الكون بإيجاز:نظرية كل شي ترجمة : Mr.S798
اسمي الأستاذ متشيو كاكو
أستاذ الفيزياء النظرية في جامعة مدينة نيويورك
وتخصصي هو في النظرية الخيطية (نظرية الأوتار)
الكون بإيجاز:نظرية كل شي ترجمة : Mr.S798
أنا فيزيائي، والبعض يسألني .ماذا قدمت الفيزياء لنا في الآونة الأخيرة؟
أعني هل يمكنني الحصول على أفضل تلفزيون ملون، وعلى أفضل اتصال إنترنت مع الفيزياء؟
والجواب هو : نعم
الفيزياء بذاتها مؤسسه من المادة والطاقة
نحن علماء الفيزياء اخترعنا الليزر
إخترعنا الترنزستور
ساعدنا لإنشاء أول حاسوب
ساعد في بناء شبكة الإنترنت، والكتابة على الشبكة العالمية
ساعدنا أيضا على اختراع التلفزيون والإذاعة، والرادار، والمايكرويف
نناهيك عن التصوير بالرنين المغناطيسي ... الأشعة السينية و الأشعة المقطعية
وبعبارة أخرى، كل شيء تقريبا تشاهده في غرفة جلوسك، كل شيء تقريبا تشاهده في أحد المستشفيات العصرية
و بشكل ما او بآخر يمكن أن يعزى إلى عالم الفيزياء
أصبحت مهتمم في الفيزياء منذ كنت طفلاً
وعندما كنت في الثامنة من عمري ... عالم كبير قد توفى لتوه
أنا ما زلت أتذكر عندما نقل لنا المعلمون هذه الأخبار وأعلنوا أن أعظم العلماء في عصرنا قد توفي.
وفي ذلك اليوم نشرت جميع الصحف صور ملتقطة لحجرة مكتبه .
مكتب ألبرت أينشتاين
أما التعليق على الصورة فقد كان “أعظم علماء هذا العصر لم يستطع إكمال آخر مخطوطاته”
وقلت لنفسي: "لماذا لا يمكن أن تنتهي؟"
أعني ما الصعوبة في ذلك ؟ انها مشكلة الواجبات المنزلية، أليس كذلك؟
لماذا لا يسأل أمه؟ ويَنهي هذه المشكلة ؟
بالرغم اني كنت في الثامنة ..لكني قررت معرفة ماهذه المشكلة ؟
بعد سنوات،بدات أدرك بانها كانت : نظرية كُلّ شيء...
نظرية الحقلِ الموحّدةِ.
معادلة واحدة تصف كل قوى الطبيعية في الكون
معادلة تشبه معادلة E=MC2 الطاقة تساوي حاصل ضرب الكتلة في مربع سرعة الضوء
معادلة لا يزيد طولها عن بوصة الواحدة . لكنها المفتاح لحل شفرة أسرار الكون
لماذا النجوم تلمع ؟؟؟؟
لماذا المجرة تضيئُ ؟
لماذا نملك كل هذه الطاقة على الأرض؟
لكن... كان هناك ثمّ شيء آخر حدث لي عندما كنت في حوالي الثامنه من العمر
اصبحت متعلق بالبرامج الصباحية ليوم السبت ... ولا سيما ” فلاش جوردن”
تعلقت به جدا ...
كل أسبوع كنت التصق بشاشة التلفاز التى كانت تنقلنى بشكل سحرى إلى عالم غامض من كائنات الفضاء
الوحوش ، المركبات الفضائية النجمية ، معارك المسدسات الشعاعية و المدن بين السماء
ولكن بعد بضع سنوات، بدأت بملاحظة بعض الاشياء بالبداية بدأت ألاحظ ذلك جيدا
لم يكن لديه شعر أشقر ولاعيون زرقاء لم يكن لديه عضلات مثل فلاش جوردن،
لكنه هو من جعل هذا البرنامج ينجح ..... انه عالم فيزياء على وجه الخصوص
كان الوحيد الذي إخترع المركبات الصاروخية , معارك المسدسات الشعاعية
كان الوحيد الذي أبتدع الدرع الخفى .
ثم أدركت شيئا آخر إذا أردت أن تفهم المستقبل، عليك أن تفهم الفيزياء
الفيزياء هي اساس كل المبتكرات والمخترعات ... وكل عجائب التقنية الحديثة
ويمكن إرجاع تأثير كل ذلك إلى عمل عالم فيزياء.
الفيزياء والمستحيل
معظم قصص الخيال العلمي هي في الواقع تماما ضمن قوانين الفيزياء، ولكنها ممكنه في حدود ربما 100 سنة
بعد ذلك .. لدينا نوعين من المستحيلات ... المستحيلات التي لتي قد تستغرق 1.000 سنة أو أكثر
والتي تتضمن السفر عبر الزمن، التنقل بأسرع من الضوء، الأبعاد الأعلى، بوابات عبر الزمان والمكان، أبواب النجوم، والثقوب الدودية
بطريقة ما اذا إستطعت أن تزور أسلافنا القدماء لتريهم أعظم ما لدينا الآن من مخترعات و تقنيات حديثة، وفي ذلك الوقت كان اغلبهم فلاحيين
ولفترة طويله جدا من عام 1900 الاتصالات كانت .... بواسطة الصراخ على جارك
فاذا كان بوسع اجدادك ان يروك الآن ومعك : أجهزة اللاب توب وأجهزة آي بود والأقمار الصناعية وأشعة الليزر والجي بي إس
فكيف سينظرون إليك؟
سينطرون اليك وكأنك اما مشعوذ اوساحر .
لكن اذا استطعتنا أن نقابل احفادنا في عام 2100.. فكيف سنراهم ؟؟؟
سوف نراهم وكأنهم آلهة، كما في الأساطير الإغريقية
زيوس يمكنه أن يتحكم بجميع الكائنات من حوله بالتفكير المحض
لكن تلك الكائنات لا تتجسد الا عن طريق التفكير فقط
ويوجد خصائص لبعض الإلهه اليونانية ايضا
آلالهة فينوس كانت تملك الجسم المثالي والهئية الخالدة
ونحن اليوم بدأنا في فك ألغاز الجينات في المستوى الجزيئي من عملية الشيخوخة
وآلالهة أبوللو كان لدية عربة تقودها أحصنة قوية تخترق السماء
ونحن في نهاية المطاف سيكون لدينا تلك الاحصنة الطائرة ..... أعني بأنه سيكون لدينا واحدة من تلك العربات الطائرة في مرآبنا
لكن يجب أن ندرك أنه بحلول عام 2100 سيكون لدينا قوة الآلهة
لإعادة صياغة قانون آرثر سي . كلارك ((أي تقنية متقدمة بصورة كافية لا يمكن تمييزها عن السحر الالهي ))
وبالتالي ....قصتنا تبدأ الآن
تأريخ الفيزياء
تاريخ الفيزياء هو تاريخ الحضارة الحديثة
قبل اسحق نيوتن، قبل غاليليو,,, كنا محاطين بخرافات غامضة
والبعض آمن بجميع الاشكال والانواع المختلفة من الارواح والشياطين
ما الذي يجعل الكواكب تتحرك ؟
لماذا تتفاعل المواد مع بعضها البعض ؟؟
كان هذا لغزاً
لذا، ظهر في العصور الوسطى، على سبيل المثال :
قَرأَ الناس أعمال أرسطو. وأرسطو طرح السؤال، لماذا الأجسام تتحرك نحو الأرض؟
فقال : وذلك لانها تتحرك حركة الاشتياق ...فتشتاق إلى مركزها الموحد وهو الارض
ولماذا الأجسام تَتباطأُ في حركة دورانها ؟؟
الأجسام تباطأِ في الحركةِ لأنها قد أصبحت متعبة اومرهقة
هذه هي أعمال أرسطو، والتي سادت منذ حوالي 2،000 سنة حتى بداية الفيزياء الحديثة مع غاليليو و إسحاق نيوتن.
بداية الفيزياء الحديثة
لذلك عندما كان القدماء ينظرون الى السماء
كانت السماء مليئة بالتساؤل و بالغموض
وفي عام 1066، التأريخ الأكثر أهمية في التقويم البريطاني، كان هناك نجم مذنب
نجم مذنب ابحر على طول جبهة قتال الهايستينجز.
واثار الرعب في صفوف قوات ....الملك هارولد
الدوق النورمندي وليام هزم الملك هارولد واجتاح انكلترا في معركة هاستينغز، وشكل النظام الملكي البريطاني الحديث.
ولكن السؤال هنا ، من أين آتى المذنب (النجم المذنب)؟
ماهي الظروف الغامضة لهذا المذنب والذي مهدت الطريق لمجيء النظام الملكي البريطاني؟
حسنا، صدقوا أو لا تصدقوا، أن المذنب نفسه، المذنب نفسه الذي بدأ النظام الملكي البريطاني، أبحر على لندن مرة أخرى في عام 1682!
هذه المرة، كان الجميع يسأل هذا السؤال ؟؟
من أين تأتي هذه المذنبات؟
هل تشير الى موت الملوك؟
لماذا يوجد لدينا أشارات من الجنان في السماء ؟؟
لكن كان هناك رجل واحد تجرأ لاختراق أسرار المذنبات، وكان هو:
اسحاق نيوتن (1643_1727)
بالواقع، كان إسحاق نيوتن بعمر 23 عاما فقط ...عندما عثر على قوى الجاذبية الكونية.
وفقا لإحدى الروايات، كان نيوتن يسير في احدى مزراعه في بلدة وولسثروب و رأى تفاحة تسقط من شجرة.
بعد ذلك رأي نيوتن القمر .... فسأل نفسه السؤال الحاسم الذي ساعده في فتح السموات:
إذا كانت التفاحة تسقط من الشجرة، ألا يمكن أن يسقط القمر من السماء ايضاً ؟
والجواب كان : نعم
وقَلبَ الجواب آلاف السنين من الغموض والتكهنات عن حركات السماوات.
أن القمر .... في حالة سقوط مستمرة ... تماماً كالتفاحة ؟
أن القمر .... في حالة سقوط مستمرة نحو الارض ؟؟؟ لكنه لا يصطدم بها ؟؟
وذلك لأنه يدور حولها مولدا قوة طاردة مركزية معادلة لقوة جذب الأرض له . لذلك فهو يتصرف بموجب قوة...هي :
قوة الجاذبية .....
لذا حاول نيوتن فورا العمل على الرياضيات. و أدرك أن الرياضيات في عصره لم تكن كافية للعمل على حساب حركة سقوط القمر ...
وبالتالي.. ما الذي يمكن ان يفعله اسحاق نيوتن ؟؟
عندما كان نيوتن في عمر فقط 23 ، لم يعثر على القوى الجاذبية فحسب . لكنه طور حساب التفاضل والتكامل أيضا ...
في الواقع،انه طور في النسب التي تتعلمها عندما تكون طالباً في الكلية .
ولماذا طور حساب التفاضل والتكامل؟
طور حساب التفاضل والتكامل لحساب حركة سقوط القمر
كان الرياضيات في عصره غير قادر على حساب مسارات الأجسام المتحركة في حقل قوة التربيع العكسي .
وهذا ما عملة اسحاق نيوتن ... لحساب حركة القمر
بعد ذلك أدركَ بأنه ...أن كان قادرا على فهم حركة القمر .فأنه سوف يفهم حركة الكواكب في النظام الشسمي أيضاً .
و إخترعَ إسحاق نيوتن منظار جديد. كان يسمى ب( التلسكوب العاكس) . وكَانَ يتعقب به حركةَ المذنبِ.
حسنا، تبين أن الجميع كانوا يتحدثون عن المذنب ، وبالاحرى الأثرياء ....ومن ضمنهم
الرجل الإنجليزي : إدموند هايلي(1656_1742)
لذا لكون ادموند هالي تاجر ثري، قرر السفر إلى كامبريدج لاجراء محادثات مع العالم الانكليزي الشهير إسحق نيوتن.
سأل ادموند هالي نيوتن : ما تفسيرك في هذا المذنب؟
لا أحد يفهم المذنبات، أنها الغاز غامضة؟؟
جذبت الناس لعدة قرون،لآلاف السنين، ماافكارك ؟؟؟
سأصوغ ماقاله إسحاق نيوتن ...... قالَ : شئياً من هذا القبيل :
أوه، هذا أمر سهل .
أن هذا المذنب يتحرك في حقل قوة التربيع العكسي . أنا أَتعقبُه كل يوم بمنظارِي العاكس...
ومسار هذا المذنب يتوافق مع حساباتي الرياضيه بالضبط .
وبطبيعة الحال .. لا أعرف ماذا كانت ردة فعل إدموند هايلي ... لكني سأصوغ ما قاله
من أجل الله ... يارجل ....لماذا لا تنشر العمل الاعظم اجمالا في كل التاريخ العلمي ؟
إذا كان ذلك صحيحا، فستكون في طريق فك شفرة كل اسرار النجوم،كل اسرار السموات .
لا أحد يفهم من اين تأتي هذه المذنبات.؟
وثم اجاب نيوتن، وقال:أوه، حسنا، هذا يكلف كثيرا.
أنا لست رجل ثري، وهي تكلّف كثيراً لتلخيص هذه الحسابات التي اخترعتها للعمل على حساب حركة النجوم .
بعد ذلك السيد هالي : لا بدَّ وأن قال هذا :
سيد نيوتن: أنا رجل ثري .... صنعت ثروة من التجارة ...
سيدفع ثمن نشر العمل الاكثر علمية بأي لغة ..... فكان في المبادئ
المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية ... (دليل السموات)
صدقوا أو لا تصدقوا، هذا هو واحد من أهم الأعمال المكتوبة من أي وقت مضى
من قبل إنسان.... في السنوات 100،000 منذ أن تطورنا من أفريقيا.
ميز هذا الكتاب أسس الحركة الفيزيائية للكون.
القوى التي تتحكم في حركة الكواكب، القوى التي يمكن حسابها
القوى التي تسيطرعلى حركة المدافع ......الصواريخ ... والصخور
كل شيء يتحرك
يتحرك وفقا لقوانين الحركة وحساب التفاضل والتكامل لسير إسحق نيوتن.
في الواقع، وحتى اليوم، عندما نطلق مسابرنا الفضائية ..نحن لا نستخدم معادلات آينشتاين
لانها لا تنطبق إلا عند الاقتراب من سرعة الضوء أو بالقرب من الثقب الأسود.
نستخدم قوانين نيوتن للجاذبية. فهي دقيقة جدا.
عندما أطلق المسبار الفضائي سابقا لوصف اقمار كوكب زحل
تم استخدام نفس المعادلات التي اكشفها إسحاق نيوتن في القرن 16 بالضبط .
لهذا السبب كنا قادرين على كشف أسرار النظام الشمسي ... من قوانين الحركة لنيوتن.
لذا ..لم يقتصر عمل نيوتن في المقدره على اثبات حساب حركة الكواكب وحسب ...
لكنه تطرق الى الحركة الميكانيكيه ايضاً .
آلات تعمل الآن على القوانين الواضحة المعالم لنيوتن .
قوانين نيوتن الثلاث للحركة .
القانون الأول للحركة ينص على أن الاجسام تبقى على حالتها الحركية ما لم تؤثر عليه قوة تغيرها من هذه الحالة.
ترى ذلك في حلبة للتزلج على الجليد .. عندما تضرب قرص لعبة الهوكي فانه يستمر في التحرك ما لم توثر عليه قوة خارجية
وهذا مختلف عن قانون الحركة عند ارسطو ..
أرسطو قال : أن الاجسام المتحركة تتوقف لانهاتكون متعبة .
قانون نيوتن الثاني للحركة ينص على أن : القوه = ألكتله × التعجيل ...( تعجيل الجاذبية إلا رضيه)
وهذه المعادلة صنعت المستحيل في الثورة الصناعية. المحركات البخارية والقاطرات، المصانع والآلات ...
كل ذلك بسبب الحركة الميكانيكية التي وضعها إسحاق نيوتن في القانون الثاني للحركة ...
القوه = ألكتله × التعجيل ...
وينص قانون نيوتن الثالث للحركة على أن : لكل فعل ردة فعل .. مساوية المقدار .. مختلفة في الاتجاه
ويعرف بقانون الصواريخ .... وهو السبب في امتلاكنا الصواريخ التي تبحر الى الفضاء الخارجي ..
لذا فالعبرة هنا ... هي عندما أكتشف العلماء القوى الاولى في الكون
الجاذبية ... التي ساعدت فى شق الطريق إلى الثورة الصناعية ... الثورة التي أسقطت ملوكَ وملكات أوروبا
أزاحت الإقطاعية ... وبشرت ببداية العصر الحديث .
كل هذا حدث بسبب رجل نبيل يبلغ من العمر (23)عاماً ... نظر الى الاعلى وسأل هذا السؤال:
هل القمريسقطُ أيضاً ؟
عندما كنت طفلا ... نشأت في كاليفورنيا ...وعندما كنت أنظر الى صور مبنى ناطحة السحاب إمباير ستيتِ ... قلت لنفسي :
كيف يمكن بناء مثل هذه البناية الكبيرة ونحن نعلم انها من المحتمل ان تسقط؟
أعني، لماذا لا تسقط؟
هل بنوا نماذج مصغرة من نفس الاشياء ؟؟؟
هل اخذوا مبنى كبير جدا (كمبنى إمباير ستيتَ) للإختِبار ..وعرفوا بانه سيسقط او لا ؟؟
كيف عرفوا مسبقا أن هذا المبنى لن يسقط؟ والجواب هو:
قوانين نيوتن للحركة ....
في الواقع ...أنا ادرس اليوم قوانين نيوتن للحركة ....
ويمكنك فعلا حساب كل القوى على كل لبنة من مبنى امباير ستيت.
وذلك باستخدام قانون نيوتن الثاني للحركة، القوه = ألكتله × التعجيل ..
عندما كشف نيوتن قوة الجاذبية ....كانت هي القوة الأولى
دعونا الآن نلقي نظرة على القوة الثانية،
والتي تعتبرأعظم قوة مست كل من حياتنا ...
وهذه هي: القوة الكهرومغناطيسية.
منذ أن رَأى البشر البرق و الصواعق السريعة تضيئُ السماء
كانوا منذ ذلك الوقت خائفين من صوت الرعد .......وكانوا يتسألون :
هل الآلهة تسير الصواعق السريعةَ وتخلق الرعد؟ هل هم غاضبون مِنا؟
بمرور الوَقت .. بدأ العلماء يدركون أن من الممكن احداث صواعق (البرق) والرعد على الأرض.
ويمكن أن نحدث في الواقع العديد من الصواعق ( البرق ) باستخدام الكهرباء .
وبدأنا أخيرا ومع ( المغناطيس) باكتشاف ثاني قوة كبيرة تحكم الكون ...
القوة الكهرومغناطيسية
مايكل فاراداي إعطى ميلاد هذه القوة في محاضرات في لندن،
ادهشت الجميع من البالغين إلى الأطفال. وهو يشرح خصائص لا تصدق عن الكهرباء .
بعض الناس يطرحون بعض الاسئله البسيطة ..على سبيل المثال :
إذا كنت في سيارة ..........أو في طائرة
وضربتك صواعق البرق السريعة ؟؟ هل سأكون موصل للكهرباء؟
لماذا لا تقتل الجميع ؟؟
أجاب فاراداي هذا السؤال...وقال: انه صنع قفص فولاذي.
وحين دخل الى هذا القفص .... كهربه
ولم يصاب بالكهرباء على الإطلاق.
هذا ما يسمى : قفص فاراداي
وفي كل مرة تدخل الى هيكل معدني . ستكون محمياً بهذا التركيب.
حسناً .... مالذي فعلة مايكل فاراداي ؟
ساعد فارادي في اكتشاف ثاني أعظم قوة (الكهرومغناطيسية)في الكون مع شيء اخر يسمى :
قانون فاراداي
إذا تحرك سلك داخل مجال مغناطيسي فسوف يتدفق تيار كهربائي خلاله
هذه الفكرة البسيطة أطلقت العنان للثورة الكهربائية.
وهذا هو السبب في أمتلاكنا السدود والمضخات التي يمكن أن تنتج كميات هائلة من الطاقة.
وهذا هو السبب في بناء محطات للطاقة النووية أيضاً .
وهو السبب في امتلاكنا الكهرباء في هذه الغرفه الآن .
وعلى نطاق صغير جدا (بأمكانك استخدام ذلك في دراجتك )
عندما تضع (مصباح دراجة) على دراجتك، فأن دوران العجلة يسرّع مغناطيس.
ثم المغناطيس يدفع الإلكترونات في الأسلاك .
فيتولد تيار كهربى فيضىء مصباح الدراجة .
لذلك وبعبارة أخرى، تم توحيد الكهرباء والمغناطيسية في قوة واحدة.
كنا نعتقد بأن القوة الكهرباء والمغناطيسية كانت منفصلة.
الآن نحن نعرف أنهم في الواقع نفس القوة.
وبالتالي المجال المغناطيسي المتغير يمكنه توليد مجالا كهربائيا.
والمجال الكهربي المتحرك بدوره يولد مجالا مغناطيسياُ أيضا .
ولكن اذا كان بوسعهما خلق بعضمها البعض ؟
لما لا تتذبذب المجالات لخق موجة؟
المجال المغناطيسي المتغير ينتج (يحرض) مجالا كهربائيا
والمجال الكهربي يولد أيضا مجالا مغناطيسيا. وهكذا لانشاء الموجات(الكهرومغناطيسية) ؟
في وقت قريب من الحرب الأهلية الأمريكية، عالم الفيزياء الرياضية:
جيمس كلارك ماكسويل (1831-1879)
تمكن من حساب سرعة تلك الموجات بأستخدام قوانين فارادي .
في واحدة من أعظم الإنجازات في كل العصور،حسب جيمس كلارك ماكسويل
سرعة هذه الموجات ....فاستنتج ماكسويل بأن سرعة هذه الموجات هي نفسها :
(الضوء)
ثم قدم هذا الاكتشاف الذي لا يصدق ... !َ
هذا هو الضوء ...
ما هوهذا الضوء؟
( عبارة عن اضطراب كهرومغناطيسي ينتشر على هيئة موجات )
استنادًا إلى معادلات ماكسويل (نظرية الكهرومغناطيسية) .
لسوء الحظ ... مايكل فارادي لم يحصل على أي تعليم رسمي ..
وأثبت قوانينه بالتجربة العملية وقال : أنه لم يتمكن من وضع اي نموذج رياضي لها .
أما جيمس كلارك ماكسويل فهو عالم الفيزياء النظرية،( مثلي تماماَ) كتب بالفيزياء الرياضية اضطرابات المجالات الكهربائية والمجالات المغناطيسية
وتمسى ب ( معادلات ماكسويل).
هذه المعادلات يجب أن يحفظها كل فيزيائي من خريجي كليات الدراسات العليا.
لا يمكنك الحصول على شهادة الدكتوراه دون حفظ هذه المعادلات.
كل مهندس يتعامل مع الرادار والراديو عليه حفظ هذه المعادلات ... وهكذا ...
إذا ذهبت إلى بيركلي، حيث حصلت على شهادة الدكتوراه من هناك ....
ﻫﻨﺎك قمصان ﺗﺒﺎع في اﻷﺳﻮاق ﻛﺘﺒﺖ ﻋﻠﻴﻬﺎ المعادﻻت اﻟﺜﻤﺎﻧﻲ لماكسويل ... ﺗﺴﺒﻘﻬﺎ ﻋﺒﺎرة: (في اﻟﺒﺪاﻳﺔ ﻗﺎل اﻟﺮب ......... المعادلات ........ ﺛﻢ كان الضوء )
أيها السيدات والسادة، هذه هي المعادلة للضوء .
ماذا يعني هذا بالنسبة لنا ؟؟؟
نتائج الثورة الكهرومغناطيسية تمس حياتنا
هذه صورة للأرض من الفضاء الخارجي.
أنظر في هذه الصورة جيدا ....أوربا مضيئة بالكهرباء
ويمكنك ان ترى في الواقع ثمار كل جهودنا لانتاج الكهرباء، ولتنشيط حياتنا، ولرؤية الأرض مضئيه من الفضاء الخارجي في صورة واحدة .
لذلك دعونا الآن نتحدث عن أعمال فاراداي وماكسويل وتأثيرها على حياتنا
هذه هي شبكة الانترنت.
وهي منتج بسيط من القوة الكهرومغناطيسية.
وبوجودها سيكون لها مردود إيجابي في شتى مناحي الحياة ... في التقدم والازدهار
في العلم والرفاهية ..... وفي النشاط الاقتصادي ايضاً
ومع غيابها سنكون في بؤس وعوز ...
وفي المستقبل، شبكة الإنترنت ستصغّر وستضع في عدساتك .
وعدساتك سوف تتصل بقاعدة معلومات ضخمة لتستحضر الصور فى طرفة عين! وكأنك تتكلّم معهم ..
و عندما يتكلّمون إليك باللغة الصينية، عدساتك ستترجم اللغة الصينية إلى اللغة الإنجليزية .
وتضع النصوص المترجمة اسفل صورهم .
لذا، في المستقبل ستعرف بالضبط مع من تتكلّم حتى بدون الحديث معهم
وهذا يعني ...أنه في حفل رسمي إذا كنت تبحث عن وظيفة، ولكن كنت لا تعرف من هم الاشخاص المهمين
في المستقبل، سوف تعرف بالضبط من هم الاشخاص الذين سوف تلفت اهتمامهم
في المستقبل،الرقائق الإلكترونية سوف تكلف بنساً واحدا، لأننا يمكن تصنيع ترانزستورات أصغر وأصغر.
في المستقبل ستكون ( القوة الكهرومغناطيسية) داخل جسمك
هذه كبسولة إلكترونية تحتوي في داخلها على رقائق .... رقائق أصغر من حبة أسبيرين.
وتحتوي على مغناطيس و آلة تصوير تلفزيونية.
و عند ابتلاعها يوجه المغناطيس الة التصويرلإلتقاط صوراً ل: معدتك، أمعائك
لأننا جميعا نعرف ان معظم الرجال في( منتصف العمر) يخشون - تنظير القولون.
وهذا يعطي معنى جديدا لعبارة في داخل الداخل * (في داخل الجزء الداخلي من الاعضاء)
الآن، دعونا نتحدّث عن القوى العظيمة القادمة التي تحكم الكون.
تحدثنا عن الجاذبية، والتي استطعنا بفضلها حساب حركة الكواكب .
أبحاث نيوتن في الميكانيكا ساعدت في وضع أساس الثورة الصناعية .
مايكل فاراداي وتجاربه في القوة الكهرومغناطيسية: قدمت لنا العجائب في عصر الكهرباء .
الآن، دعونا نتحدث عن العصر النووي...... النجوم والشمس
اغلب الناس فُتنوا واعجبوا بالشمس ...
فأبولو مثلاً: كان إله يسير في السماء في مركبته النارية - ولكن مهلا -؟
لو تمكنا من حساب كمية المواد(النفط . والفحم ) التي سوف تحرقها الشمس لكي تبقى مشتعلة؟؟
سنتدرك أن في بضع مئات السنين،سوف تنطفأ الشمس وتتحول إلى كتلة هشه.
لكن ماذا لو انها أستمرت مشتعلة لبلايين السنين ...؟
اذن لابد مو وجود قوة جديدة...
القوة النووية..... (الضعيفة والقوية)
ساعد آينشتاين ....والآخرين في كشف سرّ النجوم.
يوجد نوعي من القوة النووية.....(الضعيفة والقوية)
القوة النووية الضعيفة تسطير الاضمحلال الإشعاعي( الاضمحلال النووي) لكل نواة .
القوة النووية القوية هي واحدة من أقوى القوى في الكون
قوية جدا بحيث انها تمسك البروتونات بعضها مع بعض(رغم التنافر الشديد بينهما بسبب الشحنات) داخل النواة . منذ نشأت الكون الأولى وبداية الزمن
المعادلة التي سمحت لتحرير الطاقة هي معادلة آينشتاين الشهيرة :
E = MC ^ 2 الطاقة تساوي حاصل ضرب الكتلة في مربع سرعة الضوء
عرض انشتاين كان :( الأثقل يصل أولاً ) .... كلما تزداد السرعة يصبح الجسم اكثر كتلة.
لذا، وزنك ليس ثابت.
عندما تتحرّك بسرعة كبيرة تصبح أثقل ( الشّيء الذي نقيسه كل يوم في المختبر.)
هذا يعني بأنّ طاقة الحركة تحوّلت إلى الكتلة --تجعلك تصبح أثقل.
الآن، أستمع بعناية.كلما تزداد السرعة يصبح الجسم اكثر كتلة
هذا يعني أن طاقة الحركة E ....... تتحوّل إلىM الكتلة
والعلاقة بين E & M بسيطة جدا - تستغرق ثانية واحدة لتدونها على ورقة
هي بالضبط : E = MC ^ 2 الطاقة تساوي حاصل ضرب الكتلة في مربع سرعة الضوء
لذلك ساعدت القوة النووية في تفسير أسرار الشمس، ولكنها خلقت أيضا ما يعرف ب صندوق باندورا ؟
وذلك لان في داخل نواة الذرّة توجد جزيئات ذرية
وعندما تحطّم هذه الجزيئات، ماذا سوف يحصل ؟
جزيئات أكثر........... وعندما يتم تحطيمهم ماذا سوف يحصل ؟
المزيد من الجزيئات . في الواقع، تم اكتشاف الكثيرمن الجزيئات دون الذرية
مئات الآلاف من الجزيئات دون الذرية في كل مرة نقوم بتحطيم تلك الذرات.
واليوم نحطم تلك الذرات باستخدام ما يسمى (محطم الذرات، أو مسرع جزيئات)
لقد اردت بناء ( مسرع جزيئات) في بلدي عندما كنت في المدرسة الثانوية .
عندما كنت في المدرسة الثانوية، ذهبت إلى أمي في يوم من الأيام
وقلت لها : هل يمكنني الحصول على أذن بناء ؟
بناء مسرع جزيئات بقوة 2.3 مليون إلكترون فولت في مرآب المنزل ؟
وقالت لي أمي، "بالتأكيد، لمالا؟ ولا تنسى أخراج القمامة ..
ثم ذهبت لكى أشترى إحتياجاتى من 400 رطل من فولاذ المحولات و 22 ميل من أسلاك النحاس
نجحت فى توليد مجال مغناطيسى بقيمة 10000 غاوس ...و طاقة سحب بمقدار 6 كيلو وات
لكن مع 22 ميل من السلك النحاسي، كيف تلفّه؟
فعلنا ذلك في ملعب كرة القدم في الثانوية.
وضعت 22 ميل من السلك النحاسي على عمود الهدف، وأعطيته إلى أمّي لتكشف بكرة السلك. وبعدها اركض إلى منطقه الـ50 يارد
وأعطيه إلى والدي، الذي كان يديره بعد ذلك على آالعمود الاخر
جمعنا 22 ميلا من الأسلاك النحاسية في الملعب كرة القدم في الثانوية.
واخيراً الة (محطم الذرات) أصبحت جاهزة.
وكانت تسحب طاقة بمقدار 6 كيلو وات و هو كل التيار الذى تستطيع مولدات المنزل أن تقدمه تقريباً .
سددت آذاني، وأغلقت عيوني، فتحت مشغل القوة.. وسمعت بعدهاصوت طقطقة ضخمة
كما ارتفعت الطاقة عن 6 كيلوواط .. بعدها سمعت صوت البوب البوب البوب بعدها انفجر كل قاطع دوره كهربائيه في منزلنا ..
واصبح المنزل مظلماً بالكامل .
أمّي المسكينة-- في كلّ مرّة تعود بها الى المنزل ترى الأضواء تشتعل وتنطفأ .
أمى المسكينة تساءلت لماذا لم تنجب طفل يهوى البيسبول لماذا لا يتعلّم كرة سلة بدلا من ذلك ؟
من أجل الله، لماذا لا يجد فتاة يابانية جميلة؟
"أعني -- لماذا يجب عليه أن يبني هذه المكائن في المرآب؟
حسنا، بنيت هذه المكائن في مرآبي لكي تلفت الاهتمام إنتباه عالم الفيزياء إدوارد تيلر:( أبّ القنبلة الهايدروجينية) .
ورتب لي للحصول على منحة دراسية إلى جامعة هارفارد، ومن هنا بدات مسيرتي
كان يعرف بالضبط ما الذي كنت أفعله .
ما كان لزاما علّي أن أوضّح إليه أن هدفى أن أولد شعاع من المادة المضادة.
كنت أخلق الألكترونات المضادة في مرآب المنزل واستخدم بعدها (محطم الذرات) والذي بدوره يولد الشعاع من المادة المضادة في النهاية .
المادة المضادة :هي المادة المعاكسة
لذلك، الإلكترون له شحنة سالبة.
والبوزيترون، أو الإلكترونات المضادة، لديه شحنة موجبة.
هذا يعني أنه يمكنك اليوم إنشاء المواد المضادة للجزيئات والذرات
وبالفعل تم صنع المادة المضادة للهيدروجين في CERN fبالقرب من جنيف، سويسرا، وكذلك في Fermilab . شيكاغو
حيث يوجد عندهم المادة المضادة للإلكترونات تدور حول البروتونات .
وفي مختبر بروكهافن الوطني في لونغ آيلاند مؤخرا، تم الكشف عن المادة المضادة للالهيليوم .
حيث لدينا اثنين من البروتونات المضادة مع اثنين من النيوترونات المضادة ....لخلق المادة المضادة للهيليوم.
لكل قطعة من المادة، يوجد هناك نظيرها الذي يصنع من المادة المضادة .
وعندما يصطدمان الإثنان ، يصدر مصدر الطاقة الأعظم في الكون .
وتتحول المادة إلى طاقة 100% من خلال النظر إلى معادلات آينشتاين : E = MC ^ 2
نظرية النموذج القياسي
داخل نواة الذرة، يوجد الجزيئات و الجزيئات تحاول تحطيم بعضها البعض
تم اكتشاف الكثير من الجسيمات دون الذرية وفي عام 1950
جي. روبرت اوبنهايمر، والد القنبلة الذرية أدلى مرة ببيان قال فيه :
بأنّ جائزة نوبل في الفيزياء يجب أن تذهب إلى الفيزياوي الذي لا يكتشف جزيئة جديدة هذه سنة.
هذه هي الطريقة التي تم بها اكتشاف العديد من الجسيمات دون الذرية
لذا، دعونا نتحدّث عن (حديقة حيوانات الجسيمات)
نحن علماء الفيزياء اليوم لديها المئات والآلاف من الجسيمات دون الذرية
ولقد تمكنا من تجميعها معاً كما في لغز الصور المقطعة.
ويسمى : النموذج القياسي.
ويحتوي على 36 من الكواركات .... 19 من البارامترات ....3 أجيال من الكواركات...الشاذه والافتراضية
لكن هذه القاعدة الاساسيه الاكثر واقعية والتي تمكن علماء الفيزياء من بناءها.
المليارات من الدولارات، 20 جائزة نوبل كلها ذهبت ل بناء النموذج القياسي،
وهي من اغرب النظريات المعروفة للعلم، لكنها تعمل.
هناك قطعة واحدة في عداد المفقودين، قطعة واحدة تفتقد تسمى :بوسون هيغز من المتوقع العثور عليها .(تم أكتشافها موخراً.... المترجم)
. نريد إصدارنسخة أعلى من هذه النظرية.
تلك النظريه التي نفكر بها هي : نظرية الاوتار .
وتستند نظرية الأوتار على فكرة بسيطة : أن جميع القوى الاساسيه في الكون
الجاذبية، القوة الكهرومغناطيسية، والقوتان النوويتان
يمكن أن توصف ضمن إطار موسيقي .
موسيقى وذبذبات لأوتار صغيرة . صغيرة جداً
لو أمتلكنا مجهر متتطور جدا ونظرنا الى داخل قلب الإلكترون ماذا نرى ؟
نرى وترأ صغير يهتز ....وعند أهتزاز ه فإنه يتحول إلى نيوترينو(جزيئة محايدة)
وعند أهتزاز ه مرة ثانية فإنه يتحول إلى كوارك.
وعند أهتزاز ه مرة اخرى فانه يتحول إلى الجسيمات يانغ ميلز (حسب معادلات نظريات القياس)
وبالواقع اذا تم اهتزازه مرات كافية، سوف نحصل على الآلاف من الجسيمات دون الذرية
والتي تم تصنيفها من قبل علماء الفيزياء.
نعتقد أن نظرية الاوتار : هي نظرية كلّ شيء
نظرية الاوتار يمكن تلخيصها بمعادلة لا يزيد طولها عن بوصة الواحدة ... وهذه هي معادلتي :
وتسمى : نظرية الحقل الوتري ... وكيف سيتم أختبارها ؟
ببناء آلة - أكبر آلة بنيت للعلم من أي وقت مضى في تاريخ الجنس البشري .
وبالقرب من جنيف، سويسرا يوجد فعلا مايعرف ب : مصادم الهادرونات الكبير.
وبالتالي فنحن نعتقد إن بوسون هيغزسوف يرصد من قبل مصادم الهادرونات الكبير
مع أ نبوب يبلغ طوله 17 ميلا محيط بشعاعين من البروتونات في اتجاهين متعاكسين .
ثم يغلقا معا، ويبدأ بخلق وابل من الجسيمات، وبين هذه الجسيمات التي نأمل أن نجدها :هو
بوسون هيغز:(أعلن مختبر سرن في 4 يوليو 2012 أنه متأكد بنسبة 99.999% من وجود بوزون هيغز فعلياً المترجم.)
لكن ليس هذا فقط . نأمل أن تجد جسيمات حتى بعد بوسون هيغز.
المجموعة التالية من الجسيمات إلى ما بعد بوسون هيغز هي جسيمات دون ذرية بسرعات فائقة
وان الطبقة القادمة من لغز الصور المقطعة تسمى: الجسيمات الفائقة .
تكون ذات أهتزازات عالية ..اعلى من أهتزازات الوترية للجسميات العادية
ما عدا ذلك ...ما الذي يمكننا ان نفعله ايضاً ؟
يمكننا أيضا كشف أسرار الانفجار الكبير.
حيث تتوقف معادلات آينشتاين في لحظة الانفجار الكبير ومركز الثقب الأسود.
المكانين الأكثرأهتماماُ في هذا الكون....و هي بعيدة المنال باستخدام معادلات آينشتاين.
نحن بحاجة إلى نظرية أعلى..... تلك النظريه التي تأخذك الى ابعد من
لحظة الانفجار الكبير قبل نشوء الكون .....هذه النظريه هي :نظرية الاوتار
مالذي تقوله نظرية الاوتار ؟
تقول بان هناك أكوان متوازية وعوالم متعددة .
من أين جاء ما كان قبل الانفجار العظيم؟
حسنا، معادلات آينشتاين تعطينا هذه الصورة المقنعة : نحن مثل الحشرات على فقاعة صابون -
فقاعة الصابون تتوسع .....ونحن مثل الذباب العالق على الورقة اللاصقة للذباب، فنحن لا نستطيع الهروب من فقاعة الصابون.
وبعدها حصلت نظرية الانفجار الكبير.
نظرية الأوتار تقول : ينبغي أن يكون هناك فقاعات أخرى .
في الاكوان المتعددة من الفقاعات ... حدث أصطدام بين اثنين من الاكوان
ليشكّل كون آخر.
عندما يقسم الكون إلى النصف، فإنه يمكن إنشاء اثنين من الأكوان، ونحن نعتقد أن هذ هو : الانفجار العظيم؟
وسبب الانفجار الكبير هو إما عن طريق اصطدام الأكوان أو عن طريق انشطار الأكوان .
الاكوان المتعددة .
إذا كان هناك أبعاد أخرى، إذا كان هناك أكوان أخرى، هل يمكن أن نسافر بين هذه الأكوان؟
حسنا، ذلك، بالطبع، صعب جدا.
ومع ذلك، أليس في بلاد العجائب مثلا تعطينا إمكانية على ذلك ؟
نحن ربما في يوم من الأيام قد نخلق ثقب للانتقال بين الأكوان .
هذا هو الثقب.
فكّر بأخذ ورقة و ضع نقطتان عليها.
أقصر مسافة بين نقطتين هي الخط المستقيم.
لكن أذا كنت أستطيع أن أطوى تلك الورقة ... ربما يمكنني إنشاء طريق مختصر،
طريقاً مختصراً بين الزمان والمكان يدعى: الثقب .
وهذا هو الحل الحقيقي لمعادلات آينشتاين
ويمكننا أن نرى هذا بالحقيقة في: نظرية الأوتار.
والسؤال هو : ماهي الطرق العملية للمرور بأحد هذه الأشياء؟
نحن لا نعرف. وفي الواقع هناك مناقشات كثيره بين علماء الفيزياء اليوم
ستيفن هوكينغ،و العديد من الفيزيائيين يحاولون معرفة ما إذا كان من الممكن فعليا الذهاب جسديا من خلال هذا الثقب .
لانهم ان تمكنوا من ذلك فسنكون قادرين على استخدام آلة الزمن.
نظرية الأوتار هي نظرية لكل شيء... كما انها نظرية للزمن
وتسمح لألات الزمن للعمل حسب معادلات آينشتاين ..و لكن في بناء واحد هو في غاية الصعوبة
بطاقة أكثر بكثير من الطاقه سياره «العودة إلى المستقبل» مع البلوتونيوم
لماذا لا نبحث عن الاكوان الاخرى ؟
تعلمون أن بعد تريليونات السنوات من الآن، الكون سيصبح بارد جداً
ونعتقد انه يتوجّه إلى الانجماد .
كل النجوم التي تلمع ... ستتوقف يوما ما عن اللمعان..... بعدها تموت كل النجوم ....
الكون سيكون كبير جدا، و بارد جدا.
وهنا كلّ الحياة الذكية في هذا الكون يجب أن تموت.
قوانين الفيزياء حكمت بالاعدام على جميع أشكال الحياة الذكية.
لا يوجد سوى طريق واحد للهروب من الموت في هذا الكون
و هو: الرحيل .
حسنا،نحن الآن، بالطبع، ندخل عالم الخيال العلمي، لكن على الأقل عندنا تلك المعادلات :
معادلات نظرية الأوتار، والتي سوف تسمح لنا حساب إذا كان من الممكن أن نمر عبر الثقب .
للذهاب إلى كون آخرأكثر دفئا، وربما نستطيع أن نبدأ من جديد.
القوة الخامسة .
اذا كنت تريد أن تلخّص مسيرة الفيزياء على مدى العشر آلاف سنة الماضية
فستكون باستقطار قوانين الطبيعة إلى أربع قوى أساسية : هي
الجاذبية والقوة الكهرومغناطيسية، ، والقوتان النوويتان.
ولكن السؤال بعد ذلك هو: هل يوجد هناك قوة خامسة ؟
قوة غير تلك القوى يمكننا قياسها في المختبر؟
وصدقوا أو لا تصدقوا، هناك علماء الفيزياء بالحقيقه نظروا بعناية شديدة لتلك القوة الخامسة.
ربما بعض الناس يعتقدون انها ظواهر روحية .
ربما هي قوة التخاطر ، وربما انها ما يسمى بالقوى النفسية، وربما انها قوة العقل ربما الوعي .......
حسنا، أنا عالم فيزياء . ونحن نؤمن بإختبار النظريات لتأكيد بأتها :
ليست مزورة أو مكررة .
نحن نريد التأكد بأن نظريتك الخاصة مطلوبة ....وتعمل في كل مرة دون استثناء.
وإذا فشلت نظريتك مرة واحدة فهئ خاطئه .
وبعبارة أخرى، نظرية آينشتاين تعمل في كل مرة دون استثناء ...
مرة واحد تكون نظرية آينشتاين مخطئة، فالنظرية كلها غير صحيحة.
حسنا، حتى الآن نحن يمكن أن نعيد إنتاج واستنساخ هذه النظريات الطبيعية الأربع
لكن لا يمكننا ذلك مع نظرية الخامسة .... -- نحن نبحث عنها .
يعتقد بعض الناس بأنّ القوة الخامسة قد تكون قصيرة المدى ونحن لا نستطيع تأكيد ذلك .
الكون بإيجاز:نظرية كل شي ترجمة : Mr.S798
الطاقة المظلمة
نحن علماء الفيزياء في السنوات العشر الأخيرة اكتشفنا مصادرجديدة للطاقة
أكبر من المجرة نفسها - الطاقة المظلمة.
اليوم أدركنا أن 73 % من كوننا هو مادة وطاقة
و 73 % هي في شكل من أشكال الطاقة المظلمة - الطاقة من لا شيء.
التي تبعد وتبعد المجرات عن بعضها البعض.
وهي ايضاً طاقة الانفجار الكبير نفسه.
الاطفال يسألون هذا السؤال "إذا كان الكون أنفجر،ما اي شي صنع هذا الانفجار"
والاجابة هي : الطاقة المظلمة.
73 % من طاقه الكون هي شكل من أشكال الطاقة المظلمة
23٪ هي المادة المظلمة. المادة المظلمة هي مادة غير مرئية تحملها المجرةمعا ... 23% من الكون مادة مظلمة.
النجوم، مصنوعة من الهيدروجين والهليوم، ويشكلون 4 % من الكون.
وبعد ذلك ماذا بشأننا؟ نحن من عناصر أعلى -- نحن، مصنوعين من الأوكسجين، الكاربون، النتروجين،التنغستن،والحديد.
نحن نشكل 0.03٪ من الكون فقط !
وبعبارة أخرى نحن محظوظين .
إنّ الكون بشكل رئيسي مصنوع من الطاقة والمادة المظلمة .
أنها في الواقع تغرق النجوم، المجرات الساحقة .
الآن، ما هي المادة المظلمة، التي تشكل 23٪ من الكون.؟
لا أحد يعرف. نظرية الاوتار تعطينا مجرد فكرة، لكنها ليست جواب جازم.
بكلمة أخرى، علماء الفيزياء الشباب اليوم موجودين وهم طموحين جدا
وقد تقول إلى نفسك الآن، هل يجب ان اذهب الى الفيزياء ...؟
هل لأنها لديها بالفعل مرشح لنيل جائزة في نظرية الحقل الموحد، أليس كذلك؟
هل لكي ننجز كتاباً واحداً بدل كل الكتب الفيزياء الدراسية لكي يقول بأنّ الكون بشكل رئيسي مصنوع من الذرّات، اليس كذلك؟
هذا هو، الكون بشكل رئيسي مصنوع من الذرّات.
غير صحيح!
في السنوات العشر الماضية، لقد وصلنا إلى إدراك أن معظم الكون هو مظلم .
وهناك رف كامل من جوائز نوبل للشباب ... لمن يستطيع فهم سر المادة المظلمة والطاقة المظلمة.
اسمحوا لي أن أقدم بعض النصائح لك إن كنت من الشباب الفيزيائي،أومن خريجي كليات الدراسات العليا.
لديك أحلام لكي تصبح مثل أينشتاين ، احلام في العمل على نظرية الأوتار، وأشياء من هذا القبيل.
ثم صدمتكم الفيزياء الابتدائية في بداية الدراسة
اسمحوا لي أن أكون صريحا.
نحن علماء الفيزياء نخفق معظم الطلاب مع الفيزياء الابتدائية،
ونحن تقريبا نشجع دائما العمل بقسم الهندسة بدلا من الفيزياء
نحن لا نريد تدريب مهندسين يصنعون جسوراً تتمايل .
نحن لا نريد مهندسين يصممون ناطحات السحاب التي تسقط في النهاية
_عليك أن تعرف قوانين الميكانيكا.... هنا خلاصة القول
لذلك، قبل أن تتمكن من العمل مع قوانين آينشتاين، عليك العمل مع قوانين الاحتكاك، البكرات والحبال و التروس.
نتيجة لذلك، سيكون عندنا معدل عالي جدا ينحي نسبة المغادره عند الفيزياء الابتدائية.
لذا، إن كنت من الشباب الفيزيائي الذي تخرج والنجمومية بين عينيك ...
وأنت تصادف فيزياءي مبتدئ للمرة الأولى، احترس .
وذا كان لديك وقت عصيب ... هذا هو الحل .....
أنا بدأت حياتي كفيزياوي تجريبي، ثمّ ذهبت إلى هارفارد، تحدثت مع مستشارين في الفيزياء
تحدتث مع واحد من اعظم الفيزيائين التجربيين الاستاذ بوند ...
وقال لي أنه ربما حان الوقت لإعطائك قسطا من الراحة.
قال لي، "مهاراتك أفضل بكثير مع الشي الذي تحبّه أكثر"
وهي الفيزياء النظرية والرياضيات، وعوالم من الأبعاد الأعلى
وأدركت أنه ربما كان على الحق.
الاشياء حول الفيزياء النظرية وعلوم الابعاد كانت تفتنني حقاً
حاول ان تعثر على القاعدة الأساسية في كل شيء بدلا من محاولة تدليك كل النظريات أو لتقديم نظريا ت أجمل
لماذا لا تكتشف عملك ، والذي يجعل عليك علامة مميزة ، هذا ما أقوم به من أجل لقمة العيش.
أنا عالم الفيزياء النظرية.
شكرا جزيلا.
الكون بإيجاز:نظرية كل شي ترجمة : Mr.S798