مواضيع

1

منتدى علم الفيزياء العام / لغـــــــز الكتــــلة؟

« في: مارس 28, 2006, 06:09:20 مساءاً »

سأضع اليوم مقاله عن كلمة كثيرا ما اثارت الجدل بين العلماء وكثيرا ماجلعتهم يقفون حائرين امام هذه الكلمة وهي الكتله...ماهي الكتلة كثيرا منا يعتقد بان لها تعريف واحد فقط وهو ذلك التعريف الذي وضعه العالم اسحق نيوتن عام 1687 في مؤلفه الشهير المبادىء ((إن كمية المادة هي قياس هذه الكمية الناشئه عن كثافتها وحجمها معا)) وهذا تعريفا كلاسيكي للكتلة ولكنه ليس كافيا في وقتنا الحاضر ومع تقدم العلم فالوقوف أمام تعريف للكتلة هو  تماما كالوقوف امام تعريف الزمن وكأننا بعد مرور العديد من السنين على تعريف هذه الكميات نعود مرة اخرى في وقتنا الحاضر الى نقطة البدايه والوقوف حائرين امام تعريف محدد وواضح للكتله والزمن وغيرهما واصبح موضوع الكتلة الان هو موضوع بحث في علم الفيزياء ففهم معنى الكتلة واصولها سوف يكمل لنا النموذج العياري ففهم لغز الكتلة سوف يحل الغازا كثيره مثل المادة الخفيه او المادة المظلمة التي تشكل نحو 25 في المئة من الكون....
وقبل أن نبدأ في الدخول الى عالم الكتلة وألغازها علينا أن نقف قليلا حول هذا السؤال وهو البوابة الاولى للدخول الى عالم الكتلة والسؤال هو كيـــف تنتج الكتلة؟
يبدو أن الكتلة تنتج من آليتين مختلفة على الاقل وهي التي سوف أصفها فيما يلي:
إن احد العوامل الاساسية في النظريات التلمسية ( التجريبة ) للفيزيائين حول الكتلة هو نوع جديد من الحقول ينتشر في الوجود المادي كله يدعى حقل هيكز ويعتقد أن كتل الجسيمات الاولية تأتي من التأثر مع حقل هيكز فإذا كان حقل هيكز موجودا بالفعل فإن النظرية تتطلب أن يكون له جسيم مرافق به وهو ( بوزون هيكز ) ويحاول العلماء حاليا باستخدام مسرعات الجسيمات للعثور على هذا البوزون.
الالية الثانية وهي أن العلماء يريدون ان يعرفوا لماذا تمتلك مختلف الجسيمات الاولية مقادير كتلة خاصة بها تغطي مدى يبلغ 10^11 ضعفا على الاقل وعلى سبيل المقارنة فإن كتلة فيل تفوق كتلة اصغر نملة بنحو 10^11. وهذه نظرة إجمالية عن النموذج العياري مضافا له جسيمات هيكز تبعا (كيكا-إلكترون-فولط) كتلـة أي هذه الارقام هي ارقام الكتـل
فيـرمونـــات:
الجيل الأول:
إلكترون في المدى 10^-4
علوي في المدى 10^-3
سفلي في المدى 10^-2

الجيـل الثاني:
فاتن في المدى 10^0
غريب بين المدى 10^0 و 10^-1
ميشون في المدى 10^-1

الجيـل الثالث:
ذروي في المدى 10^2
قعري في المدى 10^0
تاو في المدى 10^0

بـــوزونــــات:
بوزونات لها كتلة:
W في المدى 10^1
Z في المدى 10^2
بوزونات معدومة الكتلة:
فوتون
كلوون  
 وتنضم جسيمات هكيز الى البوزونات ويبلغ عددها خمسة على الاقل ولكن كتلها غير معروفه وهذه هي كتل هيكز الممكنة :
وهي واحد في المدى 400 وثلاثة في المدى 300 وواحد في المدى 100

وهذه الارقام التي نذكرها هي ارقام الكتل لهذه الجسيمات وتختلف الجسيمات النموذج العياري بعضعها عن بعض بمقدار 10^11 ضعفا على الاقل ويعتقد ان التآثرات مع حقل هيكز هي التي تولد هذه الكتل.                

ماهــي الكتلة؟
إن أساس فهمنا الحديث للكتلة اعقد بكثير من تعريف نيوتن وهو يستند الى النموذج العياري ففي قلب هذا النموذج توجد دالة رياضية تدعى (لاكرانجيان) هي التي تمثل كيف تتآثر الجسيمات المختلفه ويستطيع الفيزيائيون انطلاقا من هذه الدالة وباتباع القواعد المعروفه باسم النظرية الكمومية النسبوية ان يحسبوا سلوك الجسيمات الاولية بما في ذلك كيفية تجمعها  لتشكل جسيمات مركبة مثل البروتونات ونستطيع بعد ذلك ان نحسب كيف تستجيب الجسيمات الاولية منها والمركبة للقوى.
فبالنسبة الى قوة معينة F يمكن أن نكتب معادلة نيوتن على الصورة F=ma التي تربط بين القوة والكتلة والتسارع الناتج وتفيدنا دالة لاكرانجيان في معرفة ماذا نستخدم من اجل m هنا وهذا هو المقصود بكتلة الجسيم
لكن الكتلة كما نفهمها عادة تظهر بوضوح في اكثر من مجرد العلاقة F=ma فنظرية النسبية الخاصة لـ(آينشتاين) على سبيل المثال تتنبأ بأن الجسيمات المعدومة الكتلة تسير في الفراغ بسرعة الضوء وأن الجسيمات ذات الكتلة تسير أبطأ كثيرا من ذلك بصورة يمكن معها حساب سرعتها إذا عرفنا كتلتها كما تتنبأ قوانين الثقالة بأن الثقالة تؤثر في الكتلة وفي الطاقة أيضا بصورة محددة تماما والكمية m المستنتجة من دالة لاكرانجيان لكل جسيم تسلك سلوكا صحيحا وفق أي من هذه الطرق تماما كما نتوقع بالنسبة الى كتلة معينة.
إن للجسيمات الاساسية كتلا ذاتية تعرف باسم الكتلة السكونية rest mass  أما تلك الجسيمات التي كتلتها السكونية تساوي صفرا فتدعى جسيمات معدومة الكتلة massless وبالنسبة الى الجسيمات المركبة فإن الكتلة السكونية للمكونات وكذلك طاقتها الحركية والطاقة الكامنة لتآثراتها تسهم جميعها في كتلة الجسيم الكلية ذلك أن الطاقة والكتلة مرتبطتان حسب معادلة (آينشتاين) الشهيرة E=mc^2  وكمثال على الطاقة التي تسهم في الكتلة مايحدث في أكثر انواع المادة انتشارا في الكون البروتونات والنيوترونات التي تشكل النوى الذرية في النجوم والكواكب والناس وفي كل مانراه تشكل هذه الجسيمات من 4 الى 5 في المئة من الكتلة-الطاقة في الكون ويدلنا النموذج العياري على ان البروتونات والنيوترونات مؤلفة من جسيمات أولية هي الكواركات والكواركات ترتبط ببعضها البعض بواسطة جسيمات معدومة الكتلة هي الكلوونات gluons   وعلى الرغم من ان المكونات تدور وتلف داخل كل بروتون فأننا نرى البروتون من الخارج جسيما متسقا ذا كتلة ذاتية تعطى بواسطة حاصل جمع كتل وطاقات مكوناته.ويتيح لنا النموذج العياري ان نجد بالحساب ان الكتلة الكلية تقريبا للبروتونات والنيوترونات تأتي من الطاقة الحركية للكواركات والكلوونات المكونة لها والباقي يأتي من الكتلة السكونية للكواركات وهكذا فأن مابين 4 و5 في المئة من الكون كله أي كل المادة المعروفه من حولنا تقريبا تاتي من طاقة حركة الكواركات والكلوونات في البروتونات والنيوترونات.
تقييــــم كونــــي:
تفسر نظرية حقل هيكز كيف تكتسب الجسيمات الاولية وهي اصغر لبنات الكون كتلتها لكن آلية هيكز ليست المصدر الوحيد للكتلة-الطاقة في الكون(تشير الكلتة-الطاقة الى كل من الكتلة والطاقة المرتبطتين بعلاقة آينشتاين E=mc^2) ويوجد نحو 70 في المئة من الكتلة-الطاقة في الكون على شكل مايسمى بالطاقة الخفية والتي لاترتبط مباشرة بالجسيمات والمؤشر الرئيسي على وجود الطاقة الخفية وهو أن تمدد الكون متسارع وتعتبر الطبيعة الدقيقة للطاقة الخفية من اكثر المسائل العميقة التي لاتزال مفتوحة في الفيزياء أما كلتة-طاقة الكون المتبقية والتي تشكل 30 في المئة فتأتي من المادة من الجسيمات التي لها كتلة واكثر انواع المادة شيوعا هي البروتونات والنيوترونات والالكترونات التي تشكل النجوم والكواكب والناس وكل مانراه وتوفر هذه الجسيمات نحو سدس مادة الكون او نحو 4 و5 في المئة من الكون كله وكما شرحنا سابقا فأن معظم هذه الكتلة ينشأ عن طاقة حركة الكواركات والكلوونات الدائره داخل النيوترونات والبروتونات.
ويأتي إسهام أصغر في مادة الكون من الجسيمات المدعوة نيوترينوهات والتي تضم ثلاثة أنواع إن للنوترينوهات كتلة إلا إنها صغيرة الى حد مذهل ولم يتم قياس الكتل المطلقة للنيوترينوهات بعد لكن البيانات الموجوده تضع لها حدا أعلى فهي اقل من نصف في المئة الكون وبقية الماده جميعها تقريبا نحو 25 في المئة من مجمل كتلة-طاقة الكون هي مادة لانراها تدعى المادة الخفية ونستنتج وجودها من آثارها التثاقلية على مانراه ولانعرف بعد ماهي هذه المادة الخفية ويجب أن تكون المادة الخفية مؤلفة من جسيمات كبيرة الكتلة لانها تشكل تجمعات حجمها بحجم المجرة تحت تأثيرات قوة الثقالة وهناك عدد من المبررات تجعلنا نستنتج أن المادة الخفية لايمكن أن تكون مؤلفة من أي نوع من جسيمات النموذج العياري المألوفة والجسيم الاول المرشح للمادة الخفية هو القرين الفائق الاخف (LSP) ويعتقد أن كتلة الجسيم LSP تبلغ نحو 100 ضعف من كتلة البروتون وهذا الجسيم مرشح جيد وسنأتي لاحقا بشرح مفصل عنه وقد تبين للنظريين ان المادة الخفية تحتاج الى نوع جديد من المادة الاساسية لتفسيرها.
وهنا سوف أقف لكي أكمل هذا الموضوع لاحقا فقد قسمته الى ثلاثة أجزاء وهنا ذكرت الكتله وألغازاها وماهيتـها ولاحقا سوف اكمل الجزء الثاني وهو آليـــة حقل هيــكز.
وأرجوا الا اكون قد اطلت عليكم كثيـرا ولكن هذا الموضوع يحتاج الى القرآءه لنعلم كثيرا عن ماذا يحدث في مجال الفيزياء وكي نواكبه...وشكــرا

2

منتدى علم الفيزياء العام / قياس القوة التي في الفراغ

« في: يناير 30, 2006, 04:35:04 مساءاً »

لقد تمكن العلماء من قياس القوة التي من الفراغ والتي قد تكلمت عنها في موضوع الفراغ حقيقه ام خيال ..والتجربة كانت بوضع مرآتين متقابلتين في االفراغ ولمده معينه وحساب المسافه التي بين هاتين المرآتين وبعد فتره معينه غير طويله وجدوا بان المرآتين اقتربتا من بعضهما وكانت المسافه قريبه وقد فسروا ذلك بمرور موجات اسموها باسم معين ادت الى هذا التجاذب ...وقد سموا هذه القوة بـA Force from Empty Space: The Casimir Effect

 This tiny ball provides evidence that the universe will expand forever. Measuring slightly over one tenth of a millimetre, the ball moves toward a smooth plate in response to energy fluctuations in the vacuum of empty space. The attraction is known as the Casimir Effect, named for its discoverer, who, 50 years ago, was trying to understand why fluids like mayonnaise move so slowly. Today, evidence is accumulating that most of the energy density in the universe is in an unknown form dubbed dark energy. The form and genesis of dark energy is almost completely unknown, but postulated as related to vacuum fluctuations similar to the Casimir Effect but generated somehow by space itself. This vast and mysterious dark energy appears to gravitationally repel all matter and hence will likely cause the universe to expand forever. Understanding vacuum fluctuations is on the forefront of research not only to better understand our universe but also for stopping micro-mechanical machine parts from sticking together.
وهنا كذلك رسمة توضيحيه لكيفية القياس

وهناك ايضا حديث مطول عن هذه القوة ولكن اغلبها بالانجليزي فمن يستطيع ترجمتها
لكي نستفيد ...فلست بارعا باللغه الانجليزيه '>

3

منتدى علم الفيزياء العام / كشف اسرار المخ بفيزياء الكم

« في: يناير 17, 2006, 06:28:52 مساءاً »

قرأت موضوع جميل جدا عن تطبيق فيزياء الكم واستخداماتها في كشف اسرار المخ ولذلك قررت ان اضع هذا المقال الرائع وقد قمت بتغير عنوانه وذلك ربما لان الكثير يخاف من قراءة مقال عن فيزياء الكم لما فيها من تعقيدات ولذلك قررت طرح الموضوع بعنوان اخر ولاني اريد للكل ان يستفيد  ...
الإنسان الآلي يلتقي بفيزياء الكم
 
  
سيجونوفسكي هو واحد من علماء فيزياء الكم الذي وجدوا حقلا جديدا خصبا للبحث في استخدام قوانين نظرية الكم لاستكشاف أسرار المخ.

والبحث في هذا المجال يختلف بالطبع كثيرا عن الفيزياء النظرية البحتة فالهدف في الفيزياء هو إيجاد الحل الأبسط والأكثر أناقة لأشد المسائل عمقا مثل :الانفجار الأعظم ونظرية المجال الموحد أما البيولوجيا فهي تتسم بأنها أقل نظاما وأناقة وبطرقها المسدودة و يمثل المخ الناتج النهائي لطرقها الملتوية وعلى حين ترتكز الفيزياء على القوانين (العامة) فإن القانون العام الوحيد المعروف في البيولوجية هو قانون التطور برغم تعرجاته و مصادفاته و يلاحظ سيجونوفسكي (أن كثيرا من التفاصيل و القرارات التنظيمية في البيولوجية هي مصادف تاريخية ولا يمكنك أن تفترض أن الطبيعة سلكت أبسط الطرق و أقصرها لتعمل شيئا ما فبعض الخصائص هي بقايا لمرحلة سابقة من التطور أو من الممكن أن بعض الجينات التي يصادف وجودها موجهة نحو غرض آخر لقد اتبع سيجونوفسكي بتصميمه نيتوك خطا فيزيائي الكم جون هو بفيلد الذي ساهم في فتح حقل الشبكات العصبية عام 1982 مما أدى إلى موجة الاهتمام الحالية بنظرية الشبكة العصبية بعد عقود من الإهمال ويبدو جون هو بفيلد الطويل والوسيم والمتأنق – برأسه المدفون في جبل من الجداول الغامضة التي تسجل مواصفات البلورات والمعادن وأشباه الموصلات –أشبه برئيس كلية أو مدير مجلس إدارة منه بعالم في مجال فيزياء الأجسام الصلبة بدأ هو بفيلد في نهاية السبعينيات بحضور حلقات بحث حول علم الأعصاب مرتين في العام في معهد ما ساشوستس للتكنولوجيا وبعد برهة بدأ يدرك أن حقل الذكاء الاصطناعي لا يمتلك إلا قليلا من المبادىء المنظمة و أنه خليط غير متماسك من أجزاء منفصلة و لكنها مثيرة من المعرفة و بدأ يتساءل فيما إذا كانت هناك أي مبادىء عميقة وراء الذكاء الاصطناعي كما في الفيزياء ففي فيزياء الأجسام الصلبة حيث ترتبط الذرات مع بعضها البعض بشكل وثيق في بنية شبكية توجد مبادىء تنظيمية بسيطة تسلم بها نظرية الكم لقد كان هو بفيلد –على سبيل المثال – يدرس دوران الذرات في الأنظمة الشبكية في مادة الزجاج التي تتألف من مصفوفة من الذرات الدوارة وقد تتساءل عما إذا كانت مصفوفة الذرات الموجودة في الجسم الصلب بينها أوجه شبه بالخلايا العصبية في الدماغ (هل من الممكن اعتبار الخلية العصبية في الدماغ مثل ذرة في بنية شبكية ) لقد أدى هذا إلى نشره ورقة علمية شهيرة عام 1982 بعنوان (الشبكات العصبية و الأنظمة الفيزيائية الناشئة ذات القدرات الحاسوبية المجمعة ) لقد كانت هذه الفكرة فكرة ثورية حقا مثلت قفزة في المنطق أدهشت عالمي الذكاء الاصطناعي و فيزياء الكم ففي السابق اعتبرت مدرسة من الأعلى للأسفل (العقل) على أنه برنامج كمبيوتر معقد موضوع ضمن كمبيوتر ضخم ولكن هو بفيلد اقترح بأن الذكاء قد ينشأ وفقا لنظرية الكم عن ذرات من دون عقل أي برامج على الإطلاق ‍ وقد لاحظ الفيزيائي هاينز بيجلز (أن أحد الآثار الجانبية لعمل هو بفيلد هو أن العديد من النظريين الفيزيائيين الذين عملوا في مجال دوران الذرات في الأنظمة الشبكية للزجاج أصبحوا – بين عشية وضحاها – خبراء في خصائص الشبكات العصبية وقد غير بعضهم مثل هو بفيلد مجال اختصاصه ) وقد أشار هو بفيلد في ورقته الرائدة إلى أن الفكرة ليست منافية للعقل كما تبدو في الظاهر فكل ذرة في جسم صلب تدور ويمكن – على سبيل المثال – أن توجد في عدة حالات مميزة مثل الدوران للأعلى أو للأسفل وبالمثل توجد الخلية العصبية لأيضا في حالات منفصلة قد تطلق طاقة أو لاتطلق وفي كم من المادة الصلبة هناك مبدأ عام يحدد الوضع الذي يفضله النظام أي أن الذرات ترتب نفسها بحيث تكون طاقتها أدنى ما يمكن و يمكن اختزال فكرة هو بفيلد إلى ما يلي : تختزل شبكة عصبية (طاقتها) إلى الحد الأدنى كما تفعل المادة في حالتها الجامدة تماما لقد جسدت تلك الفكرة اكتشاف هو بفيلد فقبله لم يكن هناك مبدأ موحد يسمح للمرء بفهم الشبكات العصبية و لقد عثر هو بفيلد باستخدام المبادىء العامة لنظرية الكم على المبدأ الموحد للشبكات العصبية فكل الخلايا العصبية في الدماغ تعمل على نحو تقلل فيها (الطاقة) المستخدمة في الشبكة إلى حد أدنى و التعلم هو عملية التوصل إلى استخدام الطاقة الأدنى وكما يقول جيم أندرسون من جامعة براون (لقد علمنا دائما أن الشبكات العصبية تعمل ولكن هو بفيلد أوضح لماذا تعمل : لقد كان ذلك مهما حقا لأنه أعطانا الشرعية ) ونتيجة لذلك فقد انفتح عالم جديد بالكامل من البحث العلمي و أصبح الفيزيائيون جزءا من طليعة جديدة من الباحثين المختصين في بحوث الشبكات العصبية وكما التقط الرياضي البريطاني آلان تورنج المبدأ الرياضي الجوهري للآلة الحاسبة فقد اكتشف هو بفيلد أحد القوانين العامة وراء الشبكات العصبية وقد ساعد هذا بدوره على الإحياء الحالي لنظرية الشبكات العصبية ومن السهل تصور الفكرة الأساس وراء اكتشاف هو بفيلد لنأخذ علىسبيل المثال كرة تتدحرج إلى أسفل منطقة وعرة مليئة بالشقوق و الوديان والجبال وبالطبع فإن الكرة ستتدحرج إلى أحد الوديان وبعبارة أخرى فإن الكرة تبحث عن وضعية الطاقة الدنيا للجاذبية (الوادي) تصور الآن أن المنطقة الوعرة تمثل كل الحالات المحتملة للخلايا العصبية في الدماغ حيث تمثل كل نقطة في هذه المنطقة حالة معينة للأوزان في الشبكة العصبية (توجد المنطقة في مكان يحدده البعد (ن) وفي كل مرة تتدحرج فيها الكرة تتغير الأوزان في الشبكة العصبية بحيث تتدحرج الكرة نحو حالة تبذل فيها أقل طاقة و الكرة المتدحرجة تمثل هنا عملية التعلم المعقدة وعلى الرغم من أن رياضيات الشبكة العصبية يمكن أن تكون معقدة جدا فقد بين هوبفيلد أن الصورة الرياضية الأساسية ليست أصعب من كرة تتدحرج أسفل هضبة لقد تابع هو بفيلد عمله ليجدأ ن شبكاته العصبية أظهرت تصرفا غير متوقع يقلد الوظائف الفعلية للدماغ فقد اكتشف – على سبيل المثال – أن الشبكة العصبية تتصرف بالطريقة ذاتها تقريبا حتى بعد إزاحة عدد من الخلايا العصبية أي أن هندسة الوديان لم تتغير و بعبارات أخرى فإن الوديان تناظر الذكريات ومثل الذكريات الحقيقية التي تبقى في المخ حتى بعد تلف ملايين الخلايا الدماغية فإن هذه الوديان في الشبكة العصبية تكون مستقرة تماما حتى بعد أن تحطم جزئيا و بدلا من أن تكون هذه الوديان أو الذكريات مجمعة في موضع واحد في الدماغ فإنها تكون موزعة على كامل النظام لقد قدم ناتج جانبي آخر لهذا النموذج تفسيرا للأفكار المتسلطة فاذا لم تكن حذرا أحيانا في تحضير شبكة عصبية فأن واديا معينا قد يصبح كبيرا جدا بحيث يلتهم كل الوديان المجاورة وسوف تقع الكرة حتما بعد ذلك في الثقب الفارغ وهذا ما قد يحدث في حالة وجود فكرة متسلطة لكن أغرب ناتج جانبي لهذه الفكرة البسيطة والمبدعة في الوقت ذاته لم يكن متوقعا على الإطلاق فلقد وجد هوبفيلد أن شبكاته العصبية بدأت تحلم .


 

(الباحث التقني هشام محمد الحرك)

4

منتدى علم الفيزياء العام / الإنسان الآلي يلتقي بفيزياء الكم

« في: يناير 12, 2006, 04:45:43 مساءاً »

قرأت موضوع جميل جدا عن تطبيق فيزياء الكم واستخداماتها في كشف اسرار المخ ولذلك قررت ان اضع هذا المقال الرائع ...
الإنسان الآلي يلتقي بفيزياء الكم
 
  
سيجونوفسكي هو واحد من علماء فيزياء الكم الذي وجدوا حقلا جديدا خصبا للبحث في استخدام قوانين نظرية الكم لاستكشاف أسرار المخ.

والبحث في هذا المجال يختلف بالطبع كثيرا عن الفيزياء النظرية البحتة فالهدف في الفيزياء هو إيجاد الحل الأبسط والأكثر أناقة لأشد المسائل عمقا مثل :الانفجار الأعظم ونظرية المجال الموحد أما البيولوجيا فهي تتسم بأنها أقل نظاما وأناقة وبطرقها المسدودة و يمثل المخ الناتج النهائي لطرقها الملتوية وعلى حين ترتكز الفيزياء على القوانين (العامة) فإن القانون العام الوحيد المعروف في البيولوجية هو قانون التطور برغم تعرجاته و مصادفاته و يلاحظ سيجونوفسكي (أن كثيرا من التفاصيل و القرارات التنظيمية في البيولوجية هي مصادف تاريخية ولا يمكنك أن تفترض أن الطبيعة سلكت أبسط الطرق و أقصرها لتعمل شيئا ما فبعض الخصائص هي بقايا لمرحلة سابقة من التطور أو من الممكن أن بعض الجينات التي يصادف وجودها موجهة نحو غرض آخر لقد اتبع سيجونوفسكي بتصميمه نيتوك خطا فيزيائي الكم جون هو بفيلد الذي ساهم في فتح حقل الشبكات العصبية عام 1982 مما أدى إلى موجة الاهتمام الحالية بنظرية الشبكة العصبية بعد عقود من الإهمال ويبدو جون هو بفيلد الطويل والوسيم والمتأنق – برأسه المدفون في جبل من الجداول الغامضة التي تسجل مواصفات البلورات والمعادن وأشباه الموصلات –أشبه برئيس كلية أو مدير مجلس إدارة منه بعالم في مجال فيزياء الأجسام الصلبة بدأ هو بفيلد في نهاية السبعينيات بحضور حلقات بحث حول علم الأعصاب مرتين في العام في معهد ما ساشوستس للتكنولوجيا وبعد برهة بدأ يدرك أن حقل الذكاء الاصطناعي لا يمتلك إلا قليلا من المبادىء المنظمة و أنه خليط غير متماسك من أجزاء منفصلة و لكنها مثيرة من المعرفة و بدأ يتساءل فيما إذا كانت هناك أي مبادىء عميقة وراء الذكاء الاصطناعي كما في الفيزياء ففي فيزياء الأجسام الصلبة حيث ترتبط الذرات مع بعضها البعض بشكل وثيق في بنية شبكية توجد مبادىء تنظيمية بسيطة تسلم بها نظرية الكم لقد كان هو بفيلد –على سبيل المثال – يدرس دوران الذرات في الأنظمة الشبكية في مادة الزجاج التي تتألف من مصفوفة من الذرات الدوارة وقد تتساءل عما إذا كانت مصفوفة الذرات الموجودة في الجسم الصلب بينها أوجه شبه بالخلايا العصبية في الدماغ (هل من الممكن اعتبار الخلية العصبية في الدماغ مثل ذرة في بنية شبكية ) لقد أدى هذا إلى نشره ورقة علمية شهيرة عام 1982 بعنوان (الشبكات العصبية و الأنظمة الفيزيائية الناشئة ذات القدرات الحاسوبية المجمعة ) لقد كانت هذه الفكرة فكرة ثورية حقا مثلت قفزة في المنطق أدهشت عالمي الذكاء الاصطناعي و فيزياء الكم ففي السابق اعتبرت مدرسة من الأعلى للأسفل (العقل) على أنه برنامج كمبيوتر معقد موضوع ضمن كمبيوتر ضخم ولكن هو بفيلد اقترح بأن الذكاء قد ينشأ وفقا لنظرية الكم عن ذرات من دون عقل أي برامج على الإطلاق ‍ وقد لاحظ الفيزيائي هاينز بيجلز (أن أحد الآثار الجانبية لعمل هو بفيلد هو أن العديد من النظريين الفيزيائيين الذين عملوا في مجال دوران الذرات في الأنظمة الشبكية للزجاج أصبحوا – بين عشية وضحاها – خبراء في خصائص الشبكات العصبية وقد غير بعضهم مثل هو بفيلد مجال اختصاصه ) وقد أشار هو بفيلد في ورقته الرائدة إلى أن الفكرة ليست منافية للعقل كما تبدو في الظاهر فكل ذرة في جسم صلب تدور ويمكن – على سبيل المثال – أن توجد في عدة حالات مميزة مثل الدوران للأعلى أو للأسفل وبالمثل توجد الخلية العصبية لأيضا في حالات منفصلة قد تطلق طاقة أو لاتطلق وفي كم من المادة الصلبة هناك مبدأ عام يحدد الوضع الذي يفضله النظام أي أن الذرات ترتب نفسها بحيث تكون طاقتها أدنى ما يمكن و يمكن اختزال فكرة هو بفيلد إلى ما يلي : تختزل شبكة عصبية (طاقتها) إلى الحد الأدنى كما تفعل المادة في حالتها الجامدة تماما لقد جسدت تلك الفكرة اكتشاف هو بفيلد فقبله لم يكن هناك مبدأ موحد يسمح للمرء بفهم الشبكات العصبية و لقد عثر هو بفيلد باستخدام المبادىء العامة لنظرية الكم على المبدأ الموحد للشبكات العصبية فكل الخلايا العصبية في الدماغ تعمل على نحو تقلل فيها (الطاقة) المستخدمة في الشبكة إلى حد أدنى و التعلم هو عملية التوصل إلى استخدام الطاقة الأدنى وكما يقول جيم أندرسون من جامعة براون (لقد علمنا دائما أن الشبكات العصبية تعمل ولكن هو بفيلد أوضح لماذا تعمل : لقد كان ذلك مهما حقا لأنه أعطانا الشرعية ) ونتيجة لذلك فقد انفتح عالم جديد بالكامل من البحث العلمي و أصبح الفيزيائيون جزءا من طليعة جديدة من الباحثين المختصين في بحوث الشبكات العصبية وكما التقط الرياضي البريطاني آلان تورنج المبدأ الرياضي الجوهري للآلة الحاسبة فقد اكتشف هو بفيلد أحد القوانين العامة وراء الشبكات العصبية وقد ساعد هذا بدوره على الإحياء الحالي لنظرية الشبكات العصبية ومن السهل تصور الفكرة الأساس وراء اكتشاف هو بفيلد لنأخذ علىسبيل المثال كرة تتدحرج إلى أسفل منطقة وعرة مليئة بالشقوق و الوديان والجبال وبالطبع فإن الكرة ستتدحرج إلى أحد الوديان وبعبارة أخرى فإن الكرة تبحث عن وضعية الطاقة الدنيا للجاذبية (الوادي) تصور الآن أن المنطقة الوعرة تمثل كل الحالات المحتملة للخلايا العصبية في الدماغ حيث تمثل كل نقطة في هذه المنطقة حالة معينة للأوزان في الشبكة العصبية (توجد المنطقة في مكان يحدده البعد (ن) وفي كل مرة تتدحرج فيها الكرة تتغير الأوزان في الشبكة العصبية بحيث تتدحرج الكرة نحو حالة تبذل فيها أقل طاقة و الكرة المتدحرجة تمثل هنا عملية التعلم المعقدة وعلى الرغم من أن رياضيات الشبكة العصبية يمكن أن تكون معقدة جدا فقد بين هوبفيلد أن الصورة الرياضية الأساسية ليست أصعب من كرة تتدحرج أسفل هضبة لقد تابع هو بفيلد عمله ليجدأ ن شبكاته العصبية أظهرت تصرفا غير متوقع يقلد الوظائف الفعلية للدماغ فقد اكتشف – على سبيل المثال – أن الشبكة العصبية تتصرف بالطريقة ذاتها تقريبا حتى بعد إزاحة عدد من الخلايا العصبية أي أن هندسة الوديان لم تتغير و بعبارات أخرى فإن الوديان تناظر الذكريات ومثل الذكريات الحقيقية التي تبقى في المخ حتى بعد تلف ملايين الخلايا الدماغية فإن هذه الوديان في الشبكة العصبية تكون مستقرة تماما حتى بعد أن تحطم جزئيا و بدلا من أن تكون هذه الوديان أو الذكريات مجمعة في موضع واحد في الدماغ فإنها تكون موزعة على كامل النظام لقد قدم ناتج جانبي آخر لهذا النموذج تفسيرا للأفكار المتسلطة فاذا لم تكن حذرا أحيانا في تحضير شبكة عصبية فأن واديا معينا قد يصبح كبيرا جدا بحيث يلتهم كل الوديان المجاورة وسوف تقع الكرة حتما بعد ذلك في الثقب الفارغ وهذا ما قد يحدث في حالة وجود فكرة متسلطة لكن أغرب ناتج جانبي لهذه الفكرة البسيطة والمبدعة في الوقت ذاته لم يكن متوقعا على الإطلاق فلقد وجد هوبفيلد أن شبكاته العصبية بدأت تحلم .


 

(الباحث التقني هشام محمد الحرك)

5

منتدى علم الفيزياء العام / السفر عبر الابعـاد الكونية

« في: يناير 04, 2006, 08:45:17 مساءاً »

السفر عبر الابعاد الكونية

القوى الكونية


من خلال النظرية المجالية الكمية تعرف العلماء على وجود اربع قوى كونية في الطبيعة هي: القوة الكهرومغناطيسية والقوة الجاذبية والقوة النووية الضعيفة والقوة النووية القوية.

ووجد ان ثلاثة من تلك القوى يمكن وصفها بواسطة النظرية المجالية الكمية ماعدا القوة الجاذبية. فالنسبية العامة تربط قوة الجاذبية برباط وثيق بهندسة الزمكان (الزمن والابعاد الفراغية الثلاثة: الطول والعرض والارتفاع)ويعتقد آينشتاين بان الجاذبيه هي صفه وخاصيه للزمكان اي بلا هذه الخاصيه لا يكون الزمكان زمكانا. وحتى الان لم يتم التزاوج بين نظريتي الكم والنسبية من اجل توحيد هذه القوى الكونية. وقد طرح العلماء اسلوب جديد من اجل توحيد هذه القوى يعتمد على قبول ان للكون ابعادا اخرى اضافية.

وفيما يلي سوف نوضح اوجه القصور في النظريات التي طرحت في الازمان السابقه والتي فشلت في هذا التوحيد.

لقد وجد العلماء ان ما نظنه فراغا ساكنا في الفضاء هو في الواقع خضم مزدحم بجسيمات عديدة اخرى تتناقل بلا كلل فراغ مليء بالطاقة والجسيمات التي لاترى ويعتقد بان الفراغ ظهر مع ظهور الماده ونشأ معها. ودرجة نشاط هذا التزاحم تعتمد على القوة محل الاعتبار. وإن لم تكن هناك هذه الجسيمات المتناقلة لما احس جسم من المادة بالجسم الاخر ولما تم اي تفاعل على الاطلاق. وتسمى هذه الجسيمات بالوسطاء مثل الفوتون الحامل للقوة الكهرومغناطيسية. وفي عام 1983 اكتشفت الجسيمات الوسيطة للقوة النووية الضعيفة ويرمز لها بالرمز W,Z. وجسيمات النواة من بروتونات ونيوترونات تعرف الان انها جسيمات مركبة كل منها من ثلاثة جسيمات تسمى كواركات. والكواركات مترابطة بقوة لا يتوصل إليها الا بثمانية جسيمات وسيطة على الاقل، اطلق عليها اسم «جلونات». وقد اهتم العلماء بتوحيد القوى الثلاث الكهرومغناطيسية والنوويتين الضعيفة والقوية عن طريق تبادل هذه الجسيمات الوسيطة. ووجد ان توحيد القوتين الكهرومغناطيسية والنووية الضعيفة ينتج عنه القوة الكهروضعيفة.

هذه القوة تتحد بدورها مع القوة النووية القوية وتتولد عنهما القوة الموحدة العظمى. وقد ظهرت نظريات عديدة لصهر هذه القوى الثلاث في بوتقة واحدة.

دمج الجاذبية مع القوى العظمى

وحتى الان يبذل العلماء الجهود المضنية من اجل توحيد قوة الجاذبية مع القوة الموحدة العظمى وتوليد القوة الفائقة، الا ان ذلك يتطلب معالجة رياضية بالغة التعقيد يتطلب حلها ان يكون للفضاء ابعاد اخرى اضافية عديدة، فالنظرية الكمية ظهرت حين اكتشف ان الموجات الكهرومغناطيية تنطلق على هيئة كمات محددة وهي الفوتونات، ومن ثم كان من المتصور ان تكون لموجات الجاذبية كمات. واطلق العلماء على هذه الكمات اسم الغرافيتون التي مازالت افتراضية حتى الان. ويتشابه الغرافيتون مع الفوتون بان كلا منهما ينتقل بسرعة الضوء، والفرق الجوهري بينهما يكمن في ضعف تفاعل الغرافيتون مع المادة.

التناظر الفائق

ولنا ان نتصور صعوبة تطبيق مبادىء نظرية الكم ومبدأ اللايقين على الجاذبية، حيث تظهر من خلال المعالجة النظرية اللانهائية مع كل عملية مجالية تتضمن حلقة مغلقة. ونظرا لأن الغرافيتونات تتفاعل مع بعضها، فان الحلقات المغلقة ذات صفة اكثر شمولية. ويمكننا ان نفترض ان كل جسيم محاط بعدد لا نهائي من الحلقات المعقدة. وكل مستوى من الحلقات يضيف لا نهائية جديدة للحسابات. وبذلك تتراكم اللانهئيات وتزداد المشكلة صعوبة. وفي محاولة رائدة لحل هذه المشكلة في الجاذبية الكمية، وضع الفيزيائيون برنامجا لاستغلال اقوى تناظر تم اكتشافه في الطبيعة ويعرف الان بالتناظر الفائق. هذا التناظر يكمن في فكرة البرم الذاتي، فجميع الجسيمات الأولية في الطبيعة لها خاصية كم معينة للدوران حول نفسها تسمى البرم، وتأتي دائما على صورة مضاعفات القيمة الأساسية. ولأسباب تاريخية اتخذت القيمة الاساسية مساوية للنصف. فالالكترون والنيوترينو مثلا لهما قيمة برم ذاتي تساوي 2/1. والفوتون له قيمة برم تساوي واحدا. والغرافيتون له قيمة برم تساوي اثنين. ولم يعرف بعد جسيم في الطبيعة له برم يزيد عن اثنين.

والجدير بالذكر انه قبل ظهور التناظر الفائق عوملت الجسيمات المنتمية الى قيم مختلفة من البرم على انها تنتمي لأسر مختلفة تماما. فكل الجسيمات التي معامل برمها عدد صحيح اتضح انها حاملة للقوى، اي انها جسيمات لمجالات كم كالفوتونات والغرافيتونات. اما الجسيمات ذات معامل البرم الكسري كالالكترون فهي جسيمات مادية. وللتمييز بين الطائفتين تسمى المجموعة الأولى «بوزونات» وتسمى الثانية «فرميونات»، ولا يوجد وجه للتناظر معروف بين خواص البوزونات والفرميونات. ويتطلب التناظر الفائق ان يكون لكل نوع من الجسيمات نظير ذو برم معاكس. وكان اكتشاف البوزيترون كضديد للاكترون مدعاة لافتراض ضديد للنيوترون وضديد للبروتون للحفاظ على التناظر.

حل مشكلة اللانهائيات

والسؤال المطروح هو كيف يمكن حل مشكلة اللانهائيات في النظرية الجاذبية الكمية؟

ان الغرافيتون الذي افترض انه يحمل قوة الجاذبية يتطلب له من وجه نظر التناظر الفائق وجود جسيمات حاملة للجاذبية تسمى «غرافيتينو» لكل منها برم ذاتي مقداره واحد ونصف. وبالطبع وجود الغرافيتينو سيكون بالغ الاثر في مشكلة النهائيات. وتأثير الغرافيتينو يسمى عادة الجاذبية الفائقة. وخلال حقبة الثمانينات بدأ التناظر الفائق يمهدالطريق لظهور نظرية متناسقة عن الجاذبية في اطار ميكانيكا الكم. ولكن اكتشف ان هذه النظرية تفشل ايضا مع زيادة عدد اللانهائيات.

حاليا يطرح العلماء اسلوبا جديدة لحل المشكلة يرتكز على بحث امكانية توحيد قوة الجاذبية مع قوى الطبيعة الاخرى في نظرية متناسقة رياضيا اذا ما اعترف «بوجود ابعاد اضافية للكون».

ابعاد اخرى للكون

وفيما يلي سوف نتناول قصة وجود الابعاد الاخرى للكون.

وقصة وجود ابعاد اكثر من ثلاثة للكون لها تاريخ طويل. فبعد طرح النظرية النسبية العامة بوقت طويل لم يكن معروفا سوى قوتين فقط في الطبيعة هما الجاذبية والكهرومغناطيسية، واستطاع العالم الالماني تيودور كالوزا وصف القوة الكهرومغناطيسية بطريقة هندسية. وبين ان المجال الكهرومغناطيسي يمكن النظر اليه كالتواء في الفضاء. ولكن ليس الفضاء العادي ثلاثي الابعاد الذي تدركه احاسيسنا، بل فضاء ذو بعد رابع، لسبب ما لا ندركه. ولو صح ذلك، لأمكننا تصور الموجات الكهرومغناطيسية والضوئية كاهتزازات في البعد الرابع للفضاء. ولو اننا اعدنا صياغة نظرية الجاذبية لاينشتاين ذات الابعاد الاربعة لنضم هذا البعد الرابع فسيصبح المجموع خمسة ابعاد. وعلى ذلك فان الجاذبية والكهرومغناطيسية منظورا اليهما من البعد الرابع، سيكونان اشبه بجاذبية ذات خمسة ابعاد. بعد ذلك تمكن العالم السويدي اوسكار كلاين ان يبين لماذا لا يمكننا ادراك البعد الرابع للفضاء. وتوصل الى ان البعد الرابع للفضاء مطوي بصورة ما فلا نشعر به، بالضبط كما تظهر لنا انبوبة على البعد كخيط وحيد البعد، على الرغم من انها في الحقيقة اسطوانية الشكل.

وقد حازت نظرية كلاين على شيء من الفضول العلمي لعدة عقود. ومع اكتشاف القوتين النوويتين الضعيفة والقوية عادت فكرة وجود ابعاد اضافية للكون. في هذه النظرية الجديدة اعطيت كل قوى الطبيعة منشأ هندسيا بغرض تعميم نظرية كالوزا - كلاين، والسبب في ذلك هو ان القوة الكهرومغناطيسية تحتاج لبعد واحد اضافي لاحتوائها في ذلك التصور. بينما احتاجت كل من القوتين الاخريين لعدد من الابعاد اكثر بسبب تعقدهما. ووجد اننا نحتاج لما يقرب من عشرة ابعاد كونية اضافية لاحتواء كافة الخصائص للقوى الاربعة بالاضافة للبعد الزمني.

وتسبب هذا التزايد في الابعاد الكونية في صعوبة المسألة، فمن المهم ان نتصور شكلا من الطي لتبرير عدم ادراكنا لها. وهناك طرق متعددة لذلك، فبعدان فضائيان مثلا يمكن تجميعهما في كرة او حلقة اسطوانية. ومع المزيد مع الابعاد تزداد الامكانات وتزداد صعوبة التصور.

وقد وجد ان الجاذبية الفائقة تتناسب مع هذه الفكرة، فابسط صياغة رياضية لها تضمنت احد عشرة بعدا. بمعنى ان التناظرات العديدة في الابعاد الاربعة اختصرت جميعها لتناظر طبيعي وحيد وبسيط في رياضيات الابعاد الاحد عشر. وعلى ذلك سيستطيع المرء ان يصل الى تناظر ذي احد عشر بعدا، اذا بدأ من النسبية العامة ووصفها للقوى كانحناء في الزمكان (الزمن والمكان)، او بدأ من النظرية الكمية وتصويرها بمفهوم الجسيمات الوسيطة.

ان مكمن الصعوبة في اية محاولة لتوحيد قوى الطبيعة مازال شبح اللانهائيات الذي يهدد بتدمير القوة التنبئية لأية نظرية. وترجع محاولات معاملة الالكترون ككرة نقطية هندسية الى بداية القرن العشرين، الا ان هذه الافكار لم تتقبل لعدم اتساقها مع النسبية. اما وجه الجدية في الافكار الحديثة فهي ان الجسيمات مدت في الفضاء في بعد واحد فقط. فهي ليست نقاطا هندسية، ولا تكور من المادة، بل هي اوتار ذات قطر متناه في الصغر. وينظر لهذه الاوتار على انها اللبنات الاساسية للكون وتتشابه مع الجسيمات في قدراتها على الحركة ولكنها تحوز درجة من حرية اوسع وبامكانها ان تتلوى. ومنذ وضع هذه النظرية في السبعينات واجهت صعوبات بالغة فقد بينت الحسابات ان تلك الاوتار تتحرك اسرع من الضوء وهو ما تحرمه النظرية النسبية.

ولذلك بدت هذه النظرية محكوما عليها بالفشل، اما ما حفظ على النظرية بقاءها فكان احتواؤها على التناظر الفائق. ثم برزت صعوبة اخرى فالصياغة النظرية لهذه الاوتار بدا انها تحتوي على جسم ليس له محل في الاسرة المعروفة من الجسيمات ذات برم قيمته اثنان وكتلته صفرية ومن ثم فله سرعة الضوء. ولم يكن هذا الجسم معروفا في العمليات النووية. هذا الجسم غير المتوقع معروف جيدا تحت اسم «غرافيتون» وسريعا تطورت نظرية الاوتار الى نظرية جاذبية، وحين مزجت بافكار التناظر الفائق اقترحت فكرة جديدة وهي «الاوتار الفائقة». واصبح واضحا على الفور ان الاوتار الفائقة لها خواص تعد بمحو كل اللانهائيات التي صاحبت نظريات الجسيمات التقليدية. فعند مقادير الطاقة الدنيا تتجول الاوتار كما لو انها جسيمات عادية، وتتقمص كافة الخصائص التي وصفتها النظريات التقليدية لعقود خلت. ومع ارتفاع قيم الطاقة بما يسمح بظهور شأن للقوة الجاذبية، تبدأ الاوتار في التحور وبالتالي تغير من السلوك عند الطاقات العالية بصورة جذرية وبطريقة تمحو اي تواجد للانهائيات.

وفي احدى صياغات النظرية تتكون الاوتار من عشرة ابعاد، وفي صياغة اخرى تطلب الامر ستة وعشرين بعدا. وتضمنت نظرية الابعاد العشرة البرم بدون مشاكل، كما هو الوضع في نظرية كالوزا - كلاين حيث كبست الابعاد الاضافية الى حجم غاية في الضآلة. ورغم ان هذه الابعاد الاضافية غير قابلة للرؤية مباشرة، الا انه من المغري ان يفكر المرء ما إذا كان بامكانه الاحساس بأثرها بصورة او باخرى. ولذلك يربط علماء فيزياء الكم بين المسافة والطاقة. فلكي نسبر غور المسافة لجزء من بليون بليون جزء من قطر نواة الذرة، نحتاج الى طاقة اعلى من طاقة النواة بنفس النسبة. وليس من مكان يتصور ان يتواجد في طاقة بهذا المستوى سوى في الانفجار الاعظم عند نقطة بداية الكون. ومن الاحتمالات المثيرة ان تكون كافة ابعاد الفضاء في البداية على قدم المساواة وان قاطني الكون البدائي من جسيمات اولية قد عايشت تلك الابعاد المتعددة. وحدث التطور بعد ذلك، ثلاثة من تلك الابعاد ابتلعت سريعا خلال التضخم لتكون الكون الحالي، بينما توارت الابعاد الاخرى عن الانظار تعبر عن وجودها ليس كفضاء، ولكن كخواص كامنة في الجسيمات والقوى. وتظل الجاذبية اذن القوة الوحيدة المصاحبة لهندسة الفضاء والزمن كما تتصور الان تماما، ولكن كل هذه القوى والجسيمات ذات اصل هندسي.

ومازال الوقت مبكرا لمعرفة ما اذا كانت نظرية الاوتار الفائقة بمقدورها ان تعيد صياغة الفيزياء كما نعرفها الان. وفي نفس الوقت تتلاشى اللانهائيات التي تعيق نظريات التوحيد الاخرى. وتضمن نظريات التوحيد الكبرى اندماج القوى المختلفة في هوية واحدة. كما انها تتضمن توحيد الصور المختلفة من المادة في هوية واحدة. والجسيمات المعتادة تقع في مجموعتين، الالكترونات والكواركات. والتمييز الجوهري بينهما هو ان الكواركات فقط هي التي تستجيب للقوة النووية القوية المحمولة بواسطة الجلونات. بينما تعمل القوة الكهروضعيفة النوعين. ولكن القوة الموحدة العظمى تفشل بحكم طبيعتها في التمييز بين الكواركات واللبتونات، حيث ان ذلك يتطلب خواص من كلتا القوتين.

القوة الموحدة العظمى

وتفترض الحسابات ان القوة الموحدة العظمى محمولة بواسطة جسيم وسيط اعطي اسما كوديا * يملك كتلة هائلة تقدر بجزء من مليون جزء من الجرام، وهي هائلة لأنها اثقل من البروتون بمليون بليون (1015) مرة. وبفضل مبدأ عدم اليقين في النظرية الكمية، فان هذا الجسم لا يظل الا لفترة وجيزة جدا. فهذا الجسم الشبحي يمكنه الظهور الفجائي، حتى بداخل البروتون، ولكنه لا يظل الا لفترة 10-35 ثانية تقريبا. ولذا لا ينتقل إلا لمسافة 10-35 من السنتيمتر، والى جزء من تريليون جزء من قطر البروتون قبل ان يعيد الطاقة التي اقترضها من الفراغ التقديري. ولما كان البروتون يحتوي على ثلاثة كواركات، فانه من غير المتصور ان يتلاقى اي منها مع الاخر في تلك الفترة الوجيزة، الا ان الاحتمال غاية في الضآلة بان يقترب كواركان لتلك المسافة الضئيلة. واذا حدث ذلك الاحتمال فانه يمكن تبادل جسيم * بينهما وهي عملية ذات خطر عظيم. فالكواركان المتفاعلان معا سيتحولان الى كواركين ضديدين بالاضافة الى بوزيترون. وحين يتم هذا التحول داخل البروتون، فان البوزيترون يلفظ بينما يتحول الكوارك الثالث مع الكواركين الضديدين الى جسيم يسمى بيون. وبعد جزء من ثانية يتحول البيون ذاته الى البروتون وينبعث الكترون. ولقاء الالكترون بالبوزيترون يعني ان المادة بأسرها غير مستقرة ولن تدوم الى الابد. فنظريات التوحيد العظمى كما تقدم آلية ظهور المادة وتقدم ايضا آلية فنائها.

وعلى الرغم من عدم ملاحظة انحلال البروتون بصورة مباشرة فان اغلب الفيزيائيين يعتقدون ان قوى الطبيعة لها بالفعل اصل مشترك وقد تركزت كل هذه المجهودات في العشر سنوات الماضية في اتجاه التوحيد. ويتم حاليا بناء اضخم معجل للتصادم الهيدروني في مركز ابحاث الطاقات العالية بمدينة سيرن بالقرب من جنيف بسويسرا ويتوقع الخبراء ان ينتهي هذا العمل في ديسمبر 2005. ومن المنتظر ان يساهم هذا المعجل في دراسة عمليات الاضمحلال البروتوني. ويقترح العلماء انه يوما ما سوف نتعلم كيف ننفتح على الابعاد الاخرى للكون وليكن البعد الخامس وذلك بالسفر خلاله ثم طيه ثانية.

وقد يعطينا هذا البعد امكانية السفر بسرعة اكبر من سرعة الضوء المعروفة في الابعاد الزمكانية التقليدية. فمن خلال الابعاد الاضافية يمكن للمرء ان يعيد حركة الدوران بين الفراغ التقليدي. عندئذ، سيمكن تحويل الوزن الكتلي للفرد او سفينة فضاء محملة بالمسافرين الى الافناء الكتلي المكافىء وهذا يحدث عند الحركة بسرعة الضوء. وعند انتهاء الرحلة تتحول الاجسام الى وضعها الطبيعي. بالطبع هذا التصور يبقى من ملكوت الخيال العلمي، الا ان علماء الفيزياء لديهم الكثير والمثير نحو اكتشاف البعد الخامس او السادس او حتى البعد السابع. والشيء المهم في كل ذلك هو اننا بالفعل وصلنا الى حافة البداية نحو وضع الأسس الحقيقية لنظرية كل شيء. فمازال الانسان بالعقل والذكاء يحاول اكتشاف اعاجيب الكون.
ملاخظه:
يعتقد بعض العلماء مثل اينشتاين بان الجاذبيه ماهي الا طاقه وليست قوه كما يقال وان كانت الجاذبيه فعلا طاقه فتلك مشكله وانا اعتقد شخصيا بان الجاذبيه ماهي الا قوه عظيمه تتفرع منها القوى الاخرى فكيف نوحد الاصل مع الفرع وقد تكون هناك قوى اخرى تؤدي الى هذا النقص غير الواضح والجاذبيه رغم معرفة نيوتن لها ووضع لها قانون لكنها تظل غامضه فعلا وغير معرفه ولاتفهم وقد حاولت كثيرا البحث عن تعريف معين لها يبين لنا ماهي لكني لم اجد سوى انها قوة جذب او اعوجاج في الزمكان ولكنها تظل غير مفهومه ...ولاندري متى سوف نعلم ماهيتها فما زال امام العلماء الكثير..

6

منتدى علم الفيزياء العام / الفراغ حقيقة أم خيال

« في: ديسمبر 31, 2005, 11:57:59 مساءاً »

اعزائي في هذا المنتدى الرائع والراقي بما فيه من مواضيع مهمه جدا وجاده تشد القارىء إليها
لذلك قررت ان اشترك في هذا المنتدى وخصوصا في مجال الفيزياء ...
وقررت كذلك الكتابة عن الفراغ هذا الاسم الذي نعرفه جميعا من بداية تعلمنا النطق الى وقتنا الحاضر والى نهاية المطاف وأن سالنا احد ما عن الفراغ لاجاب بانه المكان الخالي من أي ماده ...
ولكن هذا التعريف المعروف هو الصحيح أم ان للفراغ مفهوم اخر تغير مع ظهور النظرية الفائقة أو نظرية الأوتار أو مايسميها البعض بانها النظريه النهائيه ..
ومع ظهور الكثير من النظريات وخصوصا النظرية النسبية العامة للعالم آينشتاين الذي غيرت نظريته الكثير من المفاهيم حول المكان والزمان والراصد والجاذبية وامتداد هذا الكون وادخل الفراغ الى هذه النظرية او ربما كان من ضمنها ولكنه اهمل ثم جاءت النظرية الكمية وقدمت تعريفا اخر للفراغ وخصوصا ظهوره بنسبه عاليه في الذره ونعلم بان 99.99% من الذره فراغ وكوننا الكبير يحتوي كذلك على الفراغ ولكن ماهو الفراغ ولماذا هو موجود بهذه النسبة وماهيته ؟؟
لقد قام احد العلماء بتجربة ولكني لا اذكر اسم العالم ولكن التجربة كانت بوضع مرآتين متقابلتين في االفراغ ولمده معينه وحساب المسافه التي بين هاتين المرآتين وبعد فتره معينه غير طويله وجدوا بان المرآتين اقتربتا من بعضهما وكانت المسافه قريبه وقد فسروا ذلك بمرور موجات اسموها باسم معين ادت الى هذا التجاذب ولكن هناك علماء ذهبوا الى القول بانه بما ان الماده والطاقه متكافئتين فان هذا يدل على ان الفراغ مليء بالطاقه والجسيمات التي لم تشاهد وهذا قد أدى الى هذا التجاذب وذهبوا الى ابعد من ذلك بان هذه الجسيمات التي توجد بالفراغ لا تظهر الا عند اعطائها كمية من الطاقه  وبان لكل جسيم طاقه معينه تؤدي الى ظهوره ومن هنا قد تنتج في المستقبل مادة من الفراغ ؟؟؟؟؟؟؟ (يعني معقوله يسون ماده مثل كوره ولا اي شي من الفراغ '> الله العالم...
ولكن الفراغ ماهو الا طاقه وابعاد وبما ان الطاقه تكافىء الماده فهذا يعني انه لم يعد هناك مايسمى فـــراغ بالمفهوم التقليدي...
وهذه الطاقه المختزنه في هذا الفراغ قد تفسر تفاعل كثير من القوى وتفسر كذلك الجاذبيه وقد تفسر حتى معنى نظرية الاوتار التي تقول بان الماده مكونه من اوتار حلقيه نحيفه جدا ذات بعد احادي تتذبذب باهتزاز معين ولكل اهتزاز جسيم ينتج عنه .......
وهل يمكن تكوين ثقب في الفراغ ؟؟؟ وهل الابعاد الاخرى التي لم ترى بعد منحنيه في هذا الفراغ وهل الجاذبيه تملىء كل شيء وتعبر حتى اجسامنا ؟؟ هل يكون الحل في الفراغ؟؟ ربما يجب ان توجد دراسه لهذا الفراغ واعطائه الاهتمام اللازم ؟؟؟؟.......