f118
| 18 |
|---|
المشاكل المعلقة في الفيزياء الفلكية والكونية المعاصرة.
...تُعاني هاتين التخصصين من كثرة المشكلات غير المحلولة بشكل ملحوظ. تاريخيًا، مرّت دراسة الكون بعدة مراحل. لن نستعرض هنا تاريخ الفلك. ساهمت التحليل الطيفي في الحصول على بيانات مهمة حول تركيب الأجسام ودرجات حرارتها، كما مكّن قياس تأثير دوبلر من تحديد مجالات السرعة وحساب كتلة النجوم على مسافات تفوق بكثير قطر النظام الشمسي. وقد مكّنت اكتشاف معايير المسافة (النجوم المتغيرة القيسية) من توسيع هذه القياسات إلى مقاييس كونية (50 مليون سنة ضوئية).
...استخدام أدوات الهندسة التفاضلية في علم الكون (المعادلة الميدانية) سمح بطرح نظرة جديدة على بعض الظواهر (التمدد الكوني، الظواهر النسبية المحلية).
...مكّنت اكتشافات الفيزياء النووية من بناء نماذج للنجوم. ولكن كما رأينا سابقًا، تعرّضت فجأة المعرفة التي كان البشر يعتقدون أنهم يسيطرون عليها في عمل النجوم إلى تحدٍّ كبير.
...كما ساعدت الفيزياء النووية في التقدم أكثر في الزمن الماضي، وفسّرت مثلاً غناة الهيليوم.
لكن:
-
لا يوجد أي نموذج نظري لل مجرة. في هذا المجال، لم نتجاوز مرحلة التجريب.
-
لا نعرف كيف تتشكل هذه الأجسام، ولماذا لها كتلة معينة وليس أخرى، ولا كيف تتطور. تظل شكل منحنى دوران المجرات، الذي يُظهر سرعة عالية على الحواف، لغزاً.
-
تبقى النظريات المتعلقة بالهيكل الحلزوني، التي تعتمد فقط على المحاكاة العددية، موضع شك كبير.
-
يوجد تناقض كبير بين قياسات الكتلة والحقول السرعة المُقاسة (ظاهرة الكتلة المفقودة).
-
نفس التناقض ينطبق على كتل المجرات.
-
توجد العديد من المجرات غير المنتظمة للغاية، حولها قال الفلكي البريطاني سير جيمس جينز: "عندما ترى مثل هذه الأشكال، لا يمكنك مقاومة فكرة أن هناك قوى هائلة تعمل في الكون، نجهل طبيعتها".
-
على مستوى علم الكون، يوجد تناقض معين بين عمر الكون، المقدّر من أقدم النجوم في مجرتنا، ومن قياسات التمدد (قانون هابل، ثابت هابل).
-
لا نفهم كيف تُشكّل البنية الكبيرة والفارغة للكون، حيث تُوزّع المجرات حول فراغات ضخمة.
-
تم اكتشاف العديد من أزواج المجرات التي تنتهك قانون هابل (أقرب جسم له احمرار أكبر من الثاني، الذي يقع في الخلفية).
-
تم اكتشاف مصادر ذات احمرار عالي جدًا، لا تتجاوز حجمها حجم النظام الشمسي، ولكنها تُصدر طاقة تُعادل طاقة مجرة كاملة (الكوازارات). مصدر الطاقة غير معروف. يعتقد بعض الفلكيين أن هذه المصادر هي نوى "مجرات نشطة" (مجرات سيفيرت). ولكن عندما يُسألون عن تعريف "مجرة نشطة"، التي يبدو نواتها في حالة انفجار، يجيبون: "أنها تحتوي على كوازار في مركزها".
-
بواقع واحدة يوميًا في المتوسط، يُسجّل الفلكيون نبضات غاما. آلية الإرسال، والمسافة، وطبيعة المصدر: غير معروفة.
-
تأثيرات الانعكاس الجاذبي المرتبطة بالمجرات وكتل المجرات لا تتطابق مع كتلة هذه الأجسام.
-
توقّعت النظرية وجود بقايا نجوم كثيفة، أي نجوم النيوترون. عادةً، عندما يتنبأ عالم نظري رائد (مثل الفيزيائي الأمريكي فريتز زويكي عام 1931 بوجود المستعرات العظمى) بجسم ما، تُكتشف بسرعة عدة أشياء، ثم مئات: نجوم النيوترون (التي، عند دورانها السريع، تُنتج ما يُعرف بـ"النجم النابض"). غالبًا ما تكون مرتبطة بنجم آخر، يُرسل إليه كتلة تُجبره، في بعض الأحيان، على تجاوز "كتلته الحرجة"، المقدرة بـ2.5 كتلة شمسية. في هذه الحالة، لا يمكن للنيوترونات التي تكوّن هذا الجسم، المضغوطة بقوة، أن توازن قوة الجاذبية، فينهار الجسم على ذاته. لا نعرف كيف نصف هذا الانهيار. النموذج النظري للثقب الأسود، الذي يُستدعي كحل للمعادلة الميدانية، يعاني من عيب مزعج. فهو حل للمعادلة:
**S **= 0
أي معادلة حيث T = 0، وتصف منطقة في الفضاء لا يوجد فيها كثافة طاقة-مادة. علاوة على ذلك، ما يعزز المقاومة لهذا النموذج هو ندرة المرشحين للثقوب السوداء منذ ثلاثين عامًا، رغم أن العلماء يستخدمونها في كل مكان لـ"تفسير" أي شيء وكل شيء.
-
العودة إلى علم الكون، والنموذج القياسي المعروف بـ"الانفجار العظيم"، لا يستطيع تفسير الانتظام المذهل لهذه الآثار الأحفورية للكون الأول، وهي الإشعاع الخلفي عند 2.7 كلفن. وفقًا لهذا النموذج، في مراحل مبكرة من الكون، كانت جسيمان متجاوران يبتعدان عن بعضهما بسرعة تفوق سرعة الضوء. وبالتالي، لا يمكن أن يتفاعلا. كان الكون الأولي غير متصادم. إذًا، لماذا كان بهذا الانتظام؟
-
من المستحيل تحديد الزمن من مرحلة معينة، عند العودة إلى الماضي. وبأي حال، فإن وصف الكون في حالته الكثيفة جدًا وساخنة جدًا يعاني من الأزمة الحالية في فيزياء الطاقات العالية.
-
لا يستطيع النموذج القياسي، المبني على حل معادلة آينشتاين، أخذ الظواهر الكهرومغناطيسية بعين الاعتبار. بشكل عام، لا يوجد رابط بين فيزياء الجسيمات وسلوك الكون على المقياس الكبير. رغم وجود مجلة تُسمى "الجاذبية الكلاسيكية والكمية"، لم تُستطع طريقة التكميم توسيعها إلى الجاذبية. لا نعرف كيف نعرّف جسيم الجاذبية المحتمل (الجرافيتون).
خمسون عامًا من عدم الفيزياء.
...الازمة العلمية حقيقية بالكامل، ولا تقتصر على الفيزياء الفلكية وعلم الكون. نجاحات الميكانيكا الكمومية التنبؤية تُوهم. كثير من جوانب النظرية لا تزال في نطاق شبه تجريبي. لا يوجد لدينا أي وسيلة لربط كتلة الجسيمات وشحنتها الكهربائية. لا نستطيع التنبؤ بكتل الجسيمات. نموذج الكواركات يشبه بشكل سيء نموذج الدوائر المضافة عند بطليموس. الميكانيكا الكمومية عاجزة عن تفسير نقص النيوترينوات الشمسية.
...رغم أن معظم الفيزيائيين النظريين يتجهون حاليًا إلى عالم الأوتار الفائقة (بسبب عدم وجود فكرة بديلة)، فإن هذه "التخصص الجديد" تبين منذ ثلاثين عامًا أنها غير قادرة على تفسير أي ملاحظة، ولا تُقترح أي تجربة ممكنة. وفقًا للرياضياتي جان-ماري سوريو (الذي يملك تعريفه الخاص للفيزياء النظرية: الرياضيات دون دقة. الفيزياء دون تجربة)، فإننا عشنا "خمسين عامًا من عدم الفيزياء". يعتقد أن لا اكتشافات فيزيائية نظرية جديرة بالذكر ظهرت منذ أعمال فاينمان، التي تعود إلى خمسينات القرن الماضي.
...منذ بضع سنوات، أظهر لي جزءًا من محاضرة في مؤتمر دولي حول الأوتار الفائقة، وقرأ لي جزءًا من الخطاب الافتتاحي من قبل مسؤول المؤتمر:
- *رغم أن نظرية الأوتار الفائقة لم تُقدّر أي ظاهرة حتى الآن، ولا ساعدت في تفسير أي تجربة أو ملاحظة...