مجلة نورٌ

نشرت مجلة "فلسفة" في في عشرين شباط/فبراير عام 2016 مقابلة مع فرانسواز كومز أستاذة فيزياء الفلك في الكوليج دو فرانس بعنوان "لا يزال علماء الفيزياء الفلكية الذين يعملون على المادة المظلمة  (السوداء) و الطاقة المظلمة  (السوداء) لا يعرفون ما الذي يتحدثون عنه!" ترجمها غوغل للترجمة دون إذن وراجعتها (نور الدين شيخ عبيد) وهي على الرابط:  https://www.philomag.com/articles/francoise-combes-les-astrophysiciens-qui-travaillent-sur-la-matiere-et-lenergie-noires أحد أعظم الألغاز في علم الفلك المعاصر هو تركيب كوننا، وهو عبارة عن صندوق مليء بالمادة المظلمة والطاقة المظلمة، مع القليل من المادة العادية. مما يتكون هذا اللغز؟ فرانسواز كومز: علماء الفيزياء الفلكية الذين يعملون في القطاع المظلم، أي المادة المظلمة والطاقة المظلمة، ما زالوا لا يعرفون ما الذي يتحدثون عنه! والحقيقة هي أن هذين الكيانين، اللذين يمثلان 95% من محتوى الكون ، لا يزالان مجهولين تمامًا بالنسبة لنا. نحن نعتبر أن الكون يتكون من 70% من الطاقة المظلمة و30% من المادة، ومن هذا لا نعرف سوى 5% منها – ما يسمى بالمادة ا...

كيف للزجاج أن يكون شفافاً؟ سؤال بسيط والجواب في محصلته هو: الزجاج لا يمتص الضوء، كما أنه لا يبعث ضوءاً. ولكن لماذا لا يمتص الزجاج الضوء أو يبعث ضوءاً؟ تحتاج المسألة إلى تذكر بعض الأشياء المفيدة. أولها يخص الذرة. فكما هو معروف فإن الذرة تتألف من نواة يدور حولها إلكترونات. وهذه الإلكترونات تكون في طبقات محددة تحيط بالنواة. وكل طبقة هذه الطبقات تضم عدداً محدداً من الإلكترونات لا يزيد عن قيمة محددة، وإن كان له أن ينقص في الطبقة الأخيرة. فالطبقة الأولى تضم إلكترونين اثنين في أقصى الحالات. والطبقة الثانية تضم ثمانية إلكترونات في أقصى الأحوال، والثالثة تضم 18 إلكتروناً كحد أعظمي، وهكذا. فذرة الأوكسجين مثلاً يوجد فيها طبقتان من الإلكترونات فقط. في الأولى إلكترونان اثنان وفي الثانية ستة إلكترونات. يمكن لإلكترونات طبقة ما أن تنتقل إلى طبقة أخرى مبتعدة عن النواة، وهذا الانتقال يحتاج إلى طاقة، فمن أين تأتي هذه الطاقة؟ تأتي هذه الطاقة من الضوء المؤلف من فوتونات كما هو معروف أيضاً. يمتص الإلكترون طاقة الفوتون، إن كانت مناسبة له، لينتقل بها إلى الطبقة التالية، وإن كانت غير مناسبة فلا يحدث أي ...

الشواش والعماء هما ترجمتان لكلمة chaos ويضاف لها أحيانا معنى الفوضى والاختلال والخواء، ولكن المقصود بهذه الكلمة هو وصفها للحالة التي لا يمكننا أن نتوقع ما يمكن أن يحدث لمنظومة ما (نظام ميكانيكي، إلكتروني، طبيعي...مجتمع) عند تعرضها لتغير بسيط في تكوينها أو في الوسط الموجودة فيه أحياناً مما يودي بها إلى تغيرات كبيرة في سلوكها أو أداءها يدخلها في حالة انفلات لا يمكن ضبطه أو التكهن به. مثال ذلك الحالة الجوية. والحالة الجوية تتعلق بمتغيرات كثيرة بعضها مهم وبعضها أقل أهمية. وهناك (الأمريكي إدوارد لورنتس) من حصر التغيرات الجوية بثلاثة عوامل يجب أن تؤخذ وسطياً على عموم الأرض وقال بكفايتها للقيام بتوقعات جوية مقبولة جداً. ولكن الحالة الجوية في منطقة ما تتعلق بالحالة الجوية للأرض عموماً وبخاصة لدرجة حرارة سطح المحيطات. ومجرد اختلاف بسيط في هذه الدرجات، من مرتبة عشر الدرجة، قد ينعكس على مناخ هذه المنطقة بما لا يمكن تصديقه. دفع هذا بعضهم للقول بأنه إذا كان لفراشة أن تخفق بجناحيها في ريو دي جانيرو في لحظة ما وفي ظروف محددة أن تساهم في توليد إعصار قاتل في مكسيكو. البعض يسميها أحياناً بفراشة بكين....

كما يشير العنوان فالأمر يتعلق بنواة الذرة ، ولا يتعلق بإلكتروناتها التي يظهر دورها الرئيسي في التفاعلات الكيمائية . أما في "التفاعلات" النووية فيكون للنواة ومكوناتها الدور الأول. وكلمة انشطار في اللغة العربية تعني الانشقاق والانقسام إلى عدة أقسام. ويكون الانشطار في حالة نظائر المواد وليس المواد نفسها وذلك بسبب عدم استقرار النظائر الناتج عن زيادة عدد النيترونات على عدد البروتونات. وفي بحثها عن الاستقرار تصدر إشعاعات متحولة إلى مادة جديدة كما هو الحال في الكربون 14 وتحوله إلى نيتروجين. وهذا التحول يترافق بقدر بسيط للغاية من الطاقة، أما في المواد الثقيلة فيترافق ذلك مع إصدار إشعاعات مثل إشعاع ألفا، وهذا الإشعاع هو جسيمات تتألف من بروتونين ونيترونين. وهذه هي الحال مثلاً في حالة الراديوم (وله 88 بروتوناً و 138 نيتروناً) الذي يتحول إلى رادون (عدد بروتوناته 86 ونيتروناته 136) ويطلق جسيم ألفا (الذي يتألف من بروتونين ونيترونين). أما لماذا يكون السير نحو الاستقرار بهذه الطريقة فهذه قصة أحرى نعود إليها يوماً عند الحديث عن الإشعاعات. ولكن الانشطار يمكن أن يكون أيضاً بفعل فاعل،...

في نواة الذرة  تقبع البروتونات والنيترونات. والبروتونات موجبة الشحنة كهربائياً، ووجودها متقاربة من بعضها ييزيد من تنافرها الكهربائي، ولكن النيترونات التي لا شحنة كهربائية لها تخلق حاجزاً بين البروتونات في النواة وتخفف بذلك من تدافع البروتونات. ومن حيث المبدأ، فعدد البروتونات والنيترونات متساوٍ، وفي حال عدم تحقق ذلك نكون إزاء نظير للمادة. أي أن النظير لمادة ما يكون له العدد نفسه من البروتونات ولكنه يختلف في عدد النيترونات. مثال ذلك الكربون العادي والذي يسمى بالكربون 12، الذي يحتوي على ستة بروتونات وستة نيترونات. نظيره الشهير هو الكربون 14 الذي نسمع به في الدراسات التاريخية. وهذا الكربون يحتوي على ستة بروتونات وثمانية نيترونات. ويمكن أن يكون للمادة الواحدة أكثر من نظير. فالهدروجين الذي يملك بروتون واحد ولا يوجد فيه نيترون (إذ لا حاجة لذلك!!)، له نظير هو الديتريوم الذي يوجد فيه بروتون واحد ونيترون، وكذلك له نظير آخر هو التريتيوم الذي يوجد فيه نيترونان. واليورانيوم الشهير الذي له 26 نظيراً، ثلاثة منها نظائر طبيعية، والباقي ولّدها الإنسان لحاجات مختلفة. ومن بين النظائر الطبيعية ال...

تتألف المواد الصلبة والسائلة والغازية من ذرات. وكلمة ذرّة في العربية هي ترجمة لكلمة atom الإنكليزية والمأخوذة عن اليونانية، وهي بمعنى: "الذي لا يمكن تجزئته إلى ما هو أصغر منه". أما في العربية فتعني "مقدار ضئيل جداً، بالغ الصغر، مثّل بالنملة أو رأس النملة أو الهباءة المنبثة في الهواء..." كما جاء في لسان العرب. والذرة التي يتحدث عنها العلم هي كائن صغير للغاية لا يرى بالعين المجردة لصغر حجمه. فلو قمنا برصف مليون ذرة هيدروجين الواحدة بملاصقة الأخرى لكان مجملها يساوي قطر شعرة. أما عن وزنها فيمكن التفكير برأس دبوس حجمه1ملم مكعب، والذي يضم 60 مليون مليار من ذرات الحديد! إذن فوزن الذرة وحجمها هي أشياء صغيرة للغاية، حتى لو أخذنا أكبر الذرات حجماً ووزناً. الذرات تختلف فيما بينها في الحجم والوزن، أخف الذرات وأصغرها هي ذرات الهيدروجين، ولكن أكبرها لا يزيد في الحجم عنها سوى بعشر مرات. والذرات في تكوينها تتألف من جسيمات متناهية في الصغر تتميز بشحنتها الكهربائية. وهذه الجسيمات تتموضع في فراغ الذرة لتشكل عالماً بذاته يشبه الكرة، التي في مركزها نوعان من الجسيمات، أولهما يسمى ...

ينتقل الصوت عبر الهواء وبفضله، ولا الهواء لما كان من صوت. فجزيئات الهواء هي التي تهتز مع اهتزاز الحبال الصوتية الموجودة لدى بعض الكائنات الحيّة، لتقوم هذه الجزيئات بدورها بهز غشاء طبل الأذن ومن ثم سماع الصوت. واهتزاز هذه الحبال هو كما هتزاز أوتار آلة العود الموسيقية عند نقرها. وسرعة انتقال الصوت في الهواء هي نحو 340 متراً في الثانية، أي نحو 1224 كم في الساعة عند ارتفاع قريب من سطح البحر ودرجة حرارة لا تزيد عن 15 درجة مئوية. فهذه السرعة تختلف باختلاف درجة حرارة الجو حيث ستتباعد ذرات الهواء ومع الارتفاع عن سطح الأرض، فكلما ارتفعنا تنخفض سرعة الصوت لتصبح نحو 1060 كم في الساعة على ارتفاع 12 ألف متر عن سطح الأرض. وتنعدم هذه السرعة إن أصبحنا خارج الغلاف الجوي، وحينها ينعدم الصوت تماماً. وعند هذه الارتفاعات بإمكاننا أن نصفق بقدر ما نريد ولن نسمع صوت تصفيقنا، وهناك سيكون ما نسميه بصمت القبور.  وانتقال الصوت يكون على شاكلة أمواج مثل الأمواج التي تتشكل على سطح الماء عند الطائرة في يسار الشكل داخل كرات صوتها بسرعتها الأقل من سرعة الصوت، وفي الوسط بسرعة تقارب سرعة الصوت ويظهر تلاصق الكر...

منذ مطلع القرن العشرين والحديث العلمي يتمحور حول آينشتين ونظرياته، وخاصة تلك المسماة بنظريتي النسبية، تسمى أولاهما بالنسبية الخاصة والثانية بالنسبية العامة، والفارق بينهما زمنياً عشر سنوات. فالأولى صاغها عام 1905 والثانية عام 1915. وهما نظريتان ثوريتان بالنسبة إلى تصوراتنا وما اعتدنا عليه من مفاهيم. ولا تزال تصوراتنا حتى اليوم بعيدة عن تلك التي تقول بها نظريتا آينشتين في النسبية. كانت النظريتان استجابة طبيعية لمعضلات بدأت الفيزياء في مواجهتها منذ سنوات قبل آينشتين، وكان البعض قد قال بأفكار مهدت تماماً الطريق لآينشتين ونظرياته. ففي القرن السابع عشر قال غاليليو بأن السرعات يمكن جمعها دون مشكلة. أي أن سرعة شخص يسير على ظهر قارب يتحرك في مسار مواز للشاطئ بالنسبة لمراقب يقف على الشاطئ هي جمع سرعة القارب بالنسبة للمراقب وسرعة هذا الشخص على ظهر القارب بالنسبة للقارب. وهذا ما ندركه بكل بساطة، وقال أيضاً إن على ظهر القارب الذي يتحرك بسرعة ثابتة وفق خط مستقيم فإن قذف كرة من أعلى صاريته سترسم مساراً مماثلاً لذلك المسار الذي سترسمه إذا أطلقت من أعلى صارية مماثلة لصارية القارب ومثبتتة على ال...

تقول النظريات الفلكية بأن الهيدروجين والهليوم (اللتان تمثلان نحو 75% من مواد الكون) والليتيوم تشكلت في اللحظات الأولى للانفجار الكبير الذي حدث قبل 13.8 مليار عام، وهو تشكل احتاج إلى بروتونات وإلكترونات وطاقة كانت متوفرة بما لا يقدر. تبع ذلك مواد أخرى تشكلت لاحقاً. ومن بعض تلك التي تشكلت في اللحظات الأولى ثم توقفت عن التشكل أبداً  مثل الدويتوريوم،  فهي شاهد على هذه اللحظات الأولى. معظم المواد تشكلت من انفجار النجوم أو موت النجوم الصغيرة أو اندماج النجوم النيوترونية وغير ذلك من عمليات كونية. قام باحثون من جامعة أوهايو بدراسة أصل المواد المعروفة من حديد ونحاس وألمنيوم وأوكسجين وكربون وكالسيوم وغيرها، ومكان تشكلها الأول. ووضعوا الجدول الدوري للمواد بحسب مصدر تشكلها كما يبين ذلك الجدول الآتي:  وهذه المواد لم تتشكل على سطح الأرض بالتأكيد وإنما في أماكن أخرى من نجوم ومجرات بفعل ست عمليات هي: انصهار الانفجار الكبير:  (اللون الأزرق في الجدول) الذي يعبر عن التشكلات الأولى في اللحظات الأولى للانفجار الكبير حيث ظهر الهيدروجين والهيليوم. الانشطار بالأشعة الكونية: ...

تضع الفيزياء قوانينها وفقاً لمبادئها ومفاهيمها وقياساتها وعملياتها في الرصد بكل ما يتصل بالمنهج العلمي. وهذه القوانين النظرية تعتمد نتيجة توافقها مع القياس والتطبيق العملي. ولكن هذه القوانين لا تتوافق أحياناً والأمرالواقع. تعرض هذه الورقة حالة واقعة اليوم. ففي مطلع القرن العشرين صاغ آينشتين نظرية النسبية العامة التي تمثل نموذجاً للكون وتطوره وحركته. وأدى أول نموذج صاغه آينشتين في هذه النظرية إلى توقع أن الكون في حالة تمدد (توسع) دائمة، وهو أمر لم يقبله آينشتين، مما اضطره لإضافة عامل يتعلق فيما سماه آينشتين بالطاقة السوداء أو طاقة الفراغ (الطاقة المجهولة المنشأ) مما جعل الكون بحسب نموذجه المعدّل ثابتاً. ولكن في عام 1929 تم تأكيد أن الكون يتوسع عن طريق الرصد، مما جعل آينشتين يعيد نموذجه إلى ما كان عليه في الأصل متخلياً عن فكرة الطاقة السوداء، وقال بأن هذه الإضافة كانت أكبر خطأ في حياته! ولكن فكرة طاقة الفراغ عادت إلى المسرح بعد ستين سنة من تخلي آينشتين عنها. فقد بيّن عدد من علماء فيزياء الفلك بوضوح أن الكون يتمدد ويتسارع في ذلك، أي أن سرعة تمدده متزايدة، ولتفسير ذلك استحضر في...