هندسة الحياة

مدونة مهتمة بنقل المعرفة من لغات العالم الى اللغة العربية

آخر الأخبار

جاري التحميل ...

ما هو أصغر شيء في الكون؟ Smallest Thing in the Universe


ما هو أصغر شيء في الكون؟

طورت الإجابة على السؤال الدائم عن أصغر شيء في الكون جنبًا إلى جنب مع البشرية. اعتقد الناس ذات مرة أن حبيبات الرمل هي اللبنات الأساسية لما نراه من حولنا. ثم اكتُشفت الذرة ، واعتُقد أنها غير قابلة للتجزئة ، حتى انقسمت لتكشف عن بروتونات ونيوترونات وإلكترونات بداخلها. بدت هذه أيضًا كجسيمات أساسية ، قبل أن يكتشف العلماء أن البروتونات والنيوترونات تتكون من ثلاثة كواركات لكل منهما.

قال الفيزيائي آندي باركر: "هذه المرة لم نتمكن من رؤية أي دليل على الإطلاق على وجود أي شيء داخل الكواركات". "هل وصلنا إلى الطبقة الأساسية للمادة؟"

قال باركر إنه حتى لو كانت الكواركات والإلكترونات غير قابلة للتجزئة ، فإن العلماء لا يعرفون ما إذا كانت أصغر أجزاء المادة في الوجود ، أو إذا كان الكون يحتوي على أشياء أكثر دقة.

باركر ، أستاذ فيزياء الطاقة العالية في جامعة كامبريدج بإنجلترا ، استضاف مؤخرًا عرضًا تلفزيونيًا خاصًا على قناة بي بي سي الثانية في المملكة المتحدة بعنوان " الأفق: ما مدى صغر الكون؟ "

سلاسل أم نقاط؟

في التجارب ، يبدو أن الجسيمات الصغيرة جدًا مثل الكواركات والإلكترونات تعمل كنقاط مفردة للمادة بدون توزيع مكاني. لكن الأشياء الشبيهة بالنقاط تعقد قوانين الفيزياء. نظرًا لأنه يمكنك الاقتراب بلا حدود من نقطة ما ، يمكن أن تصبح القوى المؤثرة عليها كبيرة بشكل لا نهائي ، ويكره العلماء اللانهائية.

يمكن لفكرة تسمى نظرية الأوتار الفائقة أن تحل هذه المشكلة. تفترض النظرية أن جميع الجسيمات ، بدلاً من أن تكون شبيهة بالنقطة ، هي في الواقع حلقات صغيرة من الأوتار. لا شيء يمكن أن يقترب بشكل لا نهائي من حلقة من الخيط ، لأنه سيكون دائمًا أقرب قليلاً إلى جزء واحد من الآخر. يبدو أن هذه "الثغرة" تحل بعض مشاكل اللانهايات هذه ، مما يجعل الفكرة جذابة لعلماء الفيزياء. ومع ذلك ، لا يزال العلماء ليس لديهم دليل تجريبي على صحة نظرية الأوتار.

هناك طريقة أخرى لحل مشكلة النقطة وهي أن تقول إن الفضاء نفسه ليس مستمرًا وسلسًا ، ولكنه في الواقع مصنوع من وحدات البكسل أو الحبوب المنفصلة ، والتي يشار إليها أحيانًا باسم رغوة الزمكان . في هذه الحالة ، لن يتمكن جسيمان من الاقتراب بشكل لا نهائي من بعضهما البعض لأنه يجب دائمًا فصلهما عن طريق الحد الأدنى لحجم حبة الفضاء.

تفرد

المنافس الآخر على لقب أصغر شيء في الكون هو التفرد في مركز الثقب الأسود. تتشكل الثقوب السوداء عندما تتكثف المادة في مساحة صغيرة بما يكفي لتسيطر عليها الجاذبية ، مما يتسبب في سحب المادة للداخل والداخل ، وفي النهاية تتكثف في نقطة واحدة ذات كثافة غير محدودة. على الأقل حسب قوانين الفيزياء الحالية.

لكن معظم الخبراء لا يعتقدون أن الثقوب السوداء كثيفة بشكل غير محدود . إنهم يعتقدون أن هذه اللانهاية هي نتاج صراع متأصل بين نظريتين سائدتين - النسبية العامة وميكانيكا الكم - وأنه عندما يمكن صياغة نظرية الجاذبية الكمومية ، سيتم الكشف عن الطبيعة الحقيقية للثقوب السوداء.

قال باركر لـ LiveScience: "أعتقد أن [تفردات الثقب الأسود] أصغر كثيرًا من الكوارك ، لكنني لا أعتقد أنها ذات كثافة غير محدودة". "على الأرجح أنها ربما تكون أصغر بمليون مليون مرة أو حتى أكثر من المسافات التي رأيناها حتى الآن."

هذا من شأنه أن يجعل التفردات بحجم الأوتار الفائقة تقريبًا ، إذا كانت موجودة.

طول بلانك

يمكن أن تتحول الأوتار الفائقة والتفرد وحتى حبيبات الكون إلى حجم "طول بلانك". 

يبلغ طول بلانك 1.6 × 10 ^ -35 مترًا (الرقم 16 يسبقه 34 صفرًا وعلامة عشرية) - وهو مقياس صغير غير مفهوم متورط في جوانب مختلفة من الفيزياء.

طول بلانك صغير جدًا وبعيدًا عن أي أداة لقياسه ، ولكن بعد ذلك ، يُعتقد أنه يمثل الحد النظري لأقصر طول يمكن قياسه. وفقًا لمبدأ عدم اليقين ، لا ينبغي أن تكون أي أداة قادرة على قياس أي شيء أصغر ، لأنه في هذا النطاق ، يكون الكون احتماليًا وغير محدد.

يُعتقد أيضًا أن هذا المقياس هو الخط الفاصل بين النسبية العامة وميكانيكا الكم.

قال باركر: "إنها تتوافق مع المسافة التي يكون فيها مجال الجاذبية قويًا جدًا بحيث يمكنه البدء في القيام بأشياء مثل صنع ثقوب سوداء من طاقة الحقل". "عند طول بلانك نتوقع أن تسيطر الجاذبية الكمية."

ربما تكون جميع أصغر الأشياء في الكون بحجم طول بلانك تقريبًا.


عن الكاتب

Life engineering

التعليقات


اتصل بنا

إذا أعجبك محتوى مدونتنا نتمنى البقاء على تواصل دائم ، فقط قم بإدخال بريدك الإلكتروني للإشتراك في بريد المدونة السريع ليصلك جديد المدونة أولاً بأول ، كما يمكنك إرسال رساله بالضغط على الزر المجاور ...

جميع الحقوق محفوظة

هندسة الحياة