getInterUrl

من الألغاز الفضائية: إذا كان عمر الكون 13.8 مليار سنة، فكيف لنجم أن يكون عمره أكثر من 14 مليار سنة؟

[caption id="attachment_99778" align="aligncenter" width="828"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2021-03-22-142327.png"><img class="size-full wp-image-99778" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2021-03-22-142327.png" alt="صورة رقمية توضح مسحًا للسماء وبها أقدم نجم في مجرتنا بعمر محسوب بدقة يسمى النجم «متوشلخ» نسبة لرجل دين عاش 956 عام، وهو من النسب العلوي للنبي نوح. اسمه العلمي HD 140283، ويبعد عنا 190.1 سنة ضوئية، وقدر علماء الفلك أن عمر النجم 14.3 مليار سنة أرضية." width="828" height="660" /></a> صورة رقمية توضح مسحًا للسماء وبها أقدم نجم في مجرتنا بعمر محسوب بدقة يسمى النجم «متوشلخ» نسبة لرجل دين عاش 956 عام، وهو من النسب العلوي للنبي نوح. اسمه العلمي HD 140283، ويبعد عنا 190.1 سنة ضوئية، وقدر علماء الفلك أن عمر النجم 14.3 مليار سنة أرضية.[/caption]

لأكثر من مئة عام وعلماء الفلك يراقبون نجمًا غريبًا على بعد 190 سنة ضوئية من الأرض ضمن كوكبة الميزان.

يجوب هذا النجم السماء بسرعة 1.3 مليون كم في الساعة، ويُعد النجم متوشلخ من أقدم النجوم المعروفة في الكون.

في عام 2000 عزم العلماء على تحديد عمره بدقة عبر القمر الصناعي هيباركوس التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، الذي قدر عمر النجم بنحو 16 مليار سنة، ويعد هذا الرقم مفاجئًا ومحيرًا.

وقال هوارد بوند من جامعة ولاية بنسلفانيا: «إن عمر الكون الذي يتحدد عبر رصد الخلفية الكونية للموجات الدقيقة يبلغ 13.8 مليار سنة؛ لذا مقارنة بعمر النجم يُعد ذلك تناقضًا حقيقيًا».

أثار عمر النجم مشكلة كبيرة، فكيف لنجم أن يكون أقدم من الكون الذي وجد فيه؟ وبالعكس، كيف للكون بأن يكون أصغر عمرًا من نجومه؟

كان من الواضح بأن نجم متوشلخ كبير العمر؛ لأنه شحيح المعادن وتكوينه السائد يتألف من الهيدروجين والهيليوم وقليل جدًا من الحديد. يشير تكوينه إلى أنه كان موجودًا قبل وجود الحديد في الكون، ولكن حقيقة أن يكون أكبر عمرًا من الكون الذي يحتضنه بملياري سنة يجعله ضربًا من الخيال.
<h3>نظرة أعمق لعمر النجم متوشلخ</h3>
أخذ بوند وفريقه على عاتقهم مهمة تفسير ما إذا كان العمر التقديري للنجم (16 مليار عام) صحيحًا.

درس الفريق 11 رصدًا للنجم بين عامي 2003-2011 باستخدام أدق الحساسات التي يحملها تلسكوب هابل، إذ يمكن لهذه الحساسات تحديد موقع النجم، ومسافته والطاقة الخارجة منه، وبالحصول على قياسات الانزياح والتحليل الطيفي والضوئي يمكن تحديد عمر النجم بدقة. يقول بوند: «أحد الأشياء غير المؤكدة عن هذا النجم هو بعده الدقيق عنا».

وأضاف: «من المهم أخذ المسافة الصحيحة للنجم؛ لأن ذلك يساعدنا على تحديد قوته الإشعاعية ومن ثم عمره، فكلما زادت قوة الإشعاع كان النجم أصغر عمرًا. كنا نبحث عن الفرق بين بعده الظاهري والحقيقي، ما دفعنا للنظر نحو النجم بتباعد زمني قدره ستة أشهر لتقييم الإزاحة في موقعه الناتج عن الحركة المدارية للأرض، ما يخبرنا بالمسافة الحقيقية للنجم».

وأشار إلى: «أن هناك عدم وضوح متعلق بالمحاكاة النظرية للنجوم، كمعدل التفاعلات النووية في قلب النجم وأهمية العناصر المندفعة للأسفل في الغلاف الخارجي للنجم».

عمل الفريق على فكرة أن الهيليوم المتبقي يتداخل بعمق نحو مركز النجم، ما يقلل من كمية الهيدروجين المحترق بالانصهار النووي، ومع الاستهلاك السريع للوقود النجمي؛ يقل العمر النجمي.

[caption id="attachment_99780" align="aligncenter" width="624"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture8-1.jpg"><img class="size-full wp-image-99780" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture8-1.jpg" alt="مشهد للسماء من الأرض والنجوم المحيطة بالنجم &quot;HD 140283&quot;" width="624" height="499" /></a> مشهد للسماء من الأرض والنجوم المحيطة بالنجم "HD 140283"[/caption]

قال بوند: «من العوامل الأخرى المهمة في الدراسة هي كمية الأكسجين في النجم متوشلخ، إذ كانت نسبة الأكسجين إلى الحديد أعلى مما كان متوقعًا، ومع أن الأكسجين لم يكن متوفرًا في الكون لملايين السنين؛ فهذا يشير إلى أن عمر النجم أقل من التقديرات الأولية».

قدر بوند وفريقه بأن عمر النجم متوشلخ 14.46 مليار سنة مقارنة بالتقديرات الأولية التي كانت 16 مليار سنة.

بعض النظر عن الاختلاف في عمر النجم؛ فإن هذا العمر ما زال أكبر من عمر الكون نفسه ولكن العلماء قدروا نسبة خطأ في الحسابات بنحو 800 مليون سنة. وقال بوند: «جعل ذلك عمر النجم متوافقًا مع عمر الكون».

يقول روبرت ماثيو الفيزيائي في جامعة أستون بالمملكة المتحدة:« ككل القياسات التقديرية؛ فإنها عرضة للأخطاء العشوائية والمنهجية في القياس، إذ يشير اختلاف نسبة الخطأ إلى أن هنالك احتمالية تشابك في حسابات العمر الكوني، بلغة أخرى إن عمر النجم الذي يوافق عليه العلماء يتصادم مع عمر الكون المقترح، ويتلاشى هذا التعارض بتقليل مساحة الخطأ في القياس لأقل حد ممكن».

أظهرت التحسينات الإضافية انخفاضًا في عمر النجم متوشلخ، إذ أوضحت الدراسة الصادرة عام 2014 بأن عمر النجم 14.27 مليار سنة.

يقول بوند: «إن عمر هذا النجم 14 مليار سنة، وإذا أخذنا بعين الاعتبار كل الجوانب غير المؤكدة بالحسابات النظرية والعملية؛ فإن نسبة الخطأ تكون 700 إلى 800 مليون سنة فلا تعارض مع عمر الكون؛ لأن عمر النجم يكون 13.8 مليار سنة، أي يقع عمره ضمن عمر الكون».

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture9.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-99779" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture9.jpg" alt="" width="624" height="468" /></a>
<h3>نظرة أعمق نحو عمر الكون</h3>
بالنسبة لبوند؛ فإن التشابه بين عمر الكون وعمر نجم متوشلخ يعد إنجازًا علميًا يعطينا دليلًا قويًا على تصور الانفجار الكبير للكون.

قال بوند: «إن مشكلة عمر النجوم الأقدم هي أقل حدة مما كانت عليه في التسعينات، إذ اقتربت أعمار النجوم خلالها من 18 مليار وحتى 20 مليار سنة، لكن أعمار النجوم الآن تتقارب مع عمر الكون».

على الجانب الآخر يؤمن ماثيو بأن المشكلة لم تحل بعد.

كان العلماء في مؤتمر دولي يضم أكبر الفيزيائيين في معهد كافلي للفيزياء النظرية بكاليفورنيا في حيرة من النتائج التي اقترحت عمرًا مختلفًا للكون، وقد عاينوا قياسات المجرات القريبة من مجرتنا، ما يشير إلى أن الكون أصغر بمئات ملايين السنين مقارنة بما توصلت إليه قياسات الإشعاعات الراديوية في الخلفية الكونية.

في الحقيقة إن عمر الكون لا يتجاوز 13.8 مليار سنة وفقًا للتقديرات الواردة في القياسات المفصلة للإشعاع الكوني التي أجراها تلسكوب بلانك الفضائي الأوروبي في عام 2013، بل قد يصل عمره 11.4 مليار سنة.

إحدى هذه الدراسات يقودها العالم الحاصل على جائزة نوبل آدم ريس بمعهد تلسكوب الفضاء في ماريلاند، وجاءت النتائج وفقًا لفكرة تمدد الكون.

يُعد فهم حقيقة أن هنالك تركزًا عاليًا للحرارة أدى لانفجار وتمدد الكون أمرًا أساسيًا، إذ تشير النظرية إلى أن نقطة البداية يجب أن تكون قابلة للقياس، ولكن تشير النتائج الجديدة إلى أن معدل التوسع أعلى بنحو 10% من المعدل الذي اقترحه بلانك».

قدَّر فريق بلانك معدل التوسع ليكون 67.4 كم بالثانية بالميغافرسخ، وأوضحت دراسات حديثة أن معدل توسع الكون يتراوح بين 73-74.

قال ريس: «يشير ذلك إلى تفاوت في حساب معدل توسع الكون اليوم ومدى سرعة التوسع بالمستقبل بناء على فيزياء الكون في مراحله الأولى».

وأضاف: «يؤدي ذلك إلى إعادة النظر في النظريات المقبولة بهذا المجال وتركيز أكبر على المادة المظلمة والطاقة المظلمة التي قد تكون خلف هذا اللغز».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=98686">العثور على كوكب خارجي أضخم من الأرض بعمر الكون</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=87233">فلكيون يكتشفون نجمًا حطم الأرقام القياسية بعمر يقترب من عمر الكون</a>

ترجمة: رؤوف طيلوني

تدقيق: تسبيح علي

<a href="https://www.space.com/how-can-a-star-be-older-than-the-universe.html">المصدر</a>

كيف يكون عمر نجم أكبر من عمر الكون؟

T5KoQfh5HiB3E7HoA5WyoX-1200-80

تشبه نماذج المحاكاة العلمية للذرات لعبة المتريوشكا الروسية التي تحوي أشكالًا متداخلة، إذ تتراكب الجسيمات داخل جسيمات أخرى، أنوية مبنية من النيوترونات والبروتونات التي بدورها تحتوي على ثلاثياتٍ من الجسيمات الأساسية التي تُسمى الكواركات. مع بساطة هذا الوصف إلا أن المحرك الذري الذي يعمل داخل هذه الجسيمات دون الذرية يتصرف بعشوائية فالكواركات و الكواركات المضادة تضيف وتلغي بعضها ولكنها لا تصل إلى التوازن إطلاقًا.

مطلع عام 1990، صدم الفيزيائيون البروتونات وشطروها محاولين فهم نشاط الكواركات الغريب، ما عقّد عملية البحث عن التوازن دون الذري. أثارت النتائج مزيدًا من الشك ما دفعهم لإعادة الفحص وتأكيد النتائج.

في تجارب لاحقة في مختبر فيرمي الوطني للمسرعات في الولايات المتحدة، اقترح العلماء أن شيئًا غريبًا كان يحدث عندما يصل زخم الجسيمات إلى الحد الذي تستطيع الحساسات قراءته، ما دفع الباحثين لتنظيم تجربةٍ جديدة في مختبر سي كويست حيث يضمّ خليطًا من الحسّاسات القديمة والكاشفات الأيونية التي صُمّمت لكشف مركز الكوارك الذي يعوم داخل البروتون بدقة أعلى من السابق.

استغرق الفريق عشرين عامًا من العمل على شطر الذرات والتنقيب داخل المعلومات التي جمعوها ليؤكدوا أن هنالك اختلالًا غريبًا في توازن المادة المضادة داخل كل بروتون يُفحص.

تأتي الكواركات بأشكال مختلفة وتعطى أسماءً لطيفةً مثل علويٍ وسفلي، وساحرٍ وغريب. عندما يلتصق كواركان علويان مع كوارك سفلي نتيجة القوى النووية القوية نسمي الثلاثي بروتون.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture10.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-99801" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture10.jpg" alt="" width="624" height="517" /></a>

هذا أبسط تفسير لأن الطبيعة الحقيقية لهذا التركيب الثلاثي تتألف من فوضى تكونها الجسيمات المندمجة والمتلاشية كبحارةٍ تغرق في وسط العاصفة.
تتعقد الأمور عندما نعلم بأن كل نوعٍ من هذه الكواركات له صورةٌ معاكسةٌ تسمى مضاد الكوارك.

عند تقابل نوعٍ من هذه الكواركات مع الكوارك المضاد لها يتلاشى كلاهما تاركين خلفهما وميض فوتون. يتغير هذا الفوتون سريعًا تاركًا وراءه حزمةً من الجسيمات ومضاداتها التي تظهر وتختفي في فوضى ضوئية.

يقول بول ريمر فيزيائي من وزارة الطاقة الأمريكية: «الطبيعة اللحظية لأزواج الكوارك والكوارك-مضاد يجعل تواجدها في البروتون صعب الدراسة والقياس، ولكن في هذه التجربة تمكنّا من رصد تلاشي مضاد الكوارك ما أعطانا منظورًا أفضل لعدم التماثل والاتزان».

بما أن الكواركات العلوية والسفلية تمتلك تقريبًا نفس الكتلة، لا يوجد سبب يدفعنا للتفكير أن الضبابة الكمية لا تُعطي معاملة تفضيلية لخلق الجسيمات المضادة. نظريًا تلغي الكواركات بعضها ما يوحي باتزانٍ ظاهريٍ للكوارك الثلاثي.

أظهرت التجارب الأولية العائدة لعام 1990 أن حقيقة الجسيمات أكثر تعقيدًا ممّا ظنّنا وخاصةً بوجود الكواركات المضادة من النوع السفلي الأكثر وضوحًا من النوع العلوي، ما يترك الفيزيائيين في حيرةٍ من الاختلاف في التعداد الكمي للذرات.

أحد التفسيرات يوضح كيفية تحول البروتون سريعًا لنيوترون عن طريق إشعاع أزواج الكواركات ومضاداتها ثم امتصاصها مرةً أخرى بما يسمى «البيون الثلاثي».

من ناحيةٍ أخرى، إذا تخيلنا البروتون كبالونٍ من الكواركات التي تدور حوله بطاقات مختلفة قد يساعدنا هذا الزخم في ترجمة أنواع الكواركات التي تظهر وتتلاشى.

أجرى العلماء أبحاثًا في مطلع الألفية على زخم الكواركات، ما أعطى مجالًا أوسع لقياس خصائصها وتوقعها. ساعدت الاختبارات على تطور المعدات اللازمة للبحث وأظهرت النتائج أن زخم الكواركات كان عاليًا نسبيًا، هذه المرّة كان مضاد الكوارك العلوي سائدًا أكثر من غيره.

تناقضت المعلومات التي جمعها مختبر سي كويست مع هذه النتائج، إذ وُجد أن الكواركات السفلية هي المهيمنة حتى عند أعلى مستويات الزخم. هذه هي المعلومات التي يحتاجها الفيزيائيون للبدء بسبر أغوار البروتون عبر المحاكاة الحاسوبية.

يقول ريمر: «ما زال فهمنا ناقصًا للكوارك داخل البروتون وتأثيره على خصائصه».

وكما هي العادة في فيزياء الجسيمات، نحتاج الكثير من المعلومات التجريبية قبل الوصول لنتائج نهائية. هذه الدمى المركبة داخل الذرة ليس من السهل الكشف عنها دفعةً واحدة.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=19601">الفرق بين المادة المضادة و المادة المظلمة</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=45074">لأول مرة: العلماء يخططون لاستخراج المادة المضادة من خارج المختبر</a>

ترجمة: د. رؤوف طيلوني

تدقيق: مازن النفوري

<a href="https://www.sciencealert.com/decades-long-experiment-finds-strange-mix-of-antimatter-in-the-heart-of-every-proton">المصدر</a>

تجربة علمية تجد خليطًا من المادة والمادة المضادة داخل البروتون

tesla-1

نيكولا تيسلا واحد من أعظم المخترعين الذين عرفهم التاريخ، إذ تمثلت أعماله في تحقيق تصورات مختلف الأجيال حول العالم. حصل نيكولا تيسلا على 270 براءة اختراع في 27 دولةً و 112 أخرى سُجلت بالولايات المتحدة الأمريكية، ما وضع لتيسلا مكانةً راسخةً في التاريخ. مع ذلك لم ترَ الكثير من اختراعات تيسلا النور، وقد بحثنا خلال السجلات ووجدنا سبعة اختراعات خارجة عن المألوف ولم تُنفذ قط.
<h3>نقل الطاقة لا سلكيًا</h3>
[caption id="attachment_100482" align="aligncenter" width="624"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture1-16.jpg"><img class="size-full wp-image-100482" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture1-16.jpg" alt="الإرث العام/مشاع ويكيميديا" width="624" height="326" /></a> الإرث العام/مشاع ويكيميديا[/caption]

بصفته شخصًا مهتمًا بالكهرباء؛ فإن معظم اختراعات تيسلا كانت في مجال توليد الطاقة ونقلها، ما لا يعرفه كثيرون أن تيسلا جرب بناء برج لنقل الطاقة الكهربائية عبر الهواء، حتى أنه وظف مورغان لتمويل برج واردنكليف على الساحل الشمالي للونغ ايلاند؛ آملًا أن ينقل الكهرباء منه لمدينة نيويورك.

تردد مورغان بسبب سعر نقل الكهرباء ورفض دعم بقية المشروع ما دفع تيسلا إلى توقيف البرج عام 1906 وهدمه واردنكليف عام 1917.

طائرات خارقة للصوت تُزود بالطاقة لا سلكيًا عبر أبراج كهربائية أرضية

[caption id="attachment_100481" align="aligncenter" width="624"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture2-12.jpg"><img class="wp-image-100481 size-full" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture2-12.jpg" alt="اختراعات تيسلا " width="624" height="326" /></a> فرانك ر بول/مشاع ويكيميديا[/caption]

قدم نقل الشحن اللا سلكي على أنه ثورة ولو كان تيسلا بيننا لسخر من تفكيرنا الضيق.

قدم تيسلا عام 1919 فكرة الطائرة خارقة الصوت التي تستقبل الطاقة الكهربائية من أبراج أرضية، إذ يمكنها التحليق على ارتفاع 12 كيلو متر بسرعة 1600 كم/ساعة ما يجعل وقت الرحلة من نيويورك للندن أربع ساعات فقط.
<h3>غواصات تدار عن بعد</h3>
[caption id="attachment_100480" align="aligncenter" width="624"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture3-10.jpg"><img class="size-full wp-image-100480" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture3-10.jpg" alt="انغادجت/المشاع العام" width="624" height="326" /></a> انغادجت/المشاع العام[/caption]

اشتُهر تيسلا بأعماله في الكهرباء، ولكنها ليست المجال الوحيد الذي عمل فيه، فعمل كذلك في مجال التكنولوجيات العسكرية.

اعتقد تيسلا وآلفرد نوبل بأن أفضل طريقة لمنع الحرب تكمن في جعلها تبدو لعبةً سخيفةً أو بأن تكون كارثيةً للمشاركين فيها؛ لمنع أحدهم من الغضب والتسبب في حرب أخرى.

باستخدام هذا المنطق اخترع تيسلا قاربًا صغيرًا يُشغَل، ويُوقَف، ويُتحكَم به عبر الإشعاعات الراديوية.

أمل تيسلا من الاختراع في إلغاء مشاركة البشر في المعارك، ووقف بناء السفن الحربية وأن البوارج الحربية ستصبح خردة من حديد لا فائدة لها.
<h3>كاميرا الأفكار</h3>
[caption id="attachment_100479" align="aligncenter" width="624"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture4-4.jpg"><img class="size-full wp-image-100479" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture4-4.jpg" alt="كاليركانثو" width="624" height="326" /></a> كاليركانثو[/caption]

أكثر أفكار تيسلا غرابة كانت تستطيع تصوير أفكارنا، قال تيسلا لصحفي مجلة مدينة كانساس عام 1933: «بينما كنت منغمسًا في بحثي عام 1893 وجدت بأن التفكير الداخلي المصور يعكس انفعالًا يطبع صورة على قزحية العين ومن ثم؛ يمكن قراءتها باستخدام الآلة المناسبة».

وأضاف: «إذا افترضنا صحة انعكاس الأفكار على قزحية العين؛ فإن ذلك يصبح مسألة إضاءة كما في أخذ الصور الفوتوغرافية العادية وتُعرض الصور المتاحة على الشاشة

وإذا أجرينا ذلك بنجاح؛ فإن الجسم الذي سيُصور سيُعكس على الشاشة لحظة تكونه ومن ثم؛ تمكن قراءة أفكار البشر وسيصبح دماغنا كتابًا مفتوحًا».

لكن هذه ليست الطريقة التي نفكر بها لتصور الأشياء؛ بل توجد الكثير من العمليات البيولوجية التي نجهلها عن التفكير والوعي تمنعنا من استبعاد إمكانية توصل تيسلا لأمر ما.
<h3>صانع الهزات الأرضية</h3>
[caption id="attachment_100478" align="aligncenter" width="624"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture5-2.jpg"><img class="wp-image-100478 size-full" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture5-2.jpg" alt="اختراعات تيسلا " width="624" height="326" /></a> تشارلز هنري كشرين/مشاع ويكيميديا[/caption]

منحت براءة الاختراع لتيسلا عام 1893 عن متذبذب ميكانيكي يعمل بالطاقة البخارية، إذ يستخدم الجهاز الاهتزاز لتوليد الكهرباء.

قال تيسلا للصحفيين في أثناء المعايرة لإجراء الاختبار: «إن الآلة سببت اهتزازًا عنيفًا في مخبره في نيويورك كاد أن يهدم المبنى، وفجأة أصبحت كل المعدات الثقيلة بالمكان تتطاير، ولولا أني أمسكت مطرقة وكسرت الآلة لهُدم المبنى على رأسي في دقائق».

وأضاف: «سمعت بلبلة في الشارع ووصلت الشرطة والإسعاف، أخبرت المساعدين بأن لا يخبروا أحدًا بما حدث، وأخبرنا الشرطة باحتمال أن تكون هزة أرضية ولم يعلم أحد حقيقة ما حدث في ذلك اليوم».

ألهم ذلك تيسلا لعمل متذبذب كهروميكانيكي (آلة لصنع الزلازل) يمكن استخدامه من قبل العلماء؛ لاكتشاف الخصائص الجيولوجية للأرض واستخدامه من قبل المهندسين؛ لتحديد مكامن المعادن تحت الأرض، لم يُظهر تيسلا آلته لليوم ولكن العلماء والمهندسين يستخدمون نفس المبدأ الذي تخيله.
<h3>موجات مد وجزر صناعية</h3>
خلال حياته عارض تيسلا أسلحة الدمار الشامل، بل شجع على استخدامها لأغراض سلمية، وأحد هذه الأسلحة هو موجات المد والجزر الصناعية التي اعتقد بأنها سلاح دفاعي ضد الهجمات البحرية.

كان أمل تيسلا بأن يجعل أكبر الأسلحة البحرية عديمة الفائدة ما يثبط العسكر عن صناعة مثل هذه الأسلحة؛ تحقيقًا لهدفه فكّر تيسلا في تيلوتوماتونس Telautomatons التي تطلق أطنانًا من المواد المتفجرة قرب سفن العدو وتدمرها.

بناء على حسابات تيسلا؛ فإن فقاعة الغاز الناتجة من الانفجار تنتج موجة بارتفاع 30 متر كفيلة بتدمير أكبر السفن الحربية وإغراقها، ولكن أمواج المد والجزر لا تعمل بهذا الأسلوب، وفقًا لما تعلمته الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي عندما أحدثا تفجيرات نووية تحت الماء في أربعينيات القرن العشرين وخمسينياته.
<h3>شعاع الموت</h3>
[caption id="attachment_100477" align="aligncenter" width="624"]<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture6-1.jpg"><img class="size-full wp-image-100477" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture6-1.jpg" alt="مجموعة ولكوم" width="624" height="326" /></a> مجموعة ولكوم[/caption]

يسمي تيسلا هذا الشعاع بشعاع السلام، إذ آمن تيسلا بأن تسريع أنوية نظائر الزئبق إلى 48 ضعف سرعة الصوت سيُنتج إشعاعًا يحمل طاقة كفيلة بتدمير جيوش على مسافات بعيدة ولا يحدها إلا كروية الأرض.

حاول تيسلا تسويق هذه الفكرة للكثير من الحكومات قبل موته بما في ذلك الولايات المتحدة ولكن الاتحاد السوفييتي الوحيد الذي جربها ولم تكن النتائج كما توقعها تيسلا؛ وقد يُعد عدم نجاح نتائج تيسلا شيئًا جيدًا للبشرية.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=17344">الخبير الكهربائي الموهوب بالتخّيل: السيرة الذاتية لنيكولا تسلا</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=97244">كيف غير تسلا طريقة استخدامنا للطاقة؟</a>

ترجمة: رؤوف طيلوني

تدقيق: تسبيح علي

مراجعة: عون حدّاد

<a href="https://interestingengineering.com/7-inventions-of-nikola-tesla-that-were-never-built">المصدر</a>

سبعة اختراعات لنيكولا تيسلا لم ترَ النور

lhc_new_physics_cover_pic_600

أكدت تجربة «بيوتي» في مصادم الهدرونات الكبير وجود عيوب في أفضل التفسيرات لفيزياء الجسيمات. أوضحت نتائج سابقة لمقارنة بيانات المصادم بالنتائج المتوقعة من المحاكاة القياسية وجود تعارض بـ 3 درجات للانحراف المعياري، لكننا نحتاج إلى المزيد من البيانات لنعلن بثقة وجود فيزياء جديدة.

ازدادت هذه الثقة بعد نشر بيانات جديدة، إذ كانت نسبة التيقن من صحة البيانات إحصائيًا 3.1 سيغما، لكن تبقى نسبة 1 من 1000 لاحتمالية التعامل مع بيانات غير دقيقة، لا بيانات تشير إلى وجود فيزياء جديدة للجسيمات.

سابقًا، استُخدم مصادم سيرن للجسيمات فائقة الحجم ومصادم الهادرونات، وألمحت التجارب إلى شيء غير متوقع، هو انقسام جسيم «بيوتي ميسون» بطريقة مغايرة للمتوقع.

هذا يعني أحد احتمالين، إما أن توقعاتنا خاطئة، وإما أن البيانات الصادرة غير دقيقة. ونظرًا إلى أن طرق القياس الحديثة تقلل احتمالية الصدفة والأخطاء غير المدروسة، فإن هذا يجعل العلماء متحمسين للنتائج الجديدة.

أخذ فريق من الفيزيائيين بيانات المصادم التي نتجت من جسيم «بيوتي ميسون»، ودرسوا احتمالات النتائج حال تغير أحد الافتراضات التي تشير إلى تلاشي الجسيم، وافتراض ظهور التفاعلات بعد تحول الجسيم. كانت النتائج صادمة، وأكد تغير الافتراضات وجود شيء غريب يحدث على المستوى الذري.

في الفيزياء، تُعد النتائج الخارجة عن المألوف شيء محبذ، لأن الحصول على أرقام غير متوقعه قد يكون نافذة على تصورات جديد في الفيزياء. لكن في الوقت ذاته، يتعامل الفيزيائيون بتحفظ، إذ يجب التروي عندما تصبح القوانين الأساسية للكون على المحك.

عندما لا تتطابق النتائج التجريبية تمامًا مع النظرية، نفترض بدايةً وجود خطأ معين في الحسابات الإحصائية لعملية الفحص المعقدة.

ومع تكرار التجربة، يمكن جمع بيانات كافية لمقارنة فرص الخطأ باحتمال وجود اكتشاف جديد مثير للاهتمام. إذا انحرفت النتائج عن التوقعات 3 درجات معيارية -ما يُسمى 3 سيغما- ينظر الفيزيائيون إلى النتائج بحماس، وتُعد ملاحظات علمية.

كي تجذب النتائج الانتباه يجب أن يبلغ الاختلاف خمس درجات معيارية، لتُعلن بوصفها نتائج فيزيائية خارجة عن المألوف.

خلال السنوات الماضية استُخدم مصادم الهدرونات الكبير للحصول على جسيمات «ميسون»، بهدف مشاهدة ما يحدث بعد تكونها مباشرةً.

الميسونات نوع من الهادرونات، وهي قريبة من البروتونات، لكن بدلًا من احتوائها على 3 كواركات في بناء ثابت وترابط ذري قوي، فإنها تمتلك اثنين فقط: كوارك وكوارك مضاد.

حتى أكثر الميسونات استقرارًا تتلاشى خلال جزء من الثانية. يصف الإطار المستخدم لوصف بناء الذرات وتلاشيها -النموذج المعياري- ما نتوقع مشاهدته عند انقسام الميسونات.

يُعد جسيم «بيوتي ميسون» كواركًا سفليًا متصلًا بمضاد كوارك قاعي. بالنظر إلى خصائص الجسيم في النموذج المعياري، فإن تلاشي جسيم ميسون يجب أن ينتج أزواجًا من الإلكترونات والبوزيترونات، أو الميونات الشبيهة بالإلكترونات ومضاداتها: الميونات المضادة.

يجب أن تكون نسبة الإلكترونات إلى الميونات الناتجة 50:50، لكن النتائج الفعلية مختلفة، إذ تشير إلى وجود الكثير من الإلكترونات والبوزيترونات مقارنةً بالميونات ومضاداتها.

عند مقارنة النتائج بالنموذج المعياري نجد انحرافًا معياريًا بمقدار درجتين. وبأخذ العوامل الأخرى بالحسبان، قد يكون الاختلاف أكبر من ذلك، ما يمثل انحرافًا حقيقيًا عن نماذجنا.

لكن ما مدى ثقتنا بأن هذه النتائج دقيقة ومعبرة عن الواقع، وليست عيبًا في القياس؟ إن كان الانحراف المعياري أقل من 5 سيغما، فمن المحتمل أن الاختلاف عن النموذج المعياري لا يمثل شيئًا مهمًا على الإطلاق.

النموذج المعياري هو بناء محكم، صُمم على مدار عقود من العمل على أساسيات النظريات الموضوعة في هذا المجال، التي بدأها العالم ماكسويل، وتُعد خريطةً لرؤية العوالم دون الذرية غير المرئية.

لكن هذا النموذج لا يخلو من أخطاء، إن الكثير مما اكتُشف في الطبيعة مثل المادة المظلمة وكتلة النيوترينو لا تتبع النموذج المعياري للفيزياء.

في مثل هذه الظروف يعدل العلماء الافتراضات الأساسية للنموذج ليتمكنوا من فهم النتائج.

يقول الفيزيائي داني ديك من جامعة زيوريخ: «افترضنا سابقًا أنه عندما يتلاشى جسيم الميزون، لا يحدث أي تفاعل بين نواتج التحلل، لكن حديثًا أُدخل في حساباتنا تأثير إضافي: تأثير المسافة البعيدة أو ما يُسمى تشارم لوب».

تفاصيل هذا التأثير غير معروفة تمامًا، ولم يؤخذ بعد في الحسبان ضمن النموذج المعياري.

باختصار، يتضمن هذا التأثير تفاعلات معقدة للجسيمات الافتراضية -الجسيمات التي لا تبقى طويلًا، لكنها متضمنه في مبدأ عدم اليقين لفيزياء الكم- وتفاعلات نواتج التحلل بعد انفصالها.

من المثير للاهتمام أنه حال تفسير تحلل جسيمات ميسون بواسطة «تشارم لوب»، تقفز درجة انحراف البيانات إلى 6.1 سيغما.

مع هذا، لا يمكننا أن نعد ذلك اكتشافًا جديدًا، إذ ما زلنا بحاجة إلى المزيد من البحث لنتحقق من دقة هذه النتائج.

يقول مارسين من جامعة زيوريخ: «قد يُصبح لدينا قدر كاف من الأدلة خلال ثلاث سنوات، لإثبات وجود جسيمات خارجة عن المألوف يمكن تسميتها اكتشافًا علميًا»

إذا ثبتت النتائج، فسيكون ذلك مثالًا واضحًا على مرونة النموذج المعياري وإمكانية توسيعه، ليشمل العلوم المكتشفة حديثًا ويفتح الآفاق لمجالات جديدة في الفيزياء.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=63811">مصادم الهدرونات الكبير (مقالة مفصلة)</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=57500">ما تزال الشذوذات في مصادم الهدرونات الكبير تشير بقوة إلى فيزياء جديدة</a>

ترجمة: رؤوف طيلوني

تدقيق: تسبيح علي

مراجعة: أكرم محيي الدين

<a href="https://www.sciencealert.com/new-results-from-the-large-hadron-collider-point-to-entirely-new-physics?fbclid=IwAR3d0p5QLCnNjMlqoqqiQL6OPTw65yrYPTEt1dtALKfWNYSsjlwQRdRsSSU">المصدر</a>

رؤوف طيلوني

الأعمال

كيف يكون عمر نجم أكبر من عمر الكون؟

تجربة علمية تجد خليطًا من المادة والمادة المضادة داخل البروتون

سبعة اختراعات لنيكولا تيسلا لم ترَ النور

نتائج جديدة من مصادم الهدرونات الكبير تتطلب فيزياء جديدة لتفسيرها