها تحفظ علمي . لهذا نظرية نيوتن حول الجاذبية مازالت مقبولة لأنها تنص علي أن أي جسم مهما كانت كتلته وحجمه يهبط من أعلي لأسفل في خط مستقيم لاينحرف عنه وأن قوة جذب الأرض للأشياء تتم بإتجاه نقطة واحدة بمركزها وحسب معدل تسارع وشدة الجاذبية . كل هذا ليس له علاقة بتركيب مادة الجسم الهابط . فكل الأشياء تهبط بمعدل واحد سواء أكان الشيء كرة رصاص أم ريشة . عكس مفهوم نظرية القوة الخامسة التي ترتبط بالتركيب الذري للأشياء . لهذا ستظل جاذبية نيوتن قائمة وموجودة بالكون كله لتحافظ لنا علي هيئته لأنها وقود آلة الكون والزمن معا . فلو كانت أشد مما هي عليه حاليا أبطأت الزمن وقلصت الفضاء الكوني وانكمش الكون علي ذاته . ولو إنعكست .. إنهار الكون كله . لأنها جمعت مادته منذ طفولته المبكرة في أعقاب الإنفجار الكبير في شكل نجوم ومجرات وكواكب وثقوب سوداء وكلها تسبح في أفلاكها ومداراتها أو حسب قول القرآن : كل في فلك يسبحون ). واكتشف مؤخرا ..أن لكل قوة من القوي الخمسة الأساسية بالكون وسيطا ينقلها . فالقوة الكبري يحملها الميزون (Meson )وهو موجود في كواركات النواة بذرة العنصر . والقوة الصغري وسيطها البوزون (Boson )الذي يحملها والقوة الثالثة الكهرو مغناطيسية يحملها الفوتون (Photon) أما القوة الرابعة وهي قوة الجاذبية فتحملها الجلوونات (Gluons) والجرافيتونات (Gravitons). وهما جسيمات مازالت نظرية حتي الآن . والجاذبية أكثر القوي الأربعة الباقية وضوحا إلا أنها أقل قوة من القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة التي تحدث تلفا في النظائر المشعة . كما أن القوة النووية التي تربط البروتونات بالنترونات بأنوية الذرات أشد مائة مرة من القوة الكهرومغناطيسية .وتعتبر أكثر القوي الأربعة الباقية شدة . وبإستثناء القوة الخامسة نجد أن القوي الأربعة الباقية تعتبر مظهرا للقوي بالكون الذي يعتمد عليها . لأن الجاذبية لو كانت أكبر من معدل شدتها به سيصبح في جاذبية عالية تجعل كتلة النجوم تعادل كتلة كوكب صغيرحجما وسيصبح قطرها 2كم وتستنفد وقودها خلال عام . ولن يبقي بها وقود كاف مما يجعل النجم جرما قابلا للحياة فوقه. ولو كانت الجاذبية ضعف ماهي عليه حاليا .فإن سحب الهيدروجين والهيليوم التي خلفها الإنفجار الكبير لما تقلصت في كون يتمدد ولما قامت حياة . فشدة الجاذبية حاليا تلائم كوننا . وبنظرة عامة للكون نجد أن ثمة قوتين متضادتين تلعبان دورا رئيسيا في الحفاظ علي هيئته كما نراها .وهما قوة التجاذب (الشد) وقوة التنافر (التنابذأو قوة الطرد المركزي) . وتعتبر هاتان القوتان منابع الطاقة بالمجرات والنجوم. فمثلا الكواكب حول الشمس تتحكم فيها قوة التجاذب نحو الشمس والتي تعادلها قوة الطرد المركزي (قوة تباعدية ) نتيجة لدوران الكواكب بسرعة في أفلاكها حول الشمس . وهاتان القوتان المتضادتان اللتان يتعرض لهما الكواكب بما فيها الأرض حافظتا علي توازنها الحركي المستمر . ولولاهما لإنهارت في مداراتها . فكل كوكب له جاذبيته التي تحافظ علي شكله وهيئته. وشدة الجاذبية تعادل قوة الطرد المركزية التي تجعل الكوكب علي مسافة ثابتة والتي تعتبر البعد الآمن لبقائه . وهذه المسافة لاتحيد ولاتميد. وتحدده شدة سرعته ودورانه حول ذاته في الفضاء ضمن المنظومة الشمسية . فالأرض تدور حول ذاتها مرة كل 24ساعة فلو تباطأت فإن اليوم سيطول وفيه سيطول الليل والنهار.ولو تسارعت فيومها سيقصر وليلها ونهارها سيقصران . لكن كل شيء بقدر مقدر . لا الشمس ينبغي لها أن تدرك القمر ولا الليل سابق النهار وكل في فلك يسبحون . كل هذا بسبب قوة الجاذبية وقوة التنافر وهما قوتان متعادلتان نسبيا وإلا مادت الأرض اوتطايرت و تناثرت بالفضاء لهذا نجد أنه يوجد بالكون أربع قوي رئيسية هي قوة الجاذبية والقوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة والقوة النووية القوية .وقوة الجاذبية قوة كونية يحس بها كل جسيم بالذرة رغم أنها أضعف هذه القوي الأريع بالكون وتنشأ من تبادل الجرافيتونات (جسيمات غير مشحونة) بين الجسيمات التي تكون الأجرام . والجاذبية تجعل الأرض تدور حول الشمس . والقوة الكهرومغناطيسية تتفاعل مع الجسيمات المشحونة كالإلكترونات والكوركات . ولا تتفاعل مع الجسيمات الغير مشحونة كالجرافيتونات وهي أقوي كثيرا من قوة الجاذبية .فالقوة الكهربية إما شحنات سالبة أو موجبة وأي جسمين شحنتاهما سالبتان أو موجبتان يتنافران ولو كان واحد سالبا والآخر موجبا يتجاذبان . والقوة الثالثة بالكون وهي القوة النووية الضعيفة وهي مسئولة عن النشاط الإشعاعي وتحملها جسيمات (بوزونات) (Bosons). والقوة الرابعة هي القوة النووية القوية وتمسك بالكواركات في البروتونات والنيوترونات بنواة الذرة ويحملها جسيمات جلونات (Gluons). ورغم هذه القوي الأربع إلا أن قوة الجاذبية تتغلب علي كل القوي وتجدد تطور الكون وحجم النجوم والكواكب والمجرات.
المادة ومضادها:
ماهي مادة الكون ؟. تكونت المادة العادية في الكون من ثلاثة أشياء هي الهيدروجين والهليوم وبقايا رماد النجوم الميتة بعد تفجرها بالفضاء خلال بليون 4,5سنة الماضية . وبعد الإنفجار الكبير منذ حوالي 15 بليون سنة كان الهيدروجين يمثل 75% من كتلة الكون والهيليوم 25%. وكانت العناصر الكيماوية اللازمة للحياة كالكربون والأكسجين والنيتروجين ليس لها وجود . ولما تقلصت سحب الهيدروجين والهيليوم بتأثير جاذبيتهما الذاتية تكونت النجوم كأفران نووية إندماجيةللعناصر الخفيفة كالهيدروجين والهيليوم مولدة عناصر ثقيلة قامت بتشكيل صخور الكواكب والبحار الدافئة وأشكال ذكية من الحياة . وانطلقت هذه الكتل الثقيلة للفضاء بعيدا عن النجوم الملتهبة لتصبح جيلا ثانيا من النجوم والكواكب . والكربون أحد هذه العناصر وهو أساسي لبعث الحياة , وقد بدأت أنويته تتكون في قلوب النجوم في أواخر حياتها حيث إحترق كل الهيدروجين وتحول إلي الهيليوم الذي تحول إلي كربون وأكسجين وغيرهما . وتتكون المادة في الأرض من ذرات بها إلكترونات وبروتونات ونيوترونات وكواركات . ولا يوجد بها مضادات جسيمات كمضادات البروتون أو النيوترون أو الكواركات وإلا فنيت . لأن الجسيمات ومضاداتها سترتطم ببعضها ويفني بعضها بعضا مما يسفر عن توليد إشعاعات عالية الطاقة . والكون قد بدأ بزيادة مفرطة في عدد الكواركات وقلة في عدد مضادات الكواركات . لأنهما لو تساويا فإنهما كانا سيقتربان من بعضهما وسيفنيان المادة الكونية الوليدة ولأصبح الكون مليئا بالإشعاعات عالية الطاقة ولاسيما في طفولة الكون .ولن يكون به مادة ولا أجرام أو مجرات أو حتي حياة فوق الأرض لولا ستر الخالق سبحانه. لأن الكون بعد الإنفجار الكبير كانت حرارته هائلة وهذه الحرارة كانت كافية لصنع مضادات المادة وهذا لم يحدث ولاسيما وأن طاقة الجسيمات الأولية كانت عالية وكافية لإحداث هذا التغيير. فلم تتحول الإلكترونات والكواركات إلي مضاداتها في الكون الطفولي . لكن حدث العكس فلقد تحولت مضادات الكواركات إلي إلكترونات وهذا ما جعل الكواركات موجودة . وكان الكون قبل الإنفجار الكبير حجمه صفرا وحرارته بعده كانت عالية جدا . وكلما تمدد قلت حرارته . فبعد ثانية من الإنفجار الكبير هبطت الحرارة 10 آلاف مليون درجة مئوية . وهذا الهبوط يعادل ألف ضعف درجة حرارة قلب الشمس . وكان محتوي الكون وقتها فوتونات وإلكترونات ونيترونات وكلها جسيمات خفيفة جدا لاتتأثر إلا بالقوي النووية الضعيفة وقوة الجاذبية. فإذا كان الكون في بدايته ساخنا جدا بسبب الفوتونات إلا أنه حاليا حرارته محدودة فوق الصفر المطلق .وخلال الساعات الأولي المعدودة أنتج الهيليوم والعناصر الأخري .وأخذت الإلكترونات والأنوية تفقد طاقتها .لتتحد معا مكونة الذرات بينما الكون يتمدد ويبرد. والمناطق التي أصبحت أكثر كثافة من المتوسط فإن سرعة تمددها تقل بسبب تزايد قوة الجاذبية . مما يسفر عنها توقف التمدد في بعض المناطق بالكون . وهذا يجعلها تتقلص ثانية . وخارج هذه المناطق .. فإن قوة الجاذبية تجعل هذه المناطق المحيطة تبدأ في الدوران مما أظهر المجرات الدوارة التي تشبه القرص . أما المناطق التي لا يحدث بها الدوران فيصبح شكلها بيضاويا ويطلق عليها المجرات البيضاوية . ومن أهم الأفكار في ميكانيكا الكم معادلة العالم الإنجليزي (بول ديراك) التي تنبأ فيها بالمادة المضادة في الكون والذرة . ولما أكتشف البوزيترون (الإلكترون الموجب) إعتبره مضادا للإلكترون السالب الشحنة رغم أنه يشبهه .لهذا نجد أن لكل مادة أو جسيم بالذرة مضادا . ولو تقابلت أو إرتطمت المادة مع مضادها يحدث تفجير إشعاعي كما حدث مع البروتون عندما إرتطم مع مضاده في مسرع (سرن )السويسري . ويعتقد علماء الفيزياء النظرية أن الكون ككل له مضاد يناظره . ولو تقابلا يحدث بينهما تفجير إشعاعي . ومن ثم اعتبرت المادة المضادة لغزا حتي الآن لاسيما عندما تتلاشي كما حدث للبروتون مع مضاده في مسرع (سرن)بجنوب سويسرا . والسؤال الذي يحير العلماء فعلا.. إذا كان لكل جسيم بالكون مضاد له . فلماذا الكون صنع من المادة ؟. ولاسيما وأن كل مادة يقابلها عشرة ملايين مادة مضادة . فأين ذهبت هذه المواد المضادة ؟. وعلماء الفيزياء الحديثة يؤكدون علي أنه بعد الثانية الأولي من الإنفجار الكبير بالكون كانت توجد مادة فائضة تغلف المواد المضادة . وبعد إرتطامها ببعض نتج عنها إشعاعات كونية ومادة فائضة صنعت كل شيء بالكون حاليا بما فيه النجوم والمجرات والأرض . وفي مسرع (سرن) تعتبر بعض الجسيمات وحوشا رهيبة ويطلق عليها جسيمات لحظية(فيمتو ثانية) . لأنها تعيش لجزء من بليون البليون من الثانية كجسيمات (Z.W). وتسبب تلفا إشعاعيا في ذرات بعض العناصر كاليورانيوم .وهذه الجسيمات اللحظية تحمل قوة ضعيفة نسبيا بالنسبة للقوي الأربع التي تحكم الذرات .
مكونات الكون:
يتكون الكون في محتواه حاليا , كما قدره العلماء , علي 5% مادة عادية كالنجوم والكواكب والغازات والغبار الكوني ,و25% مادة مظلمة لم تكتشف بعد و70% طاقة مظلمة يفترض أن لها كتلة حسب معادلة نسبية إينشتين (E = mc2).) التي تعبر عن صلة الطاقة بالكتلة . فالكون كما يقال, يسوده قوي الطاقة المظلمة والمادة المظلمة والطاقة الضوئية الكاشفة للأجزاء المرئية بالكون. فالطاقة المظلمة قوة طاردة في كل مكان تشق الكون . وهذه القوة لا تندفع ضد قوة الجاذبية فقط بل لها رؤوس تدور سريعا دورات حلزونية .فبينما الجاذبية تربط الكواكب والنجوم والمجرات معا برفق وهوادة , نجد أن القوة المظلمة تدفع بالمجرات بعيدا عن بعضها لتتسارع سرعتها في أقصي أرجاء الفضاء . فالكون في بدايته كان حساء مظلما يتكون من الطاقة المظلمة والمادة المظلمة والمادة العادية .
الطاقة المظلمة: كانت الطاقة المظلمة قد دخلت الحلبة الفلكية عام 1998بعدما قامت مجموعتان من علماء الفلك بعملية مسح للنجوم المتفجرة أو مايطلق عليها بالمستعرات العظمي, في عدد من المجرات النائية . و للتعرف علي كيفية عمل الطاقة المظلمة نجد أن العلماء محتاجون لقياس خواصها بالتفصيل وخصوصا لا يمكن دراستها إلا في فضاء حيث الحجم الهائل للكون يجعل من الإمكان ملاحظة تأثيرها . فأولي الخطوات قياس كثافته والضغط داخله, وتغيره مع الوقت .ومن خلال مسبار الطاقة المظلمةDark Energy Probe ومسبار الإنتفاخ الكوني Inflation Probe وغيرهما , سيتحقق تقنية عالية لدراسة هذا التأثير . حيث سيعطون معلومات تحقق قياسات دقيقة .ومن خلال العينات الضئيلة التي أمد العلماء بها تلسكوب هبل الفضائي . بينت الحاجة لآلة تحقق غرضا معينا خبث يقوم بقياسات لخواص المادة المظلمة أحسن. لأن من خلال هذه المعلومات سوف يتحدد ما إذا كانت الطاقة حقيقة ثابتة كما إفترض إينشتين ,أو أنها تغيرت خلال الزمن الكوني كما إفترض بعض علماء نظريات الأوتار؟ . فالمعلومات الحقيقية التي ستجيب علي هذه التساؤلات سوف تمكن علماء الفيزياء الفلكية من اكتشاف من أين جاءت الطاقة المظلمة, وما سيكون عليه مستقبل الكون. وتعتبر الطاقة المظلمة في علم الكونيات شكلا إفتراضيا من أشكال الطاقة تخترق الفضاء الكوني ولها خاصية الضغط السالب وتعتبر قوة جاذبة طاردة "repulsive gravitational force" وهي نوع من أشكال المادة بالكون من الضروري وجودها كقوة دافعة , ليتسارع في تمدده .وكانت الطاقة المظلمة قد اقترح إينشتين وجودها بالكون كآلية لتعادل الجاذبية الكونية, و ليظل الكون في حالة ثبات واستقرار .وكان قد إفترض وجود هذه المادة المظلمة كآلية توازن الجاذبية الكونية .مما يؤدي إلي انتظام الكون واستقراره في الفضاء المترامي .إلا أن هذه الفرضية لم تعد مقبولة ومتداولة عندما أعلنها إينشتين في نسبيته قي مطلع القرن الماضي, ولاسيما بعد اكتشاف إدوين هيل أن الكون كان يتمدد . ولفترة طويلة ظلت الطاقة المظلمة نظرية مهملة ,حيث كانت تعتبر ضربا من الفضول التاريخي والعلمي .لكن القياسات الحديثة لبعد مسافة المستعر الأعظم البعيد من الأرض والخلفية الميكروويفية الكونية , بينت هذه القياسات أن ثمة شكلا من الطاقة المظلمة لها وجود.وهذه الطاقة لخاصيتها النابذة ,نجدها قد جعلت الكون يتمدد ويتسارع في تمدده ولا يتباطأ .كما هو متوقع في حالة وجود مادة نقية موجودة بالكون . مما جعل الكون متسارعا كما هو ملاحظ ,عندما ننظر للمستعر الأعظم البعيد . وكان من خلال اكتشاف هذه الطاقة المظلمة , قد اكتشف مؤخرا أن تمدد الكون يتزايد في سرعته بسبب هذه الطاقة المظلمة الخفية. مما جعل الفضاء يتباعد عن بعضه بمعدل شبه ثابت .وهذا الإكتشاف الجديد كان مقبولا علي نطاق واسع لأنه يفسر كثيرا من الملاحظات الغامضة . حيث لأول وهلة , بدا لعلماء الفلك أن معدل تمدد الكون يتزايد .وهذه الملاحظات قد أفصح عنها النجم المستعر الأعظم (Ia) ,الذي كان قد عزز الشواهد التي تواردت من خلال الهندسة الكروية والتكوين البنائي والعمر الكوني وتجمع المجرات .مما بين أن ثابت إينشتين الكوني حقيقة .لأن طاقة الكون تهيمن من خلال فضاء خال حيث فيه تأثير جاذبيته تقوم بسحب الكون بعيدا .وطالما ليس لدينا مؤكدات حول نظرية الطاقة المظلمة , فكل ما نعرفه عنها ,هو مجرد إكتشاف غير متوقع . لأن ما يسود فهمنا هو كيفية اتحاد ميكانيكا الكم مع الجاذبية الكونية. مما جعل العلماء يتنبأون بكمية من الطاقة المظلمة أكبر مما لاحظوه. لأن بعض النظريات الحديثة كانت تتنبأ بأن كمية الطاقة المظلمة تتناقص مع الوقت بدلا من أن تظل ثابتة حسب مفهوم إينشتين .وهذا ما جعل الطاقة المظلمة لهذا السبب ,أكثر إثارة في تطور الفيزياء الأساسية. حيث تبدو أنها تضبط إيقاع تمدد الكون .ولا يمكن التنبؤ من خلالها بمصيره بدون فهمنا الظاهري لطبيعة هذه الطاقة المظلمة . وهو.نامي هذا المفهوم سيستطيع العلماء الإجابة علي سؤال يتبادر للذهن .وهو ..هل الكون سيظل باقيا للأبد؟.حقيقة هذا السؤال حير العلماء . فلم يجدوا له جوابا شافيا أو تفسيرا منطقيا . فالعلماء يحدسون بأن الطاقة المظلمة والخفية تسرع تمدد الكون. فمن خلال مراقبتهم وملاحظاتهم لتفجير مستعر أعظم يبعد 10 بليون سنة ضوئية . قد لاحظوا أن الكون يتسارع في تمدده من خلال طاقة مظلمة بسرعة أكبر مما كان عليه في الماضي . فاكتشاف هذا المستعر القصي , قد أحي نظرية إينشتين المنسية , و التي اقترح فيها شيوع طاقة مظلمة غامضة بالكون .وهذا الإكتشاف المثير يرجع لتلسكوب هبل الفضائي الذي استطاع العثور علي النجم المتفجر علي بعد 10 بليون سنة ضوئية من الأرض . وهذا الإكتشاف أيد فكرة أن الكون قد بدا مؤخرا يسرع من تمدده .وكان توقع العلماء منذ ثلاث سنوات قد اعتمد علي الضوء المعتم الغير عادي الوافد من مستعرات أخري بعيدة.وهذا الإكتشاف الأخير , أظهر أن الكون يتسارع في تمدده ولا يتباطأ , كما كان علماء الفلك التقليديون يظنون منذ 70 سنة .لأن الإنفجار النجمي الجديد قد ساعد الفلكيين علي فهم كيفية تمدد الكون .عندما بدا المستعر الأعظم أكثر وضوحا ولمعانا مما يجب أن يكون عليه, لو أن الكون كان منتفخا بمعدل سرعة ثابتة . حقيقة هذا المستعر ظهر لفترة وهو يتباطأ . ثم ما لبث وأن أخذ يتسارع في نموه. وكان علماء تلسكوب هبل من خلال الكم الهائل لصوره التي التقطها , قد حاولوا البحث عن المستعر الأعظم . فتعرفوا عليه عام 1997من خلال هذه الصور الفضائية .وكان انفجاره من الشدة لدرجة أمكنهم رؤية هذا الإنفجار عبر الفضاء الكوني . و ظلوا ستة شهور يرصدونه بواسطة تلسكوب هبل , والتقاط صور له . وكان كمن يبحث عن ذرة في رمال المحيط. وبصفة عامة تتخذ المستعرات العظمي كمقياس كوني لعلماء الفلك يحددون من خلال بعد إنفجاراتها النجمية عمر الكون .فعندما لاحظ العلماء الضوء المنبعث من هذا المستعر العظم , شاهدوا حدثا وقع في الماضي منذ 8 بليون سنة, عندما كان الكون في طفولته. وطبقا لهذه النظرية المثيرة للجدل نجد أن الجاذبية قد قللت معدل تمدد الكون بعد وقوع الإنفجار الكبير حتي بلغ نصف عمره المديد. ومنذ بلايين السنين أصبحت القوة الجاذبة للجاذبية الكونية , قد أدركتها القوة الطاردة للطاقة المظلمة التي تعتبر القوة الأساسية بالكون .وأخذت تدفع بالمجرات بعيدا حيث كانت تتباعد عن بعضها, في اتساق واضح وبسرعة متزايدة . فالعلماء لايعرفون إلا القليل عن هذه القوة التي افترضها إينشتين . لكنهم استبعدوها في مطلع القرن الماضي رغم وجودها وانتشارها بين المجرات . لكن بعضهم يعتبرها الكأس المقدسة في سعيهم لفهم الكون . وفي مناقشاتهم حول الطاقة المظلمة نجد الفلكيين يتناقشون حول الأبعاد المختفية والجسيمات التي تعيش علي الزمن المستعار وتعبر عن نظرية الإتحاد الكبير للقوي grand unification theory of forces.
كون منتفخ : قد كان إكتشافه سنة 1990علامة مميزة في تاريخ الفلك عندما أعلن علماؤه عن مصدر هذه الطاقة الغامضة التي تتعارض مع الجاذبية الكونية وأن الكون يتمدد ويتسارع في تمدده .وكان إينشتين يعتقد أن الكون ساكن إلا أنه إفترض بأن الفضاء حتي ولو كان خاليا من المادة والإشعاعات إلا انه سيظل به الطاقة المظلمة التي أطلق عليها الثابت الكوني "cosmological constant" أو كما كان يطلق عليه بمضاد الجاذبية Anti- gravity . والعام الماضي بعثت النظرية العامة للنسبية من جديد , بعدما ظلت صامتة لعدة عقود عن سؤال ملح .. وهو ..هل الفضاء الفارغ كان حقيقة فارغا في الماضي ؟. لكن نظرية الإنتفاخ الكوني تشير إلي أن الكون لم يكن في الماضي أو في الحاضر خاليا تماما. وكان إينشتين قد أدخل مفهوم الثابت الكوني في معادلاته ليمثل الإحتمالية بأن الفضاء الفارغ به طاقة ملازمة للجاذبية .لكن علماء الفيزياء تناولوا الثابت الكوني من خلال جزئيات فيزيائية تتخطي فهم إينشتين ومفهومنا له حاليا . وعندما إكتشف إدوين هبل نظرية تمدد الكون في مطلع القرن الماضي , رفض إينشتين هذه الفكرة واعتبرها حماقة .لكن ريتشارد فرنمان وزملاءه استطاعوا التوصل إلي نظرية الكم للمادة quantum theory of matter, حيث بينوا فيها أن الفضاء الخالي قد امتلأ بجسيمات وقتية تكونت بتلاحق مستمر. وكانت تحطم بعضها البعض باستمرار. وهذا ماجعل علماء الفيزياء يشكون في أن الفراغ الكوني يجب أن يضم شكلا مظلما من الطاقة . لكنهم لن يستطيعوا التنبؤ بكبر حجمها . ومن خلال القياسات الأخيرة لتمدد الكون , إكتشف الفلكيون أن خطأ إينشتين لم يكن هفوة أو زلة علمية , لأن ثمة شكلا ما من الطاقة المظلمة تهيمن واقعيا علي المحتوي الكلي لكتلة الطاقة mass-energy content الكونية .ولها جاذبية نافرة تسحب الكون بعيدا عن بعضه البعض . لكنهم مازالوا لا يعرفون علي أية حال, كيفية الصلة ما بين التمدد الكبير و المتسارع للكون في باكورة نشوئه, والذي يطلق عليه الإنتفاخinflation الكوني , وبين تسارعه السائد حاليا نتيجة الطاقة المظلمة . لهذا يحاول العلماء حاليا , قياس هذا التمدد بدقة للتعرف علي ,هل هذه الطاقة لها خاصية ثابتة للكون المفرغ empty space,كما إفترض إينشتين ,أم أنها ظاهرة لنظام بنائي قوي في المنظومة الحديثة لنظريات وحدة قوي الطبيعة الكونية . والطاقة المظلمة تختلف عن المادة المظلمة بأن ليس لها كتلة ولا جاذبية كما للمادة المظلمة. وهي نوع من مضاد الجاذبية تجعل النجوم والمجرات تطير بعيدا عن بعضها بسرعة . وقد تكون الطاقة المظلمة قد تولدت من جسيمات يطلق عليها الجوهر quintessenceالذي يعتبره بعض العلماء بأن ثمة جسيمات قد خلقت أثناء الإنفجار العظيم للكون بوفرة كافية جعلتها تنتشر بالفضاء. ولو كان هذا التوجه حقيقة , فهذا معناه أن الكون سيتجمع ,ويصبح مختلفا في كثافته بفعل الزمن .لكن هذه الفرضية لم تتأكد بعد ولا يمكن جعلها قاعدة .ويجب ملاحظة أن بعض أشكال الطاقة المظلمة تفسر لنا آلية الإنتفاخ الكوني cosmic inflationأثناء الإنفجار الكبير للكون . وهذا الإنتفاخ شكل أساسي في نظريات علم الكون .وليس واضحا ما إذا كانت الطاقة المظلمة السائدة حاليا لها صلة بالطاقة المظلمة التي أسفر عنها هذا الإنتفاخ. فالطبيعة الحقيقية للطاقة المظلمة هي مجرد فرضية تأملية . فالبعض يعتقد أن هذه الطاقة قد تكون طاقة خواء "vacuum energy", يعبر عنها الثابت الكوني(?) ,كما جاء في نظرية النسبية العامة لإينشتين . لأن الثابت الكوني في مجمله يعبر عن الكثافة المتناسقة للطاقة المظلمة, والثابتة في كل أرجاء الفضاء. وهذا الثابت مستقل في الزمن و تمدد الكون .
الكثافة الكونية: هناك جدل ثان يقوم علي الدراسات حول كثافة الطاقة الكلية للكون . حيث كان معروفا نظريا ومشاهدا منذ مدة,أن هذه الطاقة الكلية كثافتها تقترب من الكثافة الحرجة The critical density المطلوبة لجعل الكون مسطحا ومنبسطا . أو بعبارة أخري التقوس الكوني يصبح صفرا في الزمان والمكان كما جاء في النظرية النسبية العامة لإينشتين .و حيث كانت الطاقة تعادل الكتلة كما في النظرية النسبية الخاصة (E = mc2) .وهذا يمكن التعبير عنه بكثافة الكتلة الحرجة اللازمة لجعل الكون منبسطا . فالكتلة المضيئة من مادة الكون تعادل 2-5 % من الكتلة اللازمة لكثافة هذه الكتلة . لأن المادة المظلمة لا تشع ضوءا كافيا لرؤيته, مما يجعلها كتلة مخفية. لكن من خلال الملاحظات التي توصل إليها علماء الفلك عام 1990 ,حول المجرات وعناقيدها . قد جعلتهم يخمنون أن هذه المادة المظلمة لا تتعدي 25% من كثافة الكتلة الحرجة. ومن خلال الملاحظات للمستعر الأعظم تنبأ علماء الفلك بأن الطاقة المظلمة تشكل 70%من كثافة الطاقة الحرجة . وعندما تجمع كتلة المادة مع طاقتها , تصبح الكثافة الكلية للطاقة تعادل تماما ما يحتاجه الكون ليكون منبسطا ومسطحا .
الطاقة الضوئية: عندما إخترق العلماء الفضاء بواسطة التلسكوبات العملاقة من فوق الأرض أو بالفضاء ,لاحظوا طاقة الضوء المنبعث من الأجرام السماوية .فأطلقوا عليها الأشعة الكهرو مغناطيسيه electromagnetic radiation التي تأتينا في شكل موجات طولية كموجات الراديو( أطول هذه الموجات طولا ), والأشعة دون بنفسجية, والضوء العادي, والأشعة فوق البنفسجية وأشعة X وأشعة جاما (أقصر هذه الموجات طولا .وأعلي شكل من الطاقة ). وبعض هذه الأشعة يري بصريا بالعينين كالضوء المرئي الذي يعتبر أحد طاقات الضوء . والمجرات والنجوم وبقية الأجرام والأشجار فوق الأرض , وكل ماتراه العين , يتوهج بطاقة أحد هذه الموجات الطولية . لكن في العقود الأخيرة .أصبح الباحثون أكثر إقتناعا بوجود مادة بكميات هائلة في الكون لاتضيء ولا تتوهج . واصبح معظم العلماء يعتقدون في وجود المادة المظلمة الغامضة التي تشكل 90% أو أكثر من الكتلة الكلية للكون . كما أن العنقود المجراتي الذي يضم العديد من آلاف المجرات , يظهر عليه تأثيرات الجاذبية التي تعلل بوجود مادة مظلمة خفية لا تري داخل هذا العنقود .لأن هذه المادة المظلمة لاينبعث منها طاقة كافية ليمكن إدراكها مباشرة . والباحثون قد تمكنوا من ملاحظة وجودها بطريقة غير مباشرة .لأن أي شيء له كتلة . و لابد وأن يكون له جاذبية . لهذا المادة المظلمة لها قوة جاذبية ساحبة(جاذبة ) للأجسام داخل وحول المجرات البعيدة . حتي الضوء المنبعث منها ينجذب بقوة جاذبيتها. .ومن خلال قياس هذه التأثيرات الغامضة, تمكن العلماء من تقدير الجاذبية الزائدة والموجودة بهذه المجرات . ومن خلالها قدروا كمية المادة الزائدة بها .وقالوا أن ثمة مادة مظلمة موجودة هناك . وأن العناقيد المجراتية ألكبري يوجد بها مادة مظلمة أكبر من التي بالنجوم والغازات 5- 10 مرات. المادة المظلمة : مما تتكون المادة المظلمة ؟ . لا أحد يعرف . عكس ما نعرفه عن المادة العادية التي نراها من حولنا . فنجدها ذرات تتكون من بروتونات والكترونات ونيترونات . وقد يتبادر لأذهاننا تساؤل ملح حول الفرق مابين الطاقة المظلمة والمادة المظلمة .وهل هما طاقة مادة مظلمة , و يعتبران نفس الشيء ؟.حقيقة الطاقة المظلمة تبدو أنها تعتمد علي سطوع ضوء المستعرات العظمي البعيدة جدا التي تشير إلي القوة الغامضة التي تظهر لنا أن الكون يتمدد ولاسيما أن الاكتشافات الجديدة قد أمدت علماء الفلك بأدلة جيدة من بينها , أن ثمة قوة تتجه باتجاه خارج المنظومة الكونية أطلق عليها الثابت الكوني أو الطاقة المظلمة .فالمعلومات حول دوران المجرات بين لنا أن الأجزاء الخارجية من الكون تدور بسرعة دوران الأجزاء الداخلية به . وهذه المعطيات الفيزيائية بان ثمة إحساس طاغ بأنه يوجد توزيع كروي للمادة في كل مجرة بحيث لانراها . وهذا يشير إلي وجود مادة مظلمة فيها ز قد تكون جسيمات غريبة أو نجوم هائلة العدد و متناهية الصغر لدرجة لايمكن اشتعالها . وبعيدا عن الجدل حول هذه المادة المظلمة التي لم يهتد العلماء لكنهها . غل أنه يمكن قياسها برصد أبعاد المستعرات العظمي البعيدة والخلفية الكونية الميكروويفية(background microwave Cosmic).وهذا ماتم القيام به مؤخرا حيث أظهرت القياسات وجود الطاقة والمادة المظلمتين .فالطاقة المظلمة أصبحت حقيقة لايمكن لأحد تفسيرها , لكن العلماء يعرفون تأثيرها . لكن رغم هذه الفرضيات يظل السؤال حول هذه المادة الغير منظورة والغامضة لايجد جوابا شافيا للعلماء ولاسيما وأنها موجودة في كل مكان بالكون . لكنهم لم يستطيعوا فهمها حتي الآن . إلا أن المستعر الأعظم الذي توهج متفجرا بين أن ثمة قوة غامضة بالكون تعمل ضد جذب الجاذبية مما جعل المجرات تطير بعيدا عن بعضها بسرعة هائلة في الفضاء . وأخيرا .. نجد أن 95% من الكون مازال غامضا ومجهولا لنا . وستستمر الطاقة تدفع بالكون بعيدا إلي المجهول .لكنه سيظل خاضعا لهيمنة القوي العظمي به حتي يواجه مصيره الغامض خلال بلايين السنين القادمة ليصبح كونا مملا وباردا, وأرق كثافة مما هو عليه الآن . ومع هذا ..مازال العلماء ينظرون للكون السحيق نظرة متخاذلة وبرؤية ضبابية
نظرية الأوتار الفائقة: قال أرسطو إن المادة تتكون من كرات صغيرة أو جزيئات صغيرة أطلق عليها أسم الذرات والذرة هي أصغر جزء في التركيب المادي وذكره علماء العرب باسم الجوهر الفرد وتعني الجزء الذي لا يتجزأ . ومع تطور العلم والثورة العلمية الحديثة اكتشفنا أن الذرة تتكون من كرات أصغر منها عرفت بالبروتونات والنيترونات داخل النواة والليلكترونات خارج النواة وهي الجسيمات الأكثر حيوية وبعدها توالت الاكتشافات واكتشفنا أن هذه الجسيمات تتكون في حقيقتها من جزيئات أصغر وعرفت باسم الكواركات وعرف حتى الان تقريبا 30 جسيم والمتأمل لهذه الاحدات يعتقد أننا دخلنا في دوامة المالانهاية من حيث التجزيء إذ أننا لم نصل للبنة الأساسية في هذا الكون والمحاولات جادة في البحث عن أساس الخلق ولكن دون جدوى .....
وفي ظل هذا البحث وهذه الثورة العلمية ظهرت لنا نظريات كثيرة من أعظمها وأهمها نظريتين لا بد من وجودهما في أي نظرية ترد أن تحكم هذا الكون هما النسبية العامة لأينشتاين والنظرية الكمومية وهاتين النظريتين هما خلاصة العقل البشري في جميع مراحل حياته العلمية وأنا في هذا الموضوع لست بصدد شرح هاتين النظريتين وذلك لأنهما تشغلان 90% من أرفف المكتبات العالمية ولكن سوف أذكر ما له صله بموضوعي .
النظرية النسبية ( وأقصد دائما النظرية العامة حيث أن الخاصة جزء منها وحالة خاصة من العامة) هذه النظرية تهتم بدراسة الظواهر الكونية العملاقة ودراسة القوى الجاذبية لها من كواكب وأفلاك ومجموعات شمسية ومجرات إلى كوازارات وغيرها ....
أما النظرية الكمومية فهي تهتم بدراسة الظواهر الدقيقة جداً جداً فتهتم بدراسة الالكترونات والقوى بنها والفوتونات والكواركات وكان أول من نادي بها هو العالم الألماني الشهير ماكس بلانك عندما قال أن الضوء ينتقل عبر كمات من الطاقة سمها الفوتونات ...
لاحظ أخي القارئ أن الفيزيائي يتمتع بقدره على الغوص في أعمق نقطة في الكون في مادون الذرة وبطرفة عين يسبح في أبعد نقاط الكون وفي ماوراء المجرات وقد يحدث أن يحاول أن يخرج فتأمل في بدع صنع الله عز وجل.
والهدف من ذكر هاتين النظريتين هو أنه أذا أخذت أي نظرية على حدة حققت نجاحاً باهراً ولكن إذا اجتمعتا فشلت كل تنبؤاتهما وقد حاول عباقرة العلم الحديث في حل هذه المعضلة ولكن دون جدوى أو فائدة وأن من غرفتي الصغيرة أضمن لمن يحل هذه المشكلة بصورة نهائية بأن يحصل على جائزة نوبل للفيزياء......
وما تزال المحاولات قائمة لحل هذه المشكلة وظهرت حلول كثيرة وكل حل يفشل ولكن ظهرت في الفترة الأخيرة نظرية قلبت موازين الفيزياء رأسا على عقب وكان ظهور مصادفة غريبة. كيف ظهرت هذه النظرية
تعود جذور النظرية الوترية إلى أواخر الستينات وإلى أعمال غابرييل فيننويزيانو .كان عدة فيزيائيين آنئذ يحاولون العثور على مغزى لكثرة الهدرونات تلك الجسيمات ذات التفاعل الشديد فيما بينها والتي كانت تظهر تباعاً في التصادمات العالية الطاقة في المسرعات الجسيمية . وكان ذلك قبل أن تتوطد النظرية الكواركية في بناء المادة .
كان الشيء المحير في هذا الشأن هو الهدرونات التي فترة حياتها قصيرة جداً . وهي معروفة جماعياً باسم "تجاوبات" (أو جسيمات التجاوب) لأنها كما هو واضح جداً ، ليست جسيمات أولية بل إنها تبدو بالأحرى ضرباً من الحالات المثارة الهدرونات أخرى .إذ يمكن أن نتصور أن مكنونات الهدرونات أثيرت إلى مستويات كمومية طاقية عالية بفعل تصادمات عالية الطاقة . وقد بينت التحريات أن بعض هذه الكائنات ذات سبين عالٍ ٍ جداً (11/2) . وفوق ذلك تم العثور على علاقة نظامية بين سبين هذه الهدرونات وكتلتها .
ولتفسير هذه الوقائع اقترحت فينيزيانو نموذجاً وفق مقتضى الحال لم يكن هذا العمل في ذلك الحين سوى إجراء رياضي خال من أية صورة فيزيائية . ولكن اتضح في سياق التحريات اللاحقة أن نموذج فينيزويانو أوصاف حركة وتر كمومية فكان ذلك خروجا ً ملحوظا ً من أُطر النظريات السابقة التي كانت تُصر كلها على نمذجة المادة بلغة الجسيمات . هذا رغم أن النموذج الوتري كان في بعض جوانبه على الأقل، على وفاق مع التجربة أحسن من وفاق النموذج الجسيمي. يوجد على الأقل جانب واحد يمكن أن يبرر نظرية وترية في الهدرونات فالمعلوم اليوم أن الهدرونات تحوي كواركات وهذه الكواركات تتفاعل بوساطة قوة فيما بينها . ويستطيع المرء أن يمثل الروابط الناتجة عن هذه القوة وكأنها قطع مطاطية تصل بين الكواركات لأن القوة بين الكواركات تشترك مع توتر المطاط بخاصة أنهما كليهما يشتدان بازدياد المسافة والقوة في حال الكواركات شديدة لدرجة أن طاقة التفاعل تضاهي طاقة كتلة الكواركات السكونية . وفي هذه الظروف يكون "المطاط" في العملية الدينامكية أهم من الكوراكات في الأطراف . وعلى هذا فإن النموذج الوتر لديناميكبة الحركة ليس شيئا ً غير ملائم .
لم يكن في ذلك الوقت المبكر يوجد أحد يرى في النموذج الوتري أكثر من عملية تقريبية فجة. وقد بدا ، كمشكلة أخرى أنه مقصور على توصيف البوزونات فقط . ولكن بعض النظريين درسوا النموذج بعناية وعثروا على نتائج تخص مقدرة النظرية . ففي عام 1970 اكتشف شوارتز و نوفو نظرية وترية ثانية تحوي أوصاف الفرميونات.
وفي حوالي 1974 حصل تطوير للكروموديناميك الكمومي وتوقف الاهتمام بالنظرية الوترية كنموذج للهدرونات . وكان يمكن أن تموت ولكن اكتشاف شوارتز وشريكة شيراك إمكان استخدامها في مجال آخر أكثر أهمية بكثير فقد كان من مشكلات النظرية المبكرة أن الجسيمات التي بدت مستمدة منها تحوي جسيما عديم الكتلة وسبينه 2 . ولم يكن في تشكيلة الهدرونات أي شيء من هذا القبيل . لكن هذا الجسيم له أوصاف الغرافتون بكل دقة " جسيم الثقالة الحامل للثقالة" فهل النظرية الوترية هي حقا ً نظرية ثقالية ؟؟؟ كما ادعى شيرك و شوارتز أو حتى نظرية لكل شيء؟؟؟
لقد كان على هذه الفكرة الجرئية أن تنتظر زهاء عشر سنوات كي تكتسب مصداقية أوسع وفي أثناء ذلك عكفت مجموعة صغيرة من النظريين فيها جون شوارتز وميكائيل غرين على دراسة كل أنواع مسائل التماسك الرياضي - التاخيونات واللانهائيات والشذوذات والحاجة إلى أبعاد إضافية وإلى تناظر فائق . وكانت وقتها أعمالهم تعتبر مضيعة للوقت في نظرية معتوهة ولكن كل ذلك تغير اليوم فقد أصبحت بصورتها الحديثة المعروفة ـــ باسم الأوتار الفائقة ـــ تلفت انتباه أمهر الفيزيائيين النظريين في العالم .
وتبدل هذه النظرية الجسيمات النقطية بوتر أ ُحادي البعد يمتد في فضائة ويهتز بتواتر مختلف وهذا الاهتزاز هو سبب اختلاف الجسيمات والمواد في الكون وبدل الجسيم النقطي بالوتر لأنه عندما نريد أن نوحد النظريتين على الجسيم النقطي تظهر لنا شذوذات ــ صفر /صفر أو مالانهاية / مالانهاية ـــــ لذلك بدلنا الجسيم النقطي بالوتر لأن تموج الوتر يخفي هذه الشذوذات وتتنبأ هذه النظرية الجديدة بأن كوننا مكون في حقيقة من 26 بعداً ، وبعد تطورات أ اختزلت هذه الإبعاد إلى عشرة أبعاد ولم تكن هي أول فكرة للأبعاد الإضافية أو أول نظرية فقد سبقها العالم كالوزة في طرحة للبعد الخامس أ؟فتراضي وعندما أُسقط هذا البعد على النظرية النسبية أظهرت نتائج زائدة في حلول النسبية لم يمضي وقت حتى أكتشف أنها معادلة مكسويل في الكهراطيسية وهكذا أثبت كالوزا أن الكهراطيسية ليست قوة منفصلة بل هي وجه من أوجه الثقالة وذلك في عالم ينطوي على خمس أبعاد . ولكن عدد هذه الإبعاد كان بحق مشكلة ومعضلة كبيرة جدا حتى أنه حل خيب أمال العاملين على هذه النظرية ولكن الحل ظهر على يد السويدي أسكار كلاين بجواب بسيط ورائع وذلك عام 1926 يقول بأننا لا نلحظ البعد الخامس لأنة بمعنى ما متقوقع على نفسه أي ملتف على نفسه في حيز صغير جدا ويمكن تشبيه ذلك بخرطوم رش الماء فعندما تنظر للخرطوم من بعيد لا ترى سوى خط متعرج . لكنك إذا فحصة عن كثب فسترى أنه عبارة عن جسم في ثلاث أبعاد وهكذا إعتبرنا الأبعاد الجديدة ملتفة على نفسها في جزء صغير جدا وتمسك هذه الأوتار قوة لا ليست عن العودة إلى وضعها الطبيعي قوة لا أعرفها أنا ولكن تمثل بظاهرة كازميرا وهي نشوء قوة بين الصفائح ناقلة الكهرباء إذا قربت من بعض بشكل كبير فإنه تنشئ قوة التصاق لا احد يعرف منشأها وتتنبأ هذه النظرية بالمادة السوداء أو المادة المظلمة والتي سوف يرد ذكرها إنشاء الله في الحوار مع العلماء العاملين على هذه النظرة التي تشغل أمهر الفيزيائيين....
✓✓👈 روابط كتب أخرى مهمة :
تعليقات