التصميم الكبير

التصميم الكبير
-بقلم :ستيفن هوكينغ وليونارد ملودينو
في العلم
تعرف على أسرار الكون. لطالما تساءل البشر عن ألغاز الكون. متى بدأ الكون؟ لماذا نحن هنا؟ ما هو التصميم العظيم لكوننا؟ في الماضي ، فسرت البشرية الظواهر الطبيعية في العالم ، مثل المطر والرعد والكسوف وغير ذلك من أعمال الآلهة المختلفة. اليوم ، حقق العلماء قفزات مذهلة في فهم كيفية عمل عالمنا بالضبط. في جميع أنحاء التصميم الكبير، يشرح المؤلفان ستيفن هوكينج وليونارد ملودينو أحدث الأفكار العلمية حول ألغاز الكون بطريقة يمكن للجميع فهمها. باستخدام لغة بسيطة ، تهدف بعض أكثر العقول ذكاءً اليوم إلى مساعدة أي شخص على فهم إلى أي مدى وصل تطورنا العلمي وكذلك شرح ما ما زلنا لا نعرفه. أثناء قراءتك ، ستتعلم ما إذا كانت الإرادة الحرة موجودة أم لا ، ولماذا لا يكون واقعنا بالضرورة هو الواقع الوحيد ، وكيف أننا نحن البشر محظوظون للغاية لأننا على قيد الحياة.
المقدمة
البشر نوع فضولي. بينما نمر في وجودنا القصير ، نتساءل ونبحث عن إجابات. نحن نحدق في السماء فوقنا ونسأل العديد من الأسئلة ، مثل كيف يمكننا فهم العالم؟ كيف يتصرف الكون؟ من أين كل هذا يأتي من؟ هل لدينا خالق؟ في الماضي ، أجاب البشر على هذه الأسئلة باستخدام الآلهة لشرح الظواهر الطبيعية في العالم. على سبيل المثال ، في أساطير الفايكنج ، عاشت الذئاب المسماة سكول و هاتي في السماء وطاردت الشمس والقمر. عندما يمسك ذئب بالآخر ، سيحدث خسوف. عندما حدث هذا ، كان الناس على الأرض ينقذون من خلال إحداث أكبر قدر ممكن من الضجيج على أمل تخويف الذئاب. كل ثقافة لها قصصها الخاصة لشرح العالم من حولهم. لكن مع مرور الوقت ، بدأ البشر يلاحظون أن الكسوف لم يحدث عشوائياً. بدلاً من ذلك ، حدثت في أنماط منتظمة وكرروا أنفسهم. بدأ البشر يدركون أن الكسوف يحكمه القانون.
اليوم ، نعرف أكثر من أي وقت مضى عن كوننا. الآن نحن نعرف كيف يحدث الكسوف ، ويمكننا حتى التنبؤ بموعد حدوثه. لقد قطع العلم خطوات كبيرة في فهم عالم الكون الواسع ، ولكن ليس هذا فقط ، يفهم العلماء المزيد عن الجسيمات دون الذرية الدقيقة التي يتكون منها الكون أيضًا. في جميع أنحاء التصميم الكبير، يشرح المؤلفان ستيفن هوكينج وليونارد ملودينو أحدث الأفكار العلمية حول أعظم الألغاز في العالم. استمر في القراءة لتتعلم كيف أن البشر مجرد نتاج للتقلبات الكمية في بدايات الكون ، وكيف تتنبأ نظرية الكم بـ “الأكوان المتعددة” ، وهي فكرة أن كوننا هو مجرد واحد من العديد من الكون الذي ظهر تلقائيًا من لا شيء.
الفصل الأول: من الآلهة إلى القوانين العلمية
كبشر ، نحن بطبيعة الحال فضوليون بشأن العالم. نتيجة لفضولنا ، اخترع الناس في العصور القديمة آلهة لاستكشاف كل جانب من جوانب الحياة البشرية تقريبًا. كانت هناك آلهة الحب والحرب والشمس والأرض والسماء والمحيطات والمطر والعواصف الرعدية وحتى الزلازل والبراكين. كانوا يعتقدون أنه عندما تكون الآلهة مسرورة ، فإنها ستنعم بالطقس الجيد والسلام والتحرر من الكوارث الطبيعية ؛ ومع ذلك ، عندما كانوا مستائين ، عانوا من الجفاف والحروب والأوبئة والأوبئة. بمعنى آخر ، عاش البشر لإرضاء الآلهة واعتقدوا أن الكوارث الطبيعية والأوبئة كانت ببساطة نتيجة الفشل في إرضائهم.
لم يكن الأمر كذلك حتى “الفترة الكلاسيكية” عندما بدأ الفلاسفة اليونانيون القدماء في تطوير فكرة أنه يمكن فهم العالم ، وأن الأحداث المعقدة من حولنا يمكن أن تُعرف دون اللجوء إلى التفسيرات الأسطورية أو اللاهوتية. أصبح تاليس أول فيلسوف يوناني توقع حدوث كسوف للشمس في عام 585 قبل الميلاد ، على الرغم من أن تنبؤاته قد تكون أيضًا تخمينًا محظوظًا. ساعد فلاسفة يونانيون آخرون مثل أرسطو وأرخميدس أيضًا في وضع قوانين تساعدنا على فهم كيفية عمل العالم. على سبيل المثال ، كان أرخميدس من أوائل الذين أجروا التجارب وقياسوا النتائج. أدى عمله إلى ثلاثة قوانين نعرفها اليوم مثل قانون الرافعة وقانون الطفو وقانون الانعكاس.
في مصطلحات اليوم ، يشرح قانون الرافعة أن القوى الصغيرة يمكن أن ترفع أوزانًا كبيرة ، وينص قانون الطفو على أن الجسم المغمور في مائع سيختبر قوة صاعدة مساوية لوزن السائل المزاح. ويشرح قانون الانعكاس كيف أن الزاوية بين شعاع الضوء والمرآة تساوي الزاوية بين المرآة والشعاع المنعكس. ومع ذلك ، فإن هؤلاء الفلاسفة لم يخترعوا بعد المنهج العلمي ، لذلك لم يتم تطوير نظرياتهم للتحقق التجريبي. بعبارة أخرى ، عندما جادل العلماء حول النظريات ، لم تكن هناك طريقة موضوعية لتسويتها.
بعد ذلك ، في القرنين السادس عشر والسابع عشر ، بدأ علماء مثل جاليليو ورينيه ديكارت في استخدام المنهج العلمي للمساعدة في شرح العالم من حولنا. كان ديكارت هو من صاغ مفهوم قوانين الطبيعة كما نفهمها اليوم. كان يعتقد أن جميع الظواهر الفيزيائية يجب أن تفسر من حيث اصطدام الكتل المتحركة ، والتي كانت تحكمها ثلاثة قوانين. ساعدت تلك القوانين بعد ذلك إسحاق نيوتن في اكتشاف قوانين الجاذبية والحركة ، والتي سمحت لنا في النهاية بفهم كيفية تحرك الأجرام السماوية في الفضاء.
ولكن بما أننا نعيش في الكون أيضًا ، فهل يخضع البشر لقوانين الطبيعة أيضًا؟
الفصل الثاني: وجود الإرادة الحرة أو عدم وجودها
عندما تعلم العلماء والفلاسفة المزيد عن العالم ، اقترحوا في النهاية مفهوم الحتمية العلمية ، والتي تنص على أنه “بالنظر إلى حالة الكون في وقت واحد ، فإن مجموعة كاملة من القوانين تحدد بشكل كامل المستقبل والماضي”. بمعنى آخر ، الحتمية العلمية تعني أن كل شيء في الكون تحكمه مجموعة من القوانين ، والتي تستبعد أيضًا إمكانية حدوث معجزات أو دور نشط لله. ولكن إذا كان كل شيء محكومًا بالقوانين ، فيجب أن تكون الحتمية العلمية صحيحة بالنسبة للناس أيضًا. هل هذا يعني أن الإرادة الحرة غير موجودة؟
يهدف العلماء إلى الإجابة على هذا السؤال وقد ناقشوا منذ فترة طويلة وجود الإرادة الحرة. كان ديكارت من دعاة الإرادة الحرة ، على سبيل المثال ، أكد أن العقل البشري هو شيء مختلف تمامًا عن العالم المادي ؛ لذلك ، فهي لا تتبع قوانينها. بحسب ديكارت ، يتكوّن الإنسان من مكوّنين: الجسد والروح. الأجساد مجرد آلات عادية ، لكن الروح لا تخضع للقانون العلمي. حتى أنه جادل في أن الغدة الصنوبرية ، العضو الصغير في وسط الدماغ ، هي المكان الذي يكمن فيه قلب الروح. كان يعتقد أن تلك الغدة كانت تؤوي كل أفكارنا وكانت مصدر إرادتنا الحرة.
إذن هل الإرادة الحرة موجودة؟ حسنًا ، التجارب الحديثة في علم الأعصاب تدعم وجهة النظر القائلة بأن دماغنا المادي يحدد أفعالنا ويتبع قوانين العلم المعروفة ، وليس بعض الوكالات الموجودة خارج تلك القوانين. على سبيل المثال ، وجدت دراسة أجريت على مرضى يخضعون لعملية جراحية في الدماغ أثناء اليقظة أنه إذا قمت بتحفيز مناطق معينة من الدماغ كهربائيًا ، فيمكنك خلق رغبة في تحريك اليد أو الذراع أو القدم ، أو تحريك الشفاه والتحدث. يوضح هذا ببساطة أن سلوكنا يحدده القانون الفيزيائي ، لذلك يبدو أننا لسنا أكثر من آلات بيولوجية وأن الإرادة الحرة مجرد وهم.
إذا سلمنا بفكرة أن السلوك البشري تحدده قوانين الطبيعة ، فيجب علينا أيضًا أن نستنتج أن السلوك البشري من المستحيل التنبؤ به. نتيجة لذلك ، يجب أن نتبنى ما يسمى بالنظرية الفعالة. النظرية الفعالة هي ببساطة إطار عمل تم إنشاؤه لنمذجة ظواهر معينة دون وصف العمليات الأساسية بالتفصيل. على سبيل المثال ، “لا يمكننا حل المعادلات التي تحكم سلوك الذرات والجزيئات المعقدة ، ولكن لدينا نظرية فعالة تسمى الكيمياء تزودنا بشرح مناسب لكيفية تصرف الذرات والجزيئات في التفاعلات الكيميائية دون احتساب كل تفاصيل التفاعلات.”
وبالمثل ، لا يمكننا حل المعادلات التي تحدد سلوكنا ؛ لذلك ، نستخدم النظرية الفعالة القائلة بأن الناس لديهم إرادة حرة. لدينا مجالات مثل علم النفس والاقتصاد تساعد في تفسير السلوك البشري. ومع ذلك ، فإن هذه النظريات الفعالة لا تنجح إلا بشكل معتدل في التنبؤ بالسلوك لأن قراراتنا ليست عقلانية. ربما هذا هو السبب في أن العالم في مثل هذه الفوضى!
الفصل الثالث: الواقعية المعتمدة على النموذج تجادل بوجود الواقع
هل تساءلت يومًا ما الذي تراه السمكة الذهبية من خلف حوض السمك؟ حسنًا ، حظر مجلس مدينة مونزا بإيطاليا ذات مرة أصحاب الحيوانات الأليفة من الاحتفاظ بالسمك الذهبي في أحواض السمك المنحنية لأنهم اعتقدوا أنه من الصعب الاحتفاظ بالسمكة في وعاء ذي جوانب منحنية. كانوا يعتقدون أن الزجاج المنحني سيعطي الأسماك رؤية مشوهة للواقع. لكن كيف نعرف أن صورتنا للواقع دقيقة وغير مشوهة؟ ترى ، نحن نؤمن بواقعنا لأننا أنشأنا قوانين علمية تم قبولها على أنها صحيحة ودقيقة. نظرًا لأن رؤيتنا تلتزم بهذه القوانين ، فإننا نقبل واقعنا على أنه الصحيح.
عندما تنظر إلى شيء ما ، مثل كرسي ، يتلقى دماغك سلسلة من الإشارات وصولاً إلى العصب البصري. ومع ذلك ، فإن البيانات الأولية المرسلة إلى الدماغ مليئة بالثغرات وتصبح مثل الصورة شديدة الاختراق. لحسن الحظ ، يعالج الدماغ البشري تلك البيانات ويجمع المدخلات من كلتا العينين ، ويملأ الفجوات من تلقاء نفسه. بمعنى آخر ، يبني الدماغ صورة أو نموذجًا ذهنيًا. تسمى فكرة أن النظرية الفيزيائية أو الصورة العالمية نموذجًا الواقعية المعتمدة على النموذج ، والتي توفر إطارًا يمكن من خلاله تفسير العلم الحديث. وفقًا للواقعية المعتمدة على النموذج ، لا يمكننا القول أن أحد النماذج أكثر واقعية من الآخر. بعبارة أخرى ، لا يمكننا أن نقول إن وجهة نظرنا أكثر واقعية من رؤية سمكة ذهبية من حوض سمك منحني.
مع الواقعية المعتمدة على النموذج ، يجب علينا أيضًا أن ننظر إلى معنى الوجود. كيف تعرف أن الطاولة لا تزال موجودة إذا خرجت من الغرفة ولا يمكنك رؤيتها؟ فقط لأننا لا نستطيع رؤية شيء لا يعني أنه غير موجود ، أليس كذلك؟ في عام 1897 ، كان الفيزيائي البريطاني جيه جيه طومسون يختبر تيارات كهربائية داخل أنابيب زجاجية فارغة ، وهي ظاهرة تُعرف باسم أشعة الكاثود. نتيجة لتجربته ، اكتشف طومسون وجود الإلكترونات. لم يرَ الإلكترونات ، واليوم يؤمن جميع الفيزيائيين بالإلكترونات رغم أنه لم يرها أحد من قبل.
لا يمكننا أيضًا رؤية الكواركات ، وهي نموذج لشرح خصائص البروتونات والنيوترونات. ومع ذلك ، لن نلاحظ أبدًا كواركًا لأن الكواركات تزداد مع الانفصال ، لذلك عندما تكون معزولة ، لا يمكن للكواركات الحرة أن توجد في الطبيعة. أصبحت مسألة ما إذا كانت الكواركات موجودة أم لا قضية مثيرة للجدل بعد تقديم نموذج الكواركات. ومع ذلك ، استمر نموذج الكوارك على مر السنين في تقديم تنبؤات أكثر وأكثر دقة. نتيجة لذلك ، بدأت المعارضة تتلاشى. لذلك ، وفقًا للواقعية المعتمدة على النموذج ، توجد الكواركات في نموذج يتفق مع ملاحظاتنا حول سلوك الجسيمات دون النووية.
أخيرًا ، يمكننا استخدام الواقعية المعتمدة على النموذج لتوفير إطار عمل لمناقشة الأسئلة حول تاريخ الكون. بالنسبة للبعض ، يشير أحد النماذج إلى أن الله خلق العالم وأن الوقت لم يكن موجودًا قبل خلقه. يفضل هذا النموذج أولئك الذين يؤمنون بصحة الكتاب المقدس ، على الرغم من أن العالم يحتوي على أحافير وأدلة أخرى تشير إلى أن العالم أقدم بكثير. لذلك ، لدينا نموذج ثان يشرح بشكل أفضل ملاحظاتنا الحالية ويستخدم الأدلة التاريخية والجيولوجية لشرح الماضي. يشرح النموذج الثاني الحفريات والسجلات المشعة وحقيقة أننا نتلقى الضوء من المجرات التي تبعد منا ملايين السنين الضوئية. قد تكون نظرية الانفجار العظيم هذه أكثر فائدة من الأولى ، ولكن مع ذلك ، لا يُقال إن أيًا من النموذجين أكثر واقعية من الآخر.
الفصل الرابع: مكونات نموذج جيد للواقع
مع كل النماذج المختلفة الموجودة ، من المهم مناقشة ما الذي يجعل النموذج نموذجًا جيدًا. هناك أربعة عناصر لنموذج جيد للواقع. الأول هو أن النموذج يجب أن يكون أنيقًا. قد يكون من الصعب قياس الأناقة ، لكنها تحظى بتقدير كبير بين العلماء لأن قوانين الطبيعة من المفترض أن تكون مضغوطة في صيغة واحدة بسيطة. يعتقد أينشتاين نفسه أن النظرية يجب أن تكون بسيطة قدر الإمكان ، ولكن ليس أبسط ، ولهذا السبب تعد صيغته الشهيرة E = MC2 مثالًا رائعًا للأناقة العلمية.
العنصر الثاني للنظرية الجيدة هو أنها تحتوي على عدد قليل من العناصر التعسفية أو القابلة للتعديل. بمعنى آخر ، ستكون علامة سيئة إذا كانت النظرية تتطلب الكثير من الخطوات أو العناصر الإضافية للعمل. على سبيل المثال ، أضاف بطليموس أفلاك التدوير إلى المدارات الدائرية للكواكب لإنشاء نموذج دقيق لحركتها. وبينما كان النموذج دقيقًا ، كان من الممكن جعله أكثر دقة إذا أضاف بطليموس المزيد من الأفلاك. ومع ذلك ، فإن التعقيد الإضافي سينظر إليه العلماء على أنه غير مرضٍ ، ويرون أنه كتالوج للبيانات أكثر من كونه نظرية من المحتمل أن تجسد أي مبدأ مفيد.
العنصر الثالث هو أنه يجب أن يتفق مع جميع الملاحظات الموجودة ويشرحها. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك نظرية الضوء. اعتقد نيوتن أن الضوء يتكون من جسيمات دقيقة تسمى الجسيمات. أوضحت هذه الجسيمات سبب انتقال الضوء في خطوط مستقيمة ، كما استخدمها نيوتن أيضًا لشرح سبب انحناء الضوء عندما يمر من وسط إلى آخر ، مثل من الهواء إلى الزجاج. ومع ذلك ، لم تستطع هذه النظرية تفسير سبب تشكيل الضوء لنمط من الحلقات عند انعكاسه بين سطحين ، وهي ظاهرة تُعرف باسم حلقات نيوتن. مع نظرية الجسيمات للضوء ، لا يمكن تفسير هذه الظاهرة وصعوبة تفسيرها ؛ لذلك ، لم يتم قبوله كقانون علمي.
أخيرًا ، العنصر الرابع للنموذج الجيد هو أنه يقدم تنبؤات مفصلة حول الملاحظات المستقبلية التي يمكن أن تدحض النموذج أو تزيفه إذا لم يتم تنفيذها. على سبيل المثال ، قمنا بصياغة عدد من النظريات أو النماذج التي تشرح القوانين التي تحكم الكون. لدينا نظرية الانفجار العظيم ، والنموذج البطلمي ، وأكثر من ذلك. مع كل نظرية أو نموذج ، تغيرت مفاهيمنا عن الواقع والمكونات الأساسية للكون. كما ترى ، بينما فشلت نظرية نيوتن عن الضوء في تفسير نمط الحلقات ، أفسحت النظرية الطريق لنظرية جديدة: نظرية الموجة. وفقًا لنظرية الموجة للضوء ، فإن الحلقات المضيئة والمظلمة ناتجة عن ظاهرة تسمى التداخل.
عندما تتخيل موجة ، ترى أن كل موجة تتكون من سلسلة من القمم والقيعان. عندما تتصادم هذه الموجات ، يمكن أن تعزز القمم والقيعان بعضها البعض ، مما يخلق موجة أكبر. هذا يسمى التدخل البناء. من ناحية أخرى ، يمكن أن تلغي القمم والقيعان بعضها البعض ، وهذا ما يسمى التداخل المدمر. في حلقات نيوتن ، يمكن تفسير الحلقات الساطعة والمظلمة على أنها انعكاسات تسبب تداخلات بناءة وهدامة. أظهرت هذه النظرية الموجية للضوء أن نظرية الجسيمات كانت خاطئة. ومع ذلك ، أثبت أينشتاين في أوائل القرن العشرين أن الضوء يتصرف كجسيم وموجة ، وتم توسيع نظريات نيوتن عن الضوء مرة أخرى.
الفصل الخامس: الفيزياء الكمية تساعدنا في فهم الأجزاء الأولية للعالم
في أول ألفي عام أو نحو ذلك من الفكر العلمي ، استند الجزء الأكبر من التفسيرات النظرية إلى الخبرة العادية والحدس. ولكن مع قيامنا بتحسين تقنيتنا وتوسيع نطاق معرفتنا ، بدأنا في العثور على أن الطبيعة تتصرف بطرق تتعارض مع تجاربنا اليومية وحدسنا. اليوم ، لدينا فيزياء الكم للمساعدة في تفسير الظواهر التي لا يمكننا رؤيتها بالضرورة وتوفر إطارًا لفهم كيفية عمل الطبيعة على المقاييس الذرية ودون الذرية.
يعد مبدأ عدم اليقين أحد أهم العوامل الأساسية لفيزياء الكم. صاغه فيرنر هايزنبرغ في عام 1926 ، “يخبرنا مبدأ عدم اليقين أن هناك حدودًا لقدرتنا على قياس بيانات معينة في وقت واحد ، مثل موضع وسرعة الجسيم.” وجد هايزنبرغ أنه كلما قمت بقياس سرعة الجسيم بدقة أكبر ، كلما قلت دقة قياس الموضع ، والعكس صحيح. بمعنى آخر ، لا يمكننا معرفة مكان وجود الجسيم أو التنبؤ بمكان وجوده في المستقبل. أدت هذه الفكرة إلى قوانين الطبيعة التي تحدد احتمالات مختلف العقود الآجلة والماضي بدلاً من تحديد المستقبل والماضي على وجه اليقين.
مبدأ كمي رئيسي آخر هو أن “مراقبة النظام يجب أن تغير مساره.” بمعنى آخر ، وفقًا لفيزياء الكم ، لا يمكنك ببساطة مراقبة شيء ما دون التفاعل مع الكائن الذي تراقبه. على سبيل المثال ، لرؤية كائن بالمعنى التقليدي ، يجب عليك تسليط الضوء عليه. إن تسليط الضوء على شيء ما ، مثل اليقطين ، لن يكون له تأثير يذكر عليه. لكن تسليط ضوء خافت على جسيم كمي صغير سوف يطلق البروتونات على الجسم ، مما يؤثر عليه بشكل كبير. لذا ، في حين أن الضوء لن يؤثر على الأجسام الكبيرة ، مثل القرع ، سيكون له تأثير كبير على الجزيئات الصغيرة.
ببساطة ، الجسيمات ليس لها تاريخ واحد ، ولكن العديد من التواريخ المحتملة ، لكل منها احتمالية خاصة به. مثل الجسيمات ، ليس للكون تاريخ واحد أيضًا ، وملاحظاتنا للكون الحالي تؤثر على ماضيه وتحدد التواريخ المختلفة. نتيجة لذلك ، سنرى كيف نشأت قوانين الطبيعة في كوننا من الانفجار العظيم ، ولكن قبل أن نناقش كيفية نشوء تلك القوانين ، سنحتاج إلى مناقشة ماهية تلك القوانين.
الفصل السادس: نظريات أينشتاين عن النسبية الخاصة والنسبية العامة
الكون مفهوم لأنه تحكمه القوانين العلمية. بمعنى آخر ، يمكن نمذجة سلوكها. لكن ما هي هذه القوانين أو النماذج؟ كانت إحدى أولى القوى الموصوفة في اللغة الرياضية هي قانون الجاذبية لنيوتن ، الذي نُشر عام 1687 ، والذي نص على أن كل جسم في الكون يجذب كل جسم آخر بسبب قوة غير مرئية تسمى الجاذبية. ولكن ربما جاءت بعض أهم الاكتشافات حول كوننا من ألبرت أينشتاين ، الذي نشر في السادسة والعشرين من عمره فقط ورقته البحثية الأولى حول نظرية النسبية الخاصة المشهورة الآن.
مع هذه النظرية ، أحدث أينشتاين ثورة في ما نعرفه عن الزمان والمكان. ابدأ بتخيل السفر على متن طائرة تلاحظ فيها نبضًا ضوئيًا ينتقل من ذيل الطائرة إلى مقدمة الطائرة. ستختلف ملاحظتك للضوء عن الشخص الذي يراقب أيضًا الضوء من الأرض. لن توافق على المسافة التي قطعها الضوء من ذيل الطائرة إلى مقدمة الطائرة. نظرًا لأن السرعة هي المسافة المقطوعة مقسومة على الوقت المستغرق ، فلن توافق على الفاصل الزمني بين انبعاث الضوء واستقباله. الغريب أن المراقبين يقيسان أوقاتًا مختلفة على الرغم من أنهما يشاهدان نفس العملية الفيزيائية.
سمح لنا عمل أينشتاين برؤية أن الوقت لا يمكن أن يكون مطلقًا كما كنا نعتقد في السابق. بعبارة أخرى ، لا يمكن تخصيص وقت يوافق عليه كل مراقب لكل حدث. بدلا من ذلك ، كل المراقبين لديهم مقاييسهم الخاصة للوقت. على سبيل المثال ، تخيل ساعة مرجعية ثابتة في مركز الأرض ، وساعة أخرى على سطح الأرض ، وساعة ثالثة على متن خطة. الساعة التي تتحرك في اتجاه دوران الأرض (شرقًا) تتحرك أسرع من الساعة على سطح الأرض ، لذا يجب أن تعمل بشكل أبطأ. وبالمثل ، فإن الساعة على متن الطائرة التي تطير باتجاه الغرب ، بعكس دوران الأرض ، تتحرك أبطأ من الساعة السطحية ، مما يعني أن الساعة يجب أن تعمل أسرع من الساعة على السطح. لذلك من الناحية الفنية ، يمكنك إطالة حياتك من خلال الطيران باستمرار شرقاً حول العالم!
ثم طور أينشتاين نظرية جديدة للجاذبية تسمى النسبية العامة. تستند نظريته على اقتراح ثوري بأن الزمكان ليس مسطحًا ، ولكنه بدلاً من ذلك منحني ومشوه بالكتلة والطاقة فيه. على سبيل المثال ، تخيل أنك أردت السفر من نيويورك إلى مدريد ، مدينتان على نفس خط العرض تقريبًا. إذا كانت الأرض مسطحة ، فسيكون أقصر طريق هو التوجه شرقًا مباشرة. ومع ذلك ، نظرًا لانحناء الأرض ، يبدو المسار على الخريطة المسطحة منحنيًا وأطول ، ولكنه في الواقع أقصر. بدلاً من السفر لمسافة 3،707 أميال ، يمكنك الوصول إلى هناك في 3،605 ميلًا باتباع المنحنى. في نظرية أينشتاين ، الجاذبية ليست مثل القوى الأخرى ؛ بدلا من ذلك ، هو نتيجة لحقيقة أن الكتلة تشوه الزمكان ، مما يخلق الانحناء.
الفصل السابع: العلماء لا يزالون يبحثون عن نظرية موحدة لكنهم يوافقون على أن وجودنا جاء من الحظ النقي
بينما لدينا العديد من النظريات لشرح كيفية تفاعل الجاذبية والجسيمات الكمومية في الكون ، فإن هذه النظريات المنفصلة تناقض بعضها البعض. لا تعمل نظرية الكم والنسبية العامة معًا بالضرورة. نتيجة لذلك ، يبحث الفيزيائيون عن نظرية توحد ثلاثة من أصل أربع قوى أساسية للطبيعة: القوة النووية الضعيفة ، والقوة النووية القوية ، والكهرومغناطيسية ، وبالطبع الجاذبية. بعد أجيال من الفشل ، هناك نظرية واحدة يمكن أن تكون النظرية الموحدة التي كان يبحث عنها أينشتاين.
نظرية M ليست مجرد نظرية واحدة ولكنها مجموعة كاملة من النظريات المختلفة ، كل منها وصف جيد للملاحظات. فكر في نظرية إم كخريطة. كما نعلم ، لا يمكننا رؤية سطح الأرض بالكامل على خريطة واحدة. بدلاً من ذلك ، فإن إسقاط مركاتور المعتاد المستخدم في خرائط العالم يجعل المناطق تبدو أكبر وأكبر في أقصى الشمال والجنوب ولا تغطي القطبين الشمالي والجنوبي. لذلك ، لرسم خريطة للأرض بأكملها ، ستحتاج إلى استخدام مجموعة من الخرائط ، تغطي كل واحدة منها نطاقًا محدودًا. نظرًا لأن الخرائط تتداخل مع بعضها البعض ، فإن المناطق التي تتداخل فيها ستظهر نفس المشهد. نظرية إم مماثلة.
وفقًا لنظرية M ، فإن كوننا ليس الوحيد. بدلاً من ذلك ، تتنبأ نظرية إم بأن العديد من الأكوان نشأت من لا شيء ، ولكل منها العديد من التواريخ الممكنة والعديد من الحالات المحتملة في المستقبل. ستكون العديد من هذه الحالات مختلفة عن الكون كما نعرفه اليوم ، ولن يسمح سوى عدد قليل من هذه الأكوان لبشر مثلنا بالوجود. في الواقع ، لطالما نوقشت مسألة وجودنا. يعتقد البعض أن خلقنا يبدأ بالعهد القديم عندما خلق الله آدم وحواء بعد ستة أيام فقط من الخليقة. لكن العلماء يتبنون وجهة نظر مختلفة ويعتقدون أن البشر مخلوقات حديثة في كون يبلغ عمره حوالي 13.7 مليار سنة.
ظهر أول دليل علمي على بداية كوننا في عشرينيات القرن الماضي. حتى هذه النقطة ، كان معظم العلماء يؤمنون بوجود كون ثابتًا كان موجودًا دائمًا. ومع ذلك ، قام إدوين هابل بتحليل طيف الضوء المنبعث من الفضاء وقرر أن جميع المجرات تقريبًا تبتعد عنا ، وكلما ابتعدت ، زادت سرعة تحركها. كما خلص إلى أن الكون يتوسع. إذا كان هذا صحيحًا ، فهذا يعني أن المجرات لها أيضًا ماضٍ. الماضي الذي كانوا فيه على الأرجح أصغر بكثير.
اليوم ، نعلم أن نظامنا الشمسي “محظوظ” تمامًا. كما ترى ، يتم تحديد أنماط الطقس الموسمية بشكل أساسي من خلال إمالة محور الأرض. لذلك خلال فصل الشتاء في نصف الكرة الشمالي ، يميل القطب الشمالي بعيدًا عن الشمس ؛ ومع ذلك ، فإن هذا له تأثير ضئيل على درجة حرارة الكوكب. بدلاً من ذلك ، يلعب الميل دورًا أكبر بكثير. ستشهد الكواكب ذات الانحراف المداري الكبير ، وهي المسافة المتفاوتة من الشمس ، درجات حرارة أعلى بكثير. على سبيل المثال ، يحتوي عطارد على انحراف مركزي بنسبة 20 في المائة ، مما يؤدي إلى زيادة درجة الحرارة عن 200 درجة فهرنهايت في أقرب نقطة للكوكب من الشمس. إذا كان انحراف الأرض متشابهًا ، فإن محيطاتنا ستغلي أو تتجمد اعتمادًا على الوقت من السنة! بعبارة أخرى ، نحن محظوظون لأن كوكبنا له انحراف مداري صغير.
كوكبنا هو ما يسميه العلماء بالمنطقة الصالحة للسكن ، حيث تكون درجات حرارة الكوكب “مناسبة تمامًا”. لذلك ، وفقًا لنيوتن ، لم ينشأ نظامنا الشمسي الصالح للسكن بشكل غريب “من الفوضى بسبب قوانين الطبيعة فقط.” بدلاً من ذلك ، كان يعتقد أن نظام الكون قد خلقه الله. لا يزال الكثير من الناس يؤمنون بهذا النموذج ؛ ومع ذلك ، يجادل علماء الفلك والفيزياء والعلماء اليوم بأنه لم يكن تدخلاً إلهيًا هو الذي أوجد كوكبنا الصالح للسكنى إلى الوجود ؛ بدلاً من ذلك ، كان عددًا من العوامل المذهلة التي اجتمعت معًا ووفرت بيئة مواتية لوجودنا. بعبارة أخرى ، نحن محظوظون ومحظوظون لأننا على قيد الحياة!
الفصل الثامن: الملخص النهائي
لطالما تم تفسير أسرار كوننا على أنها تدخل إلهي. مع آلهة الحب والحرب والشمس والنجوم والمطر وغير ذلك ، أوضحت المجتمعات القديمة الظواهر الطبيعية للعالم من خلال متعة أو استياء الآلهة المختلفة. ومع ذلك ، منذ الاكتشافات التي قام بها الإغريق القدماء ، اكتشف العلماء والفيزيائيون مداخل وعموم العالم الغامض الذي نعيش فيه. يخضع الكون لقوانين فيزيائية ، ويمكن لهذه القوانين أن تخبرنا بالضبط كيف يتصرف الكون. ومع ذلك ، فإن العديد من القوانين لا تعمل بشكل جيد معًا ، لذلك لا يزال العلماء يبحثون عن النظرية الموحدة التي ستوحد هذه القوانين وتصبح نظرية كل شيء.

اترك تعليقًا

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

شعار ووردبريس.كوم

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

Connecting to %s