ESA_Gaia_DR2_AllSky_web_1024

على مدار ما يقرب من قرنين، وضع العلماء نظريةً تنص على أن الحياة يمكن لها أن تنتقل عبر الكون وتنتشر بواسطة الكويكبات والمذنبات والأجسام الفلكية الأخرى، أو ما يعرف باسم نظرية ال “تبذر الشامل“؛ وهي نظرية قد بنيت في الأساس على قدرة الكائنات الميكروبية والمركبات الكيميائية التي قد تشكل البذرة الأولى لنشأة الحياة وقدرتها على النجاة أثناء نقلها من نظام نجمي لآخر.

قام فريق بحثي من مركز هارفارد السميثوني للفيزياء الفلكية  بدراسة امتداد النظرية، آخذين بعين الاعتبار قدرة البذور الأساسية للحياة  على الانتقال والنجاة على المستوى المجرّي، وبناءً على النموذج الذي قد وضع تبين قدرة درب التبانة على تبادل المكونات الأساسية للحياة، وقد ظهرت الدراسة عبر الإنترنت على الارشيف وقد راجعها المجتمع الفلكي الملكي للإخطارات الشهرية، قاد الدراسة أيدن جنسبرج الباحث الزائر لدى مؤسسة النظرية والحساب، التابع لمركز هارفرد السميثوني للفيزياء الفلكية، كما تضمن أيضًا ”ماناسفي لويب” مدير المؤسسة  و “فرانك ب. بايرد الابن“ الشاغل لكرسي العلوم بجامعة هارفارد .

كما تشير دراستهم أن معظم البحث الآنف ذكره عن البذور الأساسية  اللازمة لنشأة الحياة قد ركز على إمكانية انتشار الحياة عبر النظام النجمي أو حتى عبر النجوم القريبة، كما ذكرت، بشكل أكثر إمعانًا، احتمالية انتقال الحياة من المريخ إلى الأرض -أو بين الأجسام الشمسية الأخرى- عبر المذنبات أو الكويكبات .

وبصدد الدراسة خطى “جنسبرج” وزملاؤه مدى أكبر، بالنظر إلى مجرة درب التبانة وما بعدها، كما صرح د.لويب عبر رسالة بريده الإلكتروني ل “الكون اليوم” بأن الإلهام الأساسي لهذه الدراسة كان أول زائر بين نجم معروف لنظامنا الشمسي الكويكب “أومواموا” قائلًا:

“»بعد هذا الاكتشاف، قمت بالاشتراك مع “ماناسفي لينحام” بكتابة ورقة بحثية أوضحنا فيها أن الأجسام الفلكية ك” أومواموا “قد تؤسَر في حقل جاذبية الشمس والمشتري، وأن النظام الشمسي بمثابة شبكة صيد جذبوية ضخمة، والتي تحتوي بدورها على آلاف الأجسام الفلكية الأخرى من نفس الحجم في أي لحظة، وتلك الأجسام بين النجمية قد تكون قادرةً على إنشاء حياة من نظام كوكبي ونظامنا الشمسي.

كما أن كفاءة تلك الشبكة أكبر للأنظمة النجمية المزدوجة كما الحال في قنطورس ألفا “أ” و “ب” المجاورة والقادرة بدورها على أسر أجسام في حجم الأرض أو حتى أكبر خلال فترة حياتها

كما أضاف “جنسبرج” قائلًا: «نتوقع عادةً أن معظم تلك الأجسام ذات طبيعة صخرية، لكن من الممكن أيضًا أن تكون  ذات طبيعة جليدية»

لكن بغض النظر عن طبيعة تلك الأجسام فمن الممكن أن يتم طردها من نظامها الأساسي، مسافرةً بذلك آلاف السنين الضوئية بعيدًا، خاصةً وأنه من الممكن لمركز المجرة أن يكون بمثابة محرك قوي لنشر الحياة في درب التبانة»

تلك الدراسة قد بُنيت على البحث الذي قام به “جنبرج “ و “لويب” و “جاري أ. ونبرجر” في معامل وايلدر بجامعة دارتموث، وفي دراسة نشرت عام 2016 في المجتمع الفلكي الملكي للإخطارات الشهرية اقترح الثلاثة أن مركز المجرة من الممكن أن يكون أداةً لطرد النجوم بسرعة فائقة ناتجة من الأنظمة النجمية المزدوجة ومن ثم يتم اصطيادها بواسطة نظام آخر، كما قد أقام الفريق نموذجًا إحصائيًا فقط لدراسة ما قد يبدو عليه انتقال تلك الأجسام بين الأنظمة الشمسية المختلفة على المقياس المجري، وكانت كما عرضها “لويب” قائلًا: «

في الورقة البحثية الجديدة تطرقنا لحساب كيف يمكن للأجسام الصخرية المطرودة من أحد الأنظمة أن يتم اصطيادها بواسطة نظام آخر عبر مجرة “درب التبانة”، فلو كانت الحياة قادرةً على النجاة خلال مليون سنة، فمن الممكن لها أيضًا أن تنجوا أكثر من ذلك، الجسيمات المشابهة ل"أمواموا" من حيث الحجم والتي يتم اصطيادها بواسطة نُظُم أخرى؛ من الممكن لها نقل الحياة بين النجوم، لذلك فإن التبذر الشامل ليس محدودًا فقط على مستوى النظام الشمسي الواحد، لكنه أيضًا قابل للحدوث على المستوى المجري، كما أنه من الممكن للمجرة بأكملها نقل المواد اللازمة للحياة بين مكوناتها لمسافات ضخمة”

كما أضاف جنسبرج: «إن نظامنا الإحصائي قد حسب معدل اصطياد الأجسام عبر المجرة والتي تعتمد بدورها على سرعة انتقالها ومتوسط العمر الذي تقضيه المكونات على سطح الجسم»

«كما أن أحدًا لم يقم بدراسة كهذه من قبل، وإننا نشعر بأنها شيء مثير وغير مألوف»

مما سبق تعرفنا على بعض المتغيرات التي قد يعتمد عليها معدل حدوث التبذر الشامل عبر المجرة، النظام الكوكبي الواحد يعتمد على سرعة وحجم الجسم، كما تعتمد احتمالية نقل الحياة بقوة على متوسط الزمن الذي تقضيه العضويات على سطح الجسم.

ومع ذلك فقد عرف أنه حتى مع أسوأ الفرضيات؛ فإن المجرة قد تظل تتناقل المواد العضوية بين مكوناتها عبر مسافات ضخمة، كما أوضح جنسبرج

الأجسام الأصغر حجمًا أمامها فرصة أكبر لأن يتم اصطيادها، فلو اعتبرت -على سبيل المثال- “أنسيلادوس” قمر زحل، فإننا نقدر عدد حاملات الحياة المنتقلة من نظام لآخر بحوالي مئة مليون، ومن المهم الأخذ بعين الاعتبار بأن حساباتنا هي فقط للأجسام حاملة الحياة!

كما تعزز الدراسة أيضًا استنتاجات "لويب" و "جيمس جيلشون" في دراستان قد تم نشرهما عام 2014

في الدراسة الأولى تطرق لويب وجريشون لتعقب النجوم فائقة السرعة والناتجة عن اندماج المجرات وهي بدورها العملية التي قد أجبرتهم على الانتقال بسرعات عالية، حوالي من عشر إلى ثلث سرعة الضوء!

وفي الدراسة الثانية وجد لويب وحيلشون أنه من الممكن أن يتواجد حوالي مليار نجم فائق السرعة في الفضاء بين المجري كما أنه من الممكن لتلك النجوم فائقة السرعة حمل نظامها الشمسي معها وتلك الأنظمة قادرة على نقل الحياة، من مجرة لأخرى.

أضاف لويب أيضًا: «كما أن انتقال الحياة بين المجرات ممكن إذ يوجد نجوم تخرج من مجرة درب التبانة»

“ منذ عدة سنوات أوضحنا أنا و جيلشون أن الكون يحتوي على بحر من النجوم التي طردت من المجرات عند تكونها بسرعات تصل إلى أجزاء من سرعة الضوء، وكذلك بسبب الثقوب السوداء والتي تعمل بدورها كالمقاليع عبر الكون، قد تكون تلك النجوم هي رسل الحياة عبر الكون

ومن الواضح أيضًا أنه سيكون لتلك الدراسة أثر هائل على تطوير مفهوم الحياة كما نعرفها، بدلًا من انتقالها للأرض عبر أحد النيازك، فمن الممكن أن مستلزمات الحياة الأساسية قد وصلت للأرض من مجرة  أخرى كليًا.

وربما قد نتعرف على حياة وراء نظامنا الشمسي مشابهة لحياتنا، على الأقل على المستوى الجيني، ربما قد نصل إلى أن نتعرف أيضًا على فصائل متقدمة ونتأمل سويًا المكونات الأساسية للحياة والتي جعلت كلًا منا ممكنًا.!

نشرت تلك الدراسة في أرشيف

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: عبدالرحمن مكاوي.</li>
 	<li>تدقيق: أحلام مرشد.</li>
 	<li>تحرير: زيد أبو الرب.</li>
</ul>
<a href="https://www.sciencealert.com/the-milky-way-could-be-spreading-life-from-star-to-star" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a>

قد تكون مجرة درب التبانة قادرةً على نشر الحياة من نجم لآخر

iStock-497707356

هناك جدل قائم حول ما إذا كان المبدأ الأنثروبي مبدءًا علميًا أم فلسفيًا، أم أنه ديني بشكل أكثر عمومية، وعلى الرغم من ذلك يظلّ ذلك السؤال واحدًا من أكثر الجدالات تحدّيًا للبشر.

يستند مبدأ الأنثروبيا في الأساس على اقتراح أنه إذا حدث أي تغيير لقيم الثوابت الفيزيائية، كثابت الجذب العام، شحنة البروتون، كتلة الإليكترون والنيوترون، وعدد آخر من الخصائص المميّزة للكون، فإن الحياة البشرية ستصبح مستحيلة، كما يوجد أيضًا العديد من الأسباب في جميع الأحوال تجعل من فكرة أن الكون قد ضُبِط خصّيصًا لنفعنا محلًّا للشك، فمثلًا إن حدث ذلك التوليف، فما الأسس التي تجعلنا نعتبر أن ذلك التوليف قد حدث خصّيصًا لنا، وأنها ليست اعتبارًا داخل أدمغتنا فقط؟

كما أن الوضع يصبح أسوأ عند ملاحظة أن قيم الثوابت الفيزيائية ليست دليلًا ضروريًا لإثبات أن الكون قد ضُبِط خصّيصًا لإنتاج البشر، فقد كان من الممكن أن يكون قد ضُبِط لإنتاج الدببة الأسترالية المشعرة ذات الأنوف المستدقة، أو ربما البكتيريا والفيروسات التي تفوق عدد البشر بمراحل، ولو أنه كذلك فإن تواجد (الهوموسيبيان – (Homo sapiens كان مجرّد حدث جانبي غير مقصود.

في كتاب سلمون الشك، طوّر دوجلاس آدامز ما عُرِّف لاحقًا باسم (نظرية البركة الضحلة) كما يلي:

تخيّل بركة ضحلة تستيقظ ذات نهار و تفكر: «إن العالم الذي أنا فيه عالم مثير، تلك الحفرة التي أنا بها مثيرة أيضًا، فهي تحتويني بالضبط، أليس كذلك؟ في الواقع، هي تحتويني بشكل مذهل، بالتأكيد قد صُنِعت خصّيصًا لتحتويني»، وكفكرة قوية، فإن مقدار الماء في البركة يتناقص تدريجيًا مع سطوع الشمس وتسخين الهواء، لتصبح بذلك أصغر فأصغر.

تظلّ البركة معلّقة باهتياجٍ عاطفي بأن كل شيء على ما يرام، لأن العالم معني باحتوائها، وقد بُنِي لتحقيق ذلك الغرض، وفي تلك اللحظة التي تختفي فيها، ستخطفها الدهشة. أظن أنه يوجد شيء يجب أن ننتبه له.

ظهر مبدأ الأنثروبيا لأوّل مرة على يد الفلكي (براندن كارتر) في مؤتمر بكاركو ببولاندا، احتفالًا بالذكرى رقم 500 لميلاد كوبرنيكوس.

من المثير للسخرية، أن كوبرنيكوس نفسه قد ساهم في طرد مفهوم مركزية الأرض، وبالتبعية البشر، بينما يهدّد المبدأ الأنثروبي -أو يعد- بإعادة تأسيس تلك المركزية.

بالنسبة لكارتر، «إن موقعنا في الكون محدود بمدى توافقنا معه كمراقبين» وموقعنا هنا ليس فقط الإحداثيات الفيزيقية، بل أيضًا التواجد خلال فترة زمنية محددة.

قبل «براندن كارتر»، بدا (ألفريد راسل والاس) كمشترك مع داروين في اكتشاف مبدأ الانتخاب الطبيعي، وقد توقع مبدأ الأنثروبيا عام 1904 حين كتب «كونٌ واسعٌ ومعقّدٌ كهذا الذي نشهده من حولنا، ربما يكون مطلوبًا لإنتاج هذا العالم المضبوط بدقة في كافة تفاصيله لإحداث ذلك التطور المنظّم الذي يصل لذروته في الإنسان».

وفي (تاريخ موجز للزمن) وصف ستيفن هوكينج عددًا من الثوابت الفيزيائية وكذلك الظواهر الطبيعية -والتي تبدو بدورها على الأقل متفقة مع مبدأ الأنثروبيا- متضمنة سؤال «لمَ بدأ الكون بالتمدد بمعدّل قريب من المعدّل الحرج للتمدّد الذي يفصل الانهيار عن التمدّد للأبد؟

حتى بعد عشرة ملايين سنة يظل يتمدّد قريبًا من ذلك المعدّل الحرج» و يشرح ذلك قائلًا إن: «لو أن معدل التمدّد في اللحظة التالية للانفجار العظيم كان أقل بجزء من المئة ألف مليون مليون، لانهار الكون قبل أن يصل لحجمه الحالي».

باختصار، كنّا سنصبح ضحية الانهيار العظيم.

حان الآن الوقت للانحراف إلى (الثابت الكوني) الذي عُرِف بواسطة ألبرت أينشتاين، والذي اعتبره «خطأه الأكبر»، لكن في الوقت الحالي يبدو أنه واقع ملحوظ. اضطرب أينشتاين بسبب حقيقة أن الجاذبية ستتسبّب في انهيار الكون على نفسه (الانهيار العظيم)، لذلك عرّف ثابتًا للفراغ، والذي يدفع في الاتجاه المعاكس متسبّبًا في النهاية بكون مستقر.

يؤخذ في عين الاعتبار أن أينشتاين كان يعمل قبل أن يكتشف إدوين هابل أن الكون يتمدّد بالفعل.

اليوم، الثابت الكوني مرتبط بما عُرِف بالطاقة المظلمة، و قد لاحظ الفيزيائي (ستيفن وينبرج) أنّه إن كانت قيمة الثابت الكوني أكبر بمقدار صغير فإن مقدار التمدّد كان سيمنع المجرّات من التكوّن، والكواكب أيضًا.

لكن لدى مؤيدي مبدأ الأنثروبيا ذخائر كثيرة، فبين (والاس) و(كارتر) قد ظهر الفيزيائي (روبرت ديك) الذي قد لاحظ أن عمر الكون يقدّر حاليًا بحوالي12 مليار عام، ويعكس بشكل ما مبدأ (جولديلوك) الذي يظهر فكرة (الحقبة الذهبية)، والتي يكون فيها ليس صغيرًا جدًّا وليس كبيرًا جدًّا أيضًا، فلو كان الكون أصغر، فإنه لم يكن ليسمح بالوقت الكافي لتكوين عناصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم عبر التخليق النووي، كذلك لن يكون هنالك أي حجم متوسط، كالكواكب الصخرية، وبالتالي نحن أيضًا.

وإن كان الكون أكبر عمرًا، ربما كانت النجوم أكبر عمرًا من أن تظلّ جزءًا فيما يدعوه الفيزيائيون الفلكيون بالتسلسل الرئيسي بعد أن انتهى بها المطاف إلى أن أصبحت أقزامًا بيضاء وحمراء، وكنتيجة لذلك لن يتواجد أي نظام كوكبي مستقر، وبالتبعية-مرة أخرى- فإننا لن نتواجد.

كما يمكن أيضًا إنتاج حجّة مشابهة عند الأخذ بعين الاعتبار التفاعلات الأساسية الأربعة التي تربط المادة والطاقة: الجاذبية، التجاذب، التنافر الكهرومغناطيسي، وكذلك القوتان النووية القوية والضعيفة. يمكن النظر لذلك بأن التوازن الدقيق بين تلك القوى هو الشرط الأساسي لإنتاج المادة، وهكذا الحياة.

القوة النووية القوية هي القوى القائمة بدورها على حفظ النيوترونات والبروتونات سويًا في النواة، وكذلك فإنها ذات دور في ربط الكواركات ببعضها مكوّنة بذلك الجسيمات تحت الذرية، وإن كانت القوى النووية القوية أقوى بمقدار صغير فإن عملية الاندماج النووي -والتي قامت بتحويل الهيدروجين المتواجد بالكون إلى هيليوم وماء- اللازمة للحياة كما نعرفها لن تصبح موجودة.

كما يوجد أيضًا وجهات نظر أخرى، فعلى سبيل المثال، أشار الفيزيائي (فريد أدامز) إلى أن الشروط الأساسية للكون الداعم للحياة غير متعسّفة على الإطلاق، فقد كتب قائلًا: «إن المعالم الأساسية لكوننا يمكن لها أن تكون ذات عوامل متعدّدة بشكل كبير، وتظل متاحة للنجوم الموجودة وكذلك الكواكب».

وفي فبراير 2017 أعلن فلكيون من وكالة ناسا اكتشافهم سبعة كواكب شبيه بالأرض من حيث الحجم، يدورون حول نجم قزم، ثلاثة منهم يقعون في المنطقة الداعمة للحياة، محتوين بذلك ما يعتقد بأنه مياه سائلة.

عُرِف ذلك النظام باسم (راهب-1) وهو على بعد ما يقرب من 40 سنة ضوئية من الأرض، وتجتمع الأسباب للاعتقاد بأن نفس القوانين الفيزيائية صالحة هناك كما هو الحال هنا.

ومع ذلك، فإن أدامز قد لاحظ أنه:

«من الممكن لقوى الجاذبية أن تصبح أقوى بألف مرة أو أضعف بمليار مرة، وستظل النجوم تحترق طالما أن وقودها النووي لم ينفذ. القوى الكهرومغناطيسية يمكن أن تصبح أقوى أو أضعف بمئة مرة، كما يمكن أن يعتمد معدّل التفاعل الرئيسي على مدى واسع من العوامل، كما يمكن تكوين الصف الأساسي من العناصر اللازمة للكواكب والبشر في قلب النجوم، بوضوح، فإن العناصر التي تشرح لنا تكوين النجوم والتطوّر ليست واضحة تمامًا».

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: عبدالرحمن مكاوي</li>
 	<li>تدقيق: علي فرغلي</li>
 	<li>تحرير: صهيب الأغبري</li>
 	<li><a href="https://www.psychologytoday.com/intl/blog/pura-vida/201811/is-the-universe-anthropic" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a></li>
</ul>

هل كوننا أنثروبي؟ هل صُمِّمَ الكون خصيصا لنا؟

lhc-particle-collision-523875355-s

ما هو مصادم الهادرونات الكبير ؟ يُعد مُصادم الهادرونات الكبير أعجوبة فيزياء الجسيمات الحديثة والتي مكّنت الباحثين من التغلغل بعُمق في الواقع واكتشاف جسيمات فيزيائية جديدة منها بوزون هيغز .

تمتد جذور مُصادم الهادرونات الكبير إلى العام 1977 حين اقترح السير جون ادامز المدير التنفيذي لدى المُنظمَة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن) بناء ممر تحت الأرض لكي يُستعمل كمُسرع جسيمات ما يسمح لها بالوصول إلى طاقات غير تقليدية، وذلك طبقًا لورقة سابقة ترجع إلى العام 2015 التي كتبها الفيزيائي شورنر سادنيوس.

https://ibelieveinsci.com/?p=1693

حصل المشروع على المُوافقة رسميًا بعد 20 عامًا، أي في عام 1997، وتمت أعمال البناء على حلقة بطول 27 كيلومترًا فوق الحدود المشتركة بين فرنسا وسويسرا، وكانت قادرة على تعجيل سرعة الجسيمات لتصل إلى 99.99% من سرعة الضوء لتصدمها ببعضها البعض في النهاية داخل الحلقة. يوجد ما يقارب 9300 مغناطيس بطول الحلقة لتوجيه دفقات من الجسيمات المشحونة في اتجاهين متضادين بمعدل يصل إلى 11245 مرة في الثانية، ثم تُجمع سويًا لتحقيق تصادم بالرأس، تستطيع الوحدة عمل 600 مليون تصادم في الثانية الواحدة مُنتجةً بذلك كميات مهولة من الطاقة.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/2015-06-04_briefing.jpg"><img class="size-full wp-image-59343 aligncenter" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/2015-06-04_briefing.jpg" alt="" width="890" height="668" /></a>

ينتج مصادم الهادرونات الكبير طاقة أعلى بمقدار ست مرات ونصف من أكبر مصادم سبقه موجودٍ بمنشأة خارج الخدمة في الولايات المتحدة الأمريكية. كلف المصادم حوالي 8 مليار دولار لبنائه، حوالي 531 مليونًا منها من الولايات المتحدة الأمريكية. يتشارك أكثر من 8000 عالم من أكثر من 60 دولة مختلفة في تجاربه المختلفة، وقد فُعل لأول مرة في العاشر من سبتمبر لعام 2008 ليصدم الجسيمات بجزء من عشرة مليون جزء من قدرته الأصلية. قبل شروعه في العمل، كانت هناك بعض المخاوف من أن ينتج مُحطّم الذرات الجديد ثقبًا أسود يبتلع كل شيء محطمًا بذلك كوكب الأرض، لكن، أكد الفيزيائيون العاملون بالمشروع على عدم وجود أي من تلك المخاوف.

وأوضح المدير السابق لسيرن روبرت أيمار لـ live Science: «إن مصادم الهادرونات الكبير آمن تمامًا، وإن أي اقتراحات بوجود مخاطر هي محض خيال».
لا حاجة لنا إلى القول إن الوحدة لا تشكل أي ضرر ما دامت تُستعمل باعتدال؛ فإذا أمسكت شعاعًا بيديك -والذي بدوره يركز طاقة تعادل حاملة طائرات في نقطة لا تتجاوز الملليمتر الواحد- فسوف يصنع بك ثقبًا، ثم سيقتلك الإشعاع الموجود.

https://ibelieveinsci.com/?p=57500
<h3>أبحاث رائدة</h3>
حطّم مصادم الهادرونات الكبير في آخر 10 سنوات الذرات في تجربتيه الرئيستين (أطلس) و(سي إم إس)؛ اللذين حُللت بياناتهما بشكل منفصل عن بعضهما للتأكد من أن التعاون لا يؤثر عليهما، وأن كلًا منهما تقدم تأكيدًا على الأخرى، وقد نتج عن تلك الأدوات والتجارب أكثر من 2000 ورقة بحثية في عدة فروع من فيزياء الجسيمات الأساسية. اهتز المجتمع العلمي حين أعلن الباحثون التابعون لمُسرّع الهادرونات الكبير في الرابع من يوليو للعام 2012 عن اكتشاف بوزون هيغز والذي مثّل القطعة الأخيرة لأحجية امتدت لخمسين عامًا. يتجسد الاكتشاف في نظرية «النموذج العياري»؛ يحاول النموذج العياري أخذ كافة الجسيمات والقوى بعين الاعتبار باستثناء الجاذبية وتفاعلاتها، ففي عام 1964 كتب الفيزيائي البريطاني بيتر هيغز ورقة بحثية عن جسيم يحمل الآن اسمه، مقدمًا بذلك تفسيرًا لظهور الكتلة في الكون.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/lhcachievesr.jpg"><img class="size-full wp-image-59344 aligncenter" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/lhcachievesr.jpg" alt="" width="1024" height="683" /></a>

بوزون هيغز في الواقع عبارة عن مجال يتخلل الفراغ ويسحب كل الجسيمات المارة من خلاله، تمر بعض الجسيمات ببطء خلال الحقل وذلك بسبب كتلتها الكبيرة، ويُعد بوزون هيغز إحدى صور ذلك الحقل التي طاردها الفيزيائيون لقرابة نصف قرن. بُني مصادم الهادرونات الكبير بشكل قوي مكّنه من التقاط ذلك المراوغ، وحُددَت كتلته بمقدار يعادل 125 مرة ضعف كتلة البروتون، ونال كلٌّ من بيتر هيغز والفيزيائي البلجيكي فرانسوا إنجلرت جائزة نوبل في عام 2013 لتنبؤهما بوجوده. لم يهدأ بال الفيزيائيين حتى بعد اكتشاف وجود بوزون هيغز؛ وذلك لاحتواء النموذج العياري على بعض الثغرات، إحداها أنه غير قادر على التعامل مع الجاذبية والتي تضمنتها النظرية النسبية لألبرت إينشتاين.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/curso-de-fisica-no-lhc-2-1140x641.jpg"><img class="size-full wp-image-59345 aligncenter" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/curso-de-fisica-no-lhc-2-1140x641.jpg" alt="" width="1024" height="576" /></a>

وأنه غير قادر على تقديم جواب عن سؤال: لماذا بُني كوننا من المادة وليس من المادة المضادة؟ واللتين خُلقَتا بكميات متساوية عند نشأة الزمن. لم يقدر النموذج أيضًا على تفسير ما يخص المادة المظلمة وكذلك الطاقة المظلمة والتي ما زلنا نجهل كيفية نشأتها للمرة الأولى. قبل الشروع في تشغيله، زعم العديد من الباحثين أن النظرية العظيمة القادمة ستُدعى «التماثل الفائق» والتي ستضيف عددًا أكثر ضخامة من الجسيمات المتماثلة إلى الجسيمات الأساسية المعروفة، إذ توجد فرصة كبيرة في أن يكون أحد تلك الجسيمات الجديدة المُشكّلَ الأساسي للمادة المظلمة. تقدّم النظرية أيضًا تفسيرًا عن سبب كون قوة الجاذبية أضعف من القوى الثلاث الأساسية الأخرى.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/lhc-particle-collision-523875355-s.jpg"><img class="size-full wp-image-59346 aligncenter" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/lhc-particle-collision-523875355-s.jpg" alt="" width="1024" height="683" /></a>

قبيل اكتشاف بوزون هيغز، أمل بعض العلماء في أن يختلف الأخير عن تنبؤات النموذج العياري، وأن يكون ذلك تلميحًا لفيزياء جديدة. لكن عند ظهور بوزون هيغز، كان مطابقًا بشكل لا يصدق لتنبؤات النموذج العياري، وكانت كتلته تقع بالفعل في المدى الذي توقعته النظرية. وعلى الرغم من كونه إنجازًا كبيرًا، لكنه ترك من خلفه الفيزيائيين غير مدركين لخطوتهم التالية. بدأ البعض في الحديث عن العقود الضائعة في مطاردة النظريات القديمة التي كانت تبدو جيدة على الورق لكنها غير فعالة عمليًا، لكن، يأمل الكثيرون في أن تتاح لنا بيانات قادرة على إزالة بعض تلك الفوضى عند تشغيله مرة أخرى.

https://ibelieveinsci.com/?p=7550

أُغلق مصادم الهادرونات الكبير في ديسمبر 2018 ليخضع للتطوير والإصلاح لمدة عامين، وعندما يعود للعمل مرة أخرى سيكون قادرًا على تحطيم الذرات بطاقات أعلى قليلًا من المرات السابقة لكن بضعف عدد التصادمات كل ثانية والذي سيُكتشف حينها سيكون محض تخمين. هناك بالفعل حديث عن استبداله بمُسرع جسيمات أقوى سيكون موجودًا بنفس المكان لكن أكبر بحوالي أربع مرات من مصادم الهادرونات الكبير، وقد يستغرق ذلك الاستبدال الضخم 20 عامًا ويكلف ما يقارب 27 مليار دولار لإنشائه.

ترجمة: عبد الرحمن مكاوي تدقيق: محمد سعد السيد

<a href="https://www.livescience.com/64623-large-hadron-collider.html?fbclid=IwAR1LbCsrwgHViwD1dhca_fzhzSTrSryug4RESyUylPwqHLBTOZ3R8ky1Xm8">المصدر</a>

ما هو مصادم الهادرونات الكبير ؟

a940132305_50034136_supernova1987a

ستساعد طريقة جديدة لقياس درجة حرارة الذرات المنطلقة جراء انفجار النجم في طور وفاته العلماء في فهم موجة الصدمة المنبعثة كنتيجة للمستعرات العظمى أو ما يُعرف باسم الـ سوبرنوفا . فقد جمع فريق دولي من الباحثين ملاحظات عن بقايا أحد <a href="https://ar.wikipedia.org/wiki/%D9%85%D8%B3%D8%AA%D8%B9%D8%B1_%D8%A3%D8%B9%D8%B8%D9%85">المستعرات العظمى</a> القريبة والتكوين الناتج عن انفجار النجم باستعمال محاكاة لقياس درجة الحرارة لذرات الغاز البطيئة المحيطة بالنجم بينما تُسخن بواسطة المواد المدفوعة إلى خارج الانفجار . حلل الفريق البحثي الملاحظات طويلة المدى لبقايا المستعر الأعظم المسمى SN1987A وذلك باستعمال تلسكوب شاندرا لأشعة إكس الخاص بـ ناسا وبناء نموذج لوصف المستعر الأعظم.

واتفق الفريق على أن درجة حرارة الذرات الثقيلة -والتي لم تُرصد- مرتبطة بوزنها الذري، مقدمة بذلك جوابًا عن سؤال امتد به الأجل دون جواب عن موجات الصدمة، ومعلومات هامة عن العمليات الفيزيائية التي تتمّ بها، تصف الورقة البحثية النتائج التي ظهرت 21 يناير 2019 فيjournal Nature Astronomy. وقد أفاد ديفيد بوروز؛ أستاذ الفلك والفيزياء الفلكية بولاية بنسلفانيا ومؤلف الورقة: «تقدم المستعرات العظمى وبقاياها مختبرات كونية تسمح لنا باستكشاف الفيزياء في حالات لا يمكن تحقيقها على الأرض. سمحت لنا التلسكوبات الفلكية الحديثة والمعدات ذات الأساس الأرضي أو الفضائي، بإجراء دراسة مستفيضة عن المستعرات العظمى الموجودة في مجرتنا أو في مجرات قريبة، إذ أجرينا دراسات منتظمة لبقايا المستعر الأعظم باستخدام تلسكوب شاندرا لأشعة إكس الخاص بناسا، وهو أفضل تلسكوب أشعة إكس في العالم منذ أن أُطلق عام 1999.

[caption id="attachment_59879" align="aligncenter" width="1024"]<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/a940132305_50034136_supernova1987a.jpg"><img class="size-full wp-image-59879" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/a940132305_50034136_supernova1987a.jpg" alt="المستعر الأعظم" width="1024" height="683" /></a> المستعر الأعظم[/caption]

استُعملت المحاكاة أيضًا لتقديم إجابات عن الأسئلة التي بقيت لمدة طويلة دون إجابة متعلقة بموجات الصدمة. إن انفجار نجم عملاق يدفع المواد إلى الخارج بسرعة قد تصل إلى عشر سرعة الضوء دافعة بهذا موجة الصدمة نحو الغاز بين النجمي. ويتركز اهتمام الباحثين على الجزء الأمامي من موجات الصدمة، والانتقال فجأة بسرعات فائقة لسرعة الصوت وكذلك الغاز المتحرك بسرعات بطيئة نسبيًّا، تُسخن الصدمة الأمامية الغاز المتحرك بسرعة صغيرة نسبيًّا لدرجات تصل إلى ملايين الدرجات إذ تكون تلك الحرارة مناسبة للغاز ليصدر عنه أشعة إكس فيمكن رصده من الأرض. قال بوروز: «إن الانتقال المفاجئ مشابه لذلك الذي يمكنك رصده في المطبخ عندما يضرب الماء قاع الحوض بسرعة عالية، ينساب بسلاسة للخارج حتى يقفز فجأة في الارتفاع ويصبح مضطربًا، وقد دُرس الانتقال المفاجئ بشكل خاص في الغلاف الجوي حيث تحدث في مكان قريب للغاية، لكن الوضع مختلف عند التحولات التدريجية وقد تختلف أيضًا طريقة التأثر للذرات المختلفة تبعًا للمواد المختلفة.

وقد قاس فريق بحثي بقيادة ماركو كيكيلي وسلفاتور أورلاندو من جامعة باليرمو بإيطاليا درجات حرارة عناصر مختلفة خلف الصدمة الأمامية، ما سيطور فهمنا لفيزياء عملية الصدمة، ويُتوقع أن تكون درجة الحرارة متناسبة مع الوزن الذري للعناصر، لكن قياس درجة الحرارة بشكل دقيق أمر صعب، وقد أدت دراسات أخرى إلى نتائج متعارضة بسبب إهمال تلك العلاقة، وفشلت في تضمين العناصر ذات الأوزان الذرية الثقيلة، فحوّل الفريق ذلك المستعر الأعظم لأداة لحل تلك المعضلة. يقع ذلك المستعر -الذي قد سبق ذكره وهو محل الدراسة- في الكوكبة الماجلانية الكبرى، وهو أول مستعر يمكن رصده بالعين المجردة منذ مستعر كبلر الأعظم عام 1604، وهو أيضًا الأول الذي يُرصد بأدوات فلكية حديثة؛ فقد وصل الضوء الصادر للانفجار إلى الأرض في 29 فبراير 1987، ومنذ ذلك الحين وهو يُرصد بكافة الأطوال الموجية المتاحة وأشعة إكس وإشعاع جاما، وقد استخدم الفريق تلك المعلومات لبناء نموذج لوصف المستعر الأعظم.

استندت النماذج التي بُنيت لذلك المستعر إلى مشاهدات مفردة، لكن في تلك الدراسة، استند الباحثون إلى محاكاة ثلاثية الأبعاد لمحاكاة مراحل تطور المستعر الأعظم منذ نشأتها حتى الآن، وقد سمحت المقارنات بين المشاهدات القائمة على أشعة إكس والنماذج التي بُنيت للفيزيائيين بقياس درجة الحرارة الذرية للعديد من المواد على مدى واسع من الأوزان الذرية، وكذلك للوصول إلى العلاقة التي تصف درجات الحرارة لكل نوع من الذرات في الغاز بين النجمي. أضاف بوروز: «بإمكاننا الآن قياس درجات الحرارة للعناصر الثقيلة كالحديد والسيليكون، وقد اتضح أنها تتبع العلاقة المحددة التي تربط بين درجة حرارة والوزن الذري، وقد أصقلت تلك النتائج فهمنا لموجات الصدمة وحسنت أيضًا فهمنا لعمليات الصدمة».

ترجمة: عبد الرحمن مكاوي    تدقيق: ماجدة زيدان

<a href="https://phys.org/news/2019-01-hot-atoms-star.html?fbclid=IwAR3eZoWwLSfngyNG6HQQkdpQgObtEajGWwB_1-yByQ5J1mNWhwps680f3oI">المصدر</a>
<h3>اقرأ أيضًا:</h3>
<strong><a href="https://ibelieveinsci.com/?p=4348">غبار من قاع المحيط قد يغير فهمنا للسوبرنوفا</a></strong>

<strong><a href="https://ibelieveinsci.com/?p=14712">علماء يولّدون "سوبرنوفا" في المختبر</a></strong>

<strong><a href="https://ibelieveinsci.com/?p=55206">علماء الفلك متحمسون بعد رؤية آثار انفجارٍ كونيٍّ شبحيّ</a></strong>

عبدالرحمن مكاوي

الأعمال

قد تكون مجرة درب التبانة قادرةً على نشر الحياة من نجم لآخر

هل كوننا أنثروبي؟ هل صُمِّمَ الكون خصيصا لنا؟

ما هو مصادم الهادرونات الكبير ؟

كم تبلغ درجة حرارة الذرات المنطلقة من انفجار المستعر الأعظم ؟