a101 ** **
| 1 |
|---|
مقدمة.
هدفنا هو تقديم بعض الرؤى الجديدة في علم الفلك والكونيات ونظرية الجسيمات الأساسية.
الفكرة الأساسية بسيطة نسبيًا. يمكن التعبير عنها بثلاثة أشكال مختلفة:
-
بلغة متخصصة.
-
بشكل رسومي.
-
بطريقة عادية.
يمكن كتابة نصوص عادية عن العلم بطرق مختلفة.
...بشكل عام، يقدّم الكاتب للكتب العادية المكرسة للعلم صورًا جميلة، من أجل تحفيز خيال القارئ. ولكن، بحلول نهاية الكتاب، لم يحقق تقدمًا حقيقيًا.
باستخدام الصور، أعني الهندسة، التي غزت الفيزياء بشكل كبير منذ قرن، يمكننا تقديم طعام أفضل للأدمغة.
...التحويل التمثيلي المناسب يسمح بطرح الأهداف الرئيسية والمسارات لنظرية. وبالمناسبة، يكتسب القارئ، في النهاية، معرفة قوية في الهندسة المستوية.
نيوتن ونيوتن العكسي.
...تُنظم الهياكل الكونية بقوة أساسية: الجاذبية. إذا لم تجذب الأجسام الكونية بعضها البعض، لن يحدث شيء هناك. لم تُشكّل المجرات، ولا النجوم، ولا الكواكب. لم يكن لدينا نحن هنا لنتحدث عن ذلك. على سبيل المثال، إذا كانت قوة الجاذبية قوة دافعة، فإنها ستمنع الأجسام من الاقتراب. سيظل الكون بلا شكل، مترهلًا، وهو أمر ممل جدًا.
قانون الجذب هو قانون نيوتن:
(1)
G هي ثابت الجاذبية. m وm' هما ماسوتان وd هي المسافة بينهما.
...كما سيُظهر لاحقًا، نموذجنا يتضمن "كتلًا طبيعية m" وشيئًا نسميه "كتلة خيالية m". المجرات، والنجوم، والكواكب، والإنسان، والقطط، مصنوعة من كتلة طبيعية. لا أحد يعلم إن كانت قطط خيالية موجودة.
...النقطة الرئيسية هي أن المادة والكتلة الخيالية تتفاعل فقط من خلال قوة الجاذبية. خارج ذلك، تتجاهل بعضها البعض. على سبيل المثال، لا يمكنها تبادل الفوتونات، وبالتالي فإن الأجسام الخيالية غير مرئية من فرعنا من الكون. في المقابل، إذا كان هناك "مُراقب خيالي"، فإنه لا يستطيع رؤيتنا، أو مجراتنا، أو نجومنا، إلخ...
مخطط التفاعل هو كما يلي:
(2)
كتلتين عاديتين تجذبان بعضهما البعض، وفقًا لقانون نيوتن الكلاسيكي.
نفس الشيء بالنسبة لكتلتين خياليتين.
ولكن كتلة عادية وكتلة خيالية تتنافران، وفقًا لقانون "نيوتن العكسي":
(3)
...يمكننا وضع مجموعتين من النقاط الكتلية، تتوافق مع الكتل العادية والخيالية، في الحاسوب، وتركها التفاعل، ورؤية ما يحدث. ولكن سيُعارض الفيزيائي فورًا:
- مادتك الخيالية لها كتلة سالبة m* < 0!
في الواقع، إذا عكّسنا إشارة كتلة واحدة في قانون نيوتن:
(5)
فإن إشارة القوة تتغير.
...ولكن إذا عكّسنا إشارة كتلة واحدة، فإن القوة تبقى كما هي. لذلك، من المرجح أن نستنتج أن في هذا النموذج لدينا ببساطة نوعين من الكتل: إيجابية وسلبية، لأنها تأخذ في الاعتبار مخطط القوة المقترح.
...لكن الكتلة السلبية m* < 0 تتوافق مع طاقة m*c² < 0، والتي تم دراستها أولًا من قبل الرياضي الفرنسي جان ماري سوريو في كتابه:
هيكل الأنظمة الديناميكية (الطبعة الأولى في فرنسا، 1973، الصفحات 197 إلى 200): مطبوعات بيركهاوزر، 1997.
...تطرح الأجسام ذات الطاقة السلبية مشكلة جادة. في الواقع، ماذا يحدث عندما تصيب أجسامًا ذات طاقة إيجابية (كتلة إيجابية)؟
...هذا لا يتوافق مع انفجار المادة والمضادة. كما سيُظهر في الفيزياء الهندسية B، 4، المضادة الموجودة في كوننا تمتلك كتلة وإمكانية إيجابية. تصادمها ينتج فوتونات. الفوتونات المنتجة تحمل كمية الطاقة الإجمالية للجسيمات المادية والمضادة قبل تصادمها. إذا اصطدمت أجسامان ذات طاقة معاكسة، فإن النتيجة ستكون مختلفة تمامًا. سيؤدي ذلك إلى... لا شيء.
...في البداية المبكرة للكون، وفقًا لنموذج قياسي، تتصادم المادة والمضادة بشكل متكرر، مما ينتج فوتونات ذات طاقة عالية. ولكن، من ناحية أخرى، هذه الفوتونات ذات الطاقة العالية تنتج أزواجًا من الجسيمات المادية والمضادة. توازنا هذان العمليان في الكون المبكر. ولكن إذا كان الكون يحتوي على كتل إيجابية وسلبية، وجزيئات ذات طاقة إيجابية وسلبية، فإن المجموعتين ستُلغيان بعضهما البعض ببساطة. إذا كانت النسبة الأولية 50/50، فإن الكون بأكمله سيختفي.
هذا هو السبب في أن الفيزيائيين يشككون بشدة في الجسيمات ذات الكتلة السلبية.
...هذا هو السبب في أن من الضروري تقديم النموذج بشكل رسومي. كما سيُظهر لاحقًا، "يعمل كما لو كانت الكتلة الخيالية تمتلك كتلة سالبة". لفهم هذا التناقض الظاهري، يجب أن نتعلم بعض الهندسة.