عالمان متماثلان

أكوان مزدوجة

...فيما يلي نموذج تعليمي يهدف إلى توضيح ظاهرة عدم الاستقرار الجاذبي المشترك. لنفترض نوعًا من حوض السباحة. في منتصف الارتفاع، تحت الماء، نضع شبكة أفقية مرنة وخفيفة الوزن. فوقها نضع كرات ذات وزن، مما يسبب تأثيرًا على الشبكة. من الأعلى نضع كمية مساوية من كرات التنس الصغيرة، بنفس الحجم. هذه الكرات، الحساسة لقوة طفو أرخميدس، ستؤثر أيضًا على الشبكة، لكن باتجاه معاكس. ويمكننا أيضًا الترتيب بحيث تكون جميع الكرات بنفس القطر.

...إذا كانت هناك توزيع موحد من الكرات الثقيلة والكرات الصغيرة من كلا الجانبين، فإن النتيجة الصافية للقوى المؤثرة على الشبكة ستكون صفرًا في كل مكان، والشبكة ستبقى أفقية (أي أن الانحناء سيكون صفرًا). لكن الحظ قد يُسبب تجمع بعض الكرات الثقيلة في مكان ما. فسوف تؤدي إلى تشكيل بؤرة في الشبكة، وتحت تأثير ذلك، تُدفع كرات التنس بعيدًا. بشكل تخطيطي، عند أخذ مقطع، ستتخذ السطح الشكل التالي:

تتجمع الكرات الثقيلة، وتُشكل بؤرة في الشبكة.
تُدفع كرات التنس إلى الخارج، وتتجمع حول البؤرة.

...من الناحية البديهية، نتخيل أن الظاهرتين، بدل أن تتعارضا، تتكاملان. فوجود حلقة من الكرات الزائدة حول البؤرة سيزيد من عمقها، وبالتالي يعزز "الاحتواء" لهذه الكرات الكثيفة.

...يمكن التفكير في عدم الاستقرار الجاذبي باستخدام توزيع وحيد من الكرات الثقيلة، موزعة على فراش مطاطي كافٍ لين. إذا تجمع بعضها عشوائيًا في مكان ما، فسوف تخلق بؤرة أو تجويفًا، حيث تميل الكرات المجاورة إلى الهبوط نحوها. يُسمى هذا الظاهرة "التكاثر".

...إذا أخذنا شبكة ووضعنا تحتها فقط كرات التنس، فهذا النظام سيكون أيضًا غير مستقر. إذا تجمع بعض كرات التنس في مكان ما على الشبكة، فسوف تجذب كراتها المجاورة لتتجمع معها. مع هذا النموذج المكون من مجموعتين، الكرات الثقيلة وكرات التنس، لدينا تأثيران متكاملان، يُشبهان ظاهرة "عدم الاستقرار الجاذبي المشترك". وللنموذج ميزة إضافية، وهي توضيح التماثل الموجود بين النظامين الفرعيين.

...إذا عدنا إلى النظام المكون من مجموعتين، فسيكون الشكل كالتالي:

تتجمع كرات التنس، وتُحدث بروزًا في الشبكة.
تُدفع الكرات الثقيلة إلى الأطراف.

...لقد حاولنا اختبار هذه الفكرة من خلال افتراض توزيعين:

• مادة باردة، كثافة r
• مادة شبحية، كثافة r * @ 64 r، أكثر حرارة: حيث تكون السرعة المتوسطة للحركة الحرارية في عالم الشبح V*th أربع مرات أعلى من تلك في عالمنا، وهي معطيات مستمدة من دراسة التوسعات المشتركة للعالمين، [انظر على الموقع: فيزياء هندسية، 3، القسم 3 والرسم التوضيحي 5].

...تم إجراء الحسابات من خلال محاكاة رقمية ثنائية الأبعاد باستخدام 5000 نقطة كتلة لكل مجموعة. هذه النتائج تُعتبر توضيحية فقط. ينبغي إجراء حسابات ثلاثية الأبعاد، وبما يتطلب إدارة عدد كبير جدًا من نقاط الكتلة، وهو ما لم يكن ممكنًا مع نظامنا. لذلك لا ينبغي أخذ النتائج ثنائية الأبعاد حرفياً.

...من الناحية النوعية، تُقود المادة الشبحية العملية. فهي تُولّد كتلًا متراكبة بسرعة نسبيًا (فوق الزمن الخاص بالتكاثر، العكسي بالنسبة لجذر الكثافة، أقصر). ثم تُدفع هذه الكتل (الكُتل) مادة علمنا إلى الفضاء المتبقي، مما يمنحها التكوين الفجائي. انظر: J.P. Petit, P. Midy و F. Landsheat: فيزياء المادة الشبحية والكونية. 5: نتائج المحاكاة الرقمية ثنائية الأبعاد. VLS. حول نموذج محتمل لتكوين المجرات. [انظر على الموقع: فيزياء هندسية A، 8، 1998.]

الناتجان، مُضاعفان:

...الجاذبية هنا هي أن التوزيع أصبح مستقرًا. تُثبّت كتل المادة الشبحية التوزيع الفجائي للمادة، والعكس صحيح، حيث تُحبس هذه الكتل في "الثقوب" بينها. هذا يفسر الاستقرار الكبير المُحقَّق (بمدى عمر الكون). وتشكل "الثقوب" في المادة حاجزًا جاذبيًا بالنسبة لعناصر المادة الشبحية الناتجة عن التجمعات، والتي تُسرّع عند التصادمات (في المعنى الإنجليزي لـ"encounter"، أي تفاعل ثنائي بين نقطتين كتليتين من المادة الشبحية).

ملاحظة (فبراير 2000):

جميع هذه النتائج الحسابية تعود إلى ست سنوات. كيف يمكن لمن قرأ كتبي أن يعلم أن جميع هذه المحاكاة، المثيرة للاهتمام والواعدة، أُجريت في 1993-1994، أولًا من قبل زميلي وصديقي بيير ميدي على "كراي قديم"، ثم من قبل "فريد"، باحث شاب اختار البقاء مجهول الهوية، وهو ما أعطيه حقًا. تم إجراء الحسابات حينها "بشكل مُخفي" على حاسوب قوي يدير بيانات مسرع جسيمات أوروبي. ثم غيّر فريد مختبره، ولم تعد مثل هذه الأمور ممكنة في مختبره الجديد. ولهذا، تم التخلي عن المنهجية الحاسوبية لمدة ست سنوات طويلة. لكن حديثًا، حدث أمر جديد. أولاً: تطورت الحواسيب بشكل كبير خلال ست سنوات (السرعة، وبشكل خاص القدرة على الذاكرة العشوائية)، بحيث أصبحت حسابات كانت تتطلب وحدات قوية مخصصة للبحث، ممكنة الآن حتى لأشخاص عاديين. ثانيًا: تواصل اثنان من المهندسين المتقاعدين، لكنهم شغوفون بالفيزياء الفلكية والكونية. فباستخدام حواسيبهم الخاصة، أجرى أحدهما محاكاة جيدة نسبيًا، بتعطيل "مجرة رقمية ثنائية الأبعاد" مكونة من 3000 نقطة كتلة، بواسطة "شريك عابر" مكوّن من 300 نقطة. ببساطة، نموذج كلاسيكي يؤدي إلى الشكل الحلزوني للمجرة المعروفة بـ"مجرة كلاب الصيد"، المعروفة أيضًا بـM51. عند رؤية هذه الصور، يُقال فورًا: "هذا ما كنا نستطيع فعله قبل عشر سنوات في الدوائر البحثية، باستخدام وسائل حاسوبية قوية". بالطبع، لم تستمر البنية الحلزونية. فقد اختفت عندما ابتعد الشريك المُعطل (وهو أمر معروف منذ زمن طويل). وقد حفزت هذه النتائج المتفائلة المهندسين، فتَمَّت محاولة التواصل مع ستة فيزيائيين فلكيين معروفين، طالبين منهم "إرشادات"، لكن لم يُجب أحد منهم بلطف. لذا كنتُ هو السابع الذي تواصلوا معه. وتجدر الإشارة إلى أنني كنتُ سعيدًا جدًا بهذا الدعم، وربطت فورًا هؤلاء الزملاء الجدد بمحاكاة جديدة. يبدو أنهم يُنجزون عملهم بشكل جيد، وإذا استمر الأمر هكذا، فسوف نحصل على "نتائج حديثة" خلال الأشهر القادمة. انتظار مثير، لأن الهدف لا يتجاوز محاكاة ولادة مجرة. أمر مُستقبلي للرصد.

الصفحة السابقة الصفحة التالية

العودة إلى الصفحة الرئيسية

../../bons_commande/bon_global.htm

عدد مرات زيارة هذه الصفحة منذ 13 يونيو 2005: