لقد مر أكثر من 50 عامًا منذ أن اقترح علماء الفلك لأول مرة "المادة المظلمة"، والتي تعتبر الشكل الأكثر شيوعًا للمادة في الكون. ومع ذلك، ليس لدينا أي فكرة عن ماهية المادة المظلمة. لم يتمكن أحد من رؤية المادة المظلمة بشكل مباشر أو إنتاجها في المختبر. ولكن هل هناك نظريات منافسة تشرح نفس البيانات بشكل أفضل؟
بقلم أنطونيس أنطونيو، طالب دكتوراه في فلسفة العلوم، جامعة بريستول
لقد مر أكثر من 50 عامًا منذ أن اقترح علماء الفلك لأول مرة "المادة المظلمة"، والتي تعتبر الشكل الأكثر شيوعًا للمادة في الكون. لكن، ليس لدينا أي فكرة ما هي المادة المظلمة لم يتمكن أحد من رؤية المادة المظلمة بشكل مباشر أو إنتاجها في المختبر. ولكن هل هناك نظريات منافسة تشرح نفس البيانات بشكل أفضل؟
فكيف يمكن للعلماء أن يكونوا متأكدين من وجودها؟ اتضح أن الفلسفة يمكن أن تساعدنا في الإجابة على هذه الأسئلة.
في سبعينيات القرن العشرين، كشفت الأبحاث الرائدة التي أجراها عالما الفلك فيرا روبين وكينت فورد حول كيفية دوران مجرتنا المجاورة أندروميدا تناقض مدهش بين النظرية والملاحظة. وفقا لأفضل نظرية الجاذبية لدينا - قوانين نيوتن - يجب أن تدور النجوم والغازات في المجرة ببطء أكثر فأكثر كلما ابتعدت عن مركز المجرة. وذلك لأن معظم النجوم ستكون قريبة من المركز، مما سيخلق قوة جاذبية قوية هناك.
وأظهرت النتائج التي توصل إليها روبن وفورد أن الأمر لم يكن كذلك. تتحرك النجوم الموجودة على الحافة الخارجية للمجرة بنفس سرعة حركة النجوم حول مركزها. فكرة أن المجرة يجب أن تكون جزءا لا يتجزأ من هالة كبيرة من المادة المظلمة تم اقتراحها في الأصل لتفسير هذا الشذوذ (على الرغم من أن آخرين اقترحوا ذلك من قبل). وتتفاعل هذه الكتلة غير المرئية مع النجوم الخارجية من خلال الجاذبية لتزيد من سرعتها.
وهذا مجرد مثال واحد على العديد من الحالات الشاذة في الملاحظات الكونية. ومع ذلك، يمكن تفسير معظمها بشكل متساوٍ من خلال تعديل قوانين الجاذبية الحالية لديناميات نيوتن والنسبية العامة أينشتاين. ربما تتصرف الطبيعة بشكل مختلف قليلاً على مقاييس معينة عما تتنبأ به هذه النظريات؟
ومن أولى النظريات من هذا النوع، التي وضعها الفيزيائي الإسرائيلي موردخاي ميلجروم عام 1983، اقترح ذلك قد تعمل قوانين نيوتن بشكل مختلف قليلاً عندما يتعلق الأمر بتسارعات صغيرة جدًا، كما هو الحال عند حافة المجرات. يتوافق هذا التغيير تمامًا مع دوران المجرة المرصود. ومع ذلك، فإن الفيزيائيين اليوم يفضلون بأغلبية ساحقة فرضية المادة المظلمة المدرجة في ما يسمى بالنموذج آلية التنمية النظيفة (المادة المظلمة الباردة لامدا).
هذا الرأي متجذر بقوة في الفيزياء لدرجة أنه يطلق عليه "النموذج القياسي لعلم الكونيات". ومع ذلك، إذا كانت النظريتان المتنافستان للمادة المظلمة والجاذبية المعدلة يمكنهما تفسير دوران المجرة وغيره من الحالات الشاذة بشكل متساوٍ، فإن المرء يتساءل عما إذا كانت لدينا أسباب وجيهة لتفضيل إحداهما على الأخرى.
يوضح الرسم البياني سرعة دوران النجوم والغاز (المحور الرأسي) كدالة لبعدها عن المركز (المحور الأفقي). تقترح النظرية أننا يجب أن نحصل على الرسم البياني المسمى "المتوقع بواسطة القرص المرئي"، لكن الواقع مختلف. ويكيبيديا، CC BY-SA
لماذا يفضل المجتمع العلمي بشدة تفسير المادة المظلمة على التغيرات في الجاذبية؟ وكيف يمكننا أن نقرر أي التفسيرين هو الصحيح؟
الفلسفة تأتي للإنقاذ
وهذا مثال لما يسميه الفلاسفة "التعريف الفرعي للنظرية العلمية"بالدلائل المتوفرة. فهو يصف أي موقف قد تكون فيه الأدلة المتاحة غير كافية لتحديد المعتقدات التي يجب أن نتمسك بها ردًا على ذلك. وهذه مشكلة حيرت فلاسفة العلم لفترة طويلة.
وفي حالة الدوران الغريب في المجرات، فإن البيانات وحدها لا تستطيع تحديد ما إذا كانت السرعات المرصودة ترجع إلى وجود مادة إضافية غير ملحوظة أو إلى حقيقة أن قوانين الجاذبية الحالية لدينا غير صحيحة.
ولهذا السبب يبحث العلماء عن بيانات إضافية في سياقات أخرى من شأنها أن توضح في النهاية إجابة السؤال. أحد الأمثلة على ذلك هو لصالح المادة المظلمة يأتي من الملاحظات حول كيفية توزيع المادة في العنقود المجري الرصاصي، الذي يتكون من مجرتين متصادمتين على بعد حوالي 3.8 مليار سنة ضوئية من الأرض. ويستند الثاني على القياسات الطريقة التي ينحرف بها الضوء عن طريق مادة (غير مرئية) في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي - الضوء المتبقي من الانفجار الأعظم. غالبًا ما يُنظر إلى هذه الأدلة على أنها أدلة لا جدال فيها لصالح المادة المظلمة، لأن نظرية ميلجروم الأصلية لا يمكنها تفسيرها.
ومع ذلك، بعد نشر هذه النتائج، تم تطوير نظريات إضافية مختلفة الجاذبية خلال العقود الماضية من أجل تفسير جميع الأدلة الرصدية للمادة المظلمة، والتي كانت ناجحة في بعض الأحيان. عظيم. ومع ذلك، لا تزال فرضية المادة المظلمة هي التفسير المفضل لدى الفيزيائيين. لماذا؟
إحدى الطرق لفهم ذلك هي استخدام الأدوات الفلسفية نظرية التأكيد بايزي. إنه إطار احتمالي لتقييم مدى دعم الفرضيات بالأدلة المتاحة في سياقات مختلفة.
في حالة وجود فرضيتين متنافستين، فإن ما يحدد الاحتمال النهائي لكل فرضية هو حاصل ضرب النسبة بين الاحتمالات الأولية للفرضيتين (قبل الدليل) والنسبة بين احتمالات ظهور الدليل في كل حالة (وتسمى نسبة الاحتمال).
إذا قبلنا حقيقة أن الإصدارات الأكثر تطورًا من نظرية الجاذبية المعدلة والمادة المظلمة مدعومة بشكل متساوٍ بالأدلة، فإن نسبة الاحتمال تساوي واحدًا. وهذا يعني أن القرار النهائي يعتمد على الاحتمالات الأولية لهاتين الفرضيتين.
تحديد ما يمكن اعتباره بالضبط "الاحتمال الأولي" للفرضية، والطرق الممكنة التي يمكن من خلالها تحديد هذه الاحتمالات، يظل أحد أصعب التحديات في نظرية التأكيد البايزية. وهنا يتبين أن التحليل الفلسفي مفيد.
في القلب الأدب الفلسفي في هذه القضية يكمن السؤال حول ما إذا كان ينبغي تحديد الاحتمالات الأولية للفرضيات العلمية بشكل موضوعي بناءً على القوانين الاحتمالية والقيود العقلانية فقط. وبدلا من ذلك، يمكن أن تشمل عددا من العوامل الأخرى، مثل الاعتبارات النفسية (ما إذا كان العلماء يفضلون فرضية معينة على أساس الاهتمام أو لأسباب اجتماعية أو سياسية)، والمعرفة الأساسية، ونجاح النظرية العلمية في مجالات أخرى، وما إلى ذلك.
إن تحديد هذه العوامل سيساعدنا في النهاية على فهم الأسباب التي تجعل مجتمع الفيزياء يفضل نظرية المادة المظلمة بأغلبية ساحقة.
لا يمكن للفلسفة أن تخبرنا في النهاية ما إذا كان علماء الفلك على حق أم على خطأ بشأن وجود المادة المظلمة. لكنه يستطيع أن يخبرنا ما إذا كان لدى علماء الفلك أسباب وجيهة للاعتقاد بها، وما هي تلك الأسباب، وما الذي يتطلبه الأمر حتى تصبح الجاذبية المعدلة شائعة مثل المادة المظلمة.
لا نعرف الإجابات الدقيقة لهذه الأسئلة حتى الآن، ولكننا نعمل على ذلك. المزيد من البحث في فلسفة العلم سيساعدنا على التوصل إلى نتيجة.
تعليقات 12
في الرد رقم 10 منذ أيام بينت طريقة لشرح سبب دوران المجرات الحلزونية، كنت أتوقع من المستجيبين العلميين مساعدتي، لكن يبدو أن المستجيبين العلميين كانوا متعبين ولم يتعاونوا. ولكن على كل حال سأعطي الحل:-
الحل الذي توصلت إليه ليس الجاذبية (!) ولكن فرق الضغط الموجود في جميع أنحاء الكون، وبالتالي لا توجد حاجة للمادة المظلمة وهذا يفسر أيضًا التوسع المتسارع للكون بدون الطاقة المظلمة!. وكل شيء موضح في المواد 75-85، الكون البسيط.
وبالتوفيق ليائير لابيد الذي بدأ عمله اليوم:-
رئيس وزرائنا الجديد للأشهر الأربعة القادمة.
يرجى الرد بلطف
سابدارمش يهودا
الرجاء عدم علاج أسبار فهو مريض نفسياً هرب من المؤسسة دون إذن.
عندي اقتراح للمستجيبين العلميين!
فلنقم معًا بتمرين "حكمة الحشد"، ونحاول إيجاد الحل المنطقي الصحيح للمشكلة الكونية المذكورة أعلاه، والتي يتم تفسيرها بمساعدة الجاذبية والمادة المظلمة... سأبدأ، وسوف تكمل.
الفكرة بسيطة :-
في الخطوة الأولى - تحديد المشكلة،
في الخطوة الثانية - سنجد جميع الخيارات الناجحة للحل، - وجدت حوالي 20 حلاً،
في المرحلة الثالثة - سنقوم بتدقيق جميع الخيارات غير الناجحة - قمت بتدقيق حوالي 20 حلاً.
في الخطوة الرابعة - سنقرر أي الحلول أفضل من الباقي - بقي لي حلين.
يتضح لك أنه إذا قمنا بالخطوات الأربع المذكورة أعلاه بشكل مثالي فلا بد أن نصل إلى حل ناجح!
أنا هنا بحاجة إلى مستجيبي العلم - كحكمة الجماهير.
لنبدأ-
وفيما يلي الخطوة الأولى: - تحديد المشكلة:
معادلة الجاذبية للنجم m في المجرة الحلزونية M هي: F=M*m*G/r^2
تسبب هذه الجاذبية الحركة الدورانية للنجم m في المجرة: F=(mv^2)/r
يجب أن تكون هاتان الصيغتان متساويتين، لكنهما ليستا كذلك. ماذا يمكن أن تكون أسباب ذلك؟
سننتقل إلى المرحلة الثانية ونجمع كل الحلول الممكنة للحل في هذه المرحلة دون الاهتمام بصحتها. وإليك الخيارات:-
و. يجب أن يكون أحد أعضاء الصيغتين M m G rv على الأقل مختلفًا في الحجم، على سبيل المثال M .
ب. تصحيح واحدة على الأقل من الصيغ، على سبيل المثال تصحيح صيغة التدوير (نظرية MOND)
ثالث. استبدال الصيغ بصيغ أخرى مثلا - الكهرباء، المغناطيسية، القوة الميكانيكية، القوة القوية، القوة الضعيفة، تأثير كازيمير
رابع. تأثير خارجي، مثل القوة الطاردة المركزية للكون بأكمله، أو بعد آخر، أو كون موازٍ/توأم، أو كائن حي، أو قوة أعلى.
حتى الآن كل الاحتمالات وجدتها، وقبل أن ننتقل إلى المرحلة ج، مرحلة الغربلة، أتوقع من القراء العلميين إبداء تعليقاتهم، وربما الارتقاء وإيجاد خيارات أكثر للحل؟.
يرجى الرد بلطف
سابدارمش يهودا
لدي حل أفضل بكثير للغز المادة المظلمة. كوننا هو مجرد واحد من العديد من الكون. كوننا مرتب في الفضاء حسب شكل الماسة التي نتوقع العثور عليها، بحيث يكون كل وجه من وجوهها العشرين
المتاخمة لعالم آخر. القوة المظلمة هي قوة الجاذبية للأكوان المحيطة بنا. نسبة واحد إلى عشرين هي المفتاح. كوننا واحد، جميع المواد التي يمكن ملاحظتها، وجميع الذرات والجسيمات تشكل خمسة بالمائة. العشرون هي الأكوان المحيطة بكوننا، بالطبع هي أكثر بكثير، ولكن في الترتيب الهيكلي في فضاء بنية قرص العسل التي يسمح إشريمون بـ "الاحتفاظ بها" ويمنع الانهيار.
عندما تكون "عالمًا" تدافع عن نظرية لا تعرف كيف تفسرها - فهذه علامة على أنك قريب جدًا من موت النظرية.
"العلماء" - واصلوا الحديث واتركوا العالم وشأنه.
كشفت الأبحاث الرائدة التي أجراها عالما الفلك فيرا روبين وكينت فورد حول كيفية دوران مجرتنا المجاورة أندروميدا عن تناقض مدهش بين النظرية والملاحظة.
جملة ملتوية تماما من حيث البنية والصياغة والمنطق
لم يُقال شيء. يوضح الكاتب بعبارات سامية حدسنا الاحتمالي الأساسي، ويخلص إلى أنه من المستحيل في الواقع معرفة ما هو الاحتمال لكل من الفرضيات، ويشير إلى أنه إذا كانت هناك تحيزات سياسية أو اجتماعية فإن ذلك يمكن أن يكون له تأثير (لكنه لا يقول أي شيء) حول نوع التحيزات التي يمكن التعبير عنها فيما يتعلق بالاستثمارات المذكورة أعلاه)، ويخلص إلى أن فلسفة العلم ربما يمكن أن تساعد، لكنه لا يشرح كيف.
ويشير المقال إلى مرور أكثر من 50 عامًا منذ أن اقترح علماء الفلك مفهوم المادة المظلمة. وهذا صحيح من الناحية الفنية، ولكن من الأدق أن نكتب أنه قد مر 100 عام منذ أن اقترح علماء الفلك لأول مرة مفهوم المادة المظلمة:
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1922ApJ….55..302K/ملخص
عندما قرأت "وفقًا لأفضل نظرياتنا في الجاذبية -قوانين نيوتن-" - توقفت عن قراءة المقال
يرجى إرفاق رسالتي السابقة
شكر
أ. أسبار
http://img2.timg.co.il/forums/3/c8659042-cdd9-4060-b7fd-a3872d542a4b.pdf
التحقيق في الواقع عن طريق الخيال الهندسي المادي.
إن الهندسة البسيطة والمرئية تعلمنا كيفية التعامل مع الفيزياء الغامضة غير المرئية للإنسان.
أولاً، يجب التعرف على المفهوم الأساسي للهندسة، وهذا التعرف عليه سهل.
الخط هو المفهوم الأساسي للهندسة، ويبلغ طوله وشكله ملليمترًا.
(يوجد خط مستقيم، وهناك أشكال لا حصر لها من الخط الدائري المغلق، وهناك أشكال لا حصر لها من الخط المنحني)،
والآن يجب أن نبحث عن المفهوم الأساسي للفيزياء، المشابه للمفهوم الأساسي للهندسة، وسنصل حتماً إلى الطاقة بحجم معين، بأشكال عديدة.
الحجم الذي يجب أن يكون ليس واضحا بعد، لكن الأشكال واضحة تماما.
هناك طاقة الحرارة، وطاقة البرد، وطاقة العضلات، وطاقة النوابض، وطاقة الارتفاع، وطاقة كهربائية، وطاقة كيميائية، وهكذا.
إن التشابه الهندسي الفيزيائي يوجه النظرة العصبية في دراسة الواقع.
الخط المحدد له حجم كمي بالملليمتر، وهو أحد الأشكال العديدة.
للطاقة حجم كمي (غير واضح بعد) ولها أشكال عديدة.
إن طريقة التشبيه الهندسي الفيزيائي هذه تنتج على الفور قانونًا موجودًا في الواقع.
تتناوب أشكال الطاقة مع بعضها البعض، ويتم الحفاظ دائمًا على الكمية المتبادلة.
الآن أصبح من الواضح بالفعل أن هناك تشابه بين الهندسة والفيزياء، ولكن الفيزياء أكثر تعقيدا، لأن لديها قانون طبيعي "قانون الحفاظ على كمية أشكال الطاقة"
في الواقع، الفيزياء أكثر تعقيدًا من الهندسة، لأنه بصرف النظر عن الطاقة، هناك شيء كمي آخر فيها وهو الزمن السلبي.
الوقت السلبي هو شيء كمي مُقاس، وله خصائص الراحة المطلقة والبرودة المطلقة.
الزمن المنفعل يملأ الفضاء اللامتناهي، فهو لا يتداخل مع حركات النجوم، وهو الوسيلة الضرورية لانتقال ضوء الشمس، بأسلوب "موجات الزمن المنفعل".
الزمن السلبي غير موجود في الكون النيوتوني، ولا موجود في عالم أينشتاين.
مع هذين الباحثين العظيمين، لا يوجد سوى الوقت النشط، وهو موجود فقط في الوعي البشري. المفهوم الواضح للوقت النشط هو "الاستماع" إلى نبضات القلب.
بين كل نبضتين نشغل مقدارًا من الوقت النشط، والذي يتلاشى ويختفي على الفور.
ومقارنة بالزمن النشط الذي يختفي من الواقع بمجرد ملاحظته، فإن الزمن المنفعل موجود وموجود دائما، وهو الوسط الذي تتحرك فيه موجات الضوء.
للمضارع دور مهم جداً في النظرة العصبية، لأن المادة ينظر إليها على أنها شكل مادي، ناتج عن إضافة كميات "شيئين كميين آخرين" وهما
الطاقة السلبية والوقت.
وهكذا يتم إدراك شكل المربع من خلال إضافة كميات من "شيئين كميين آخرين" وهما
طول الخط المغلق المكون من 4 قطع مستقيمة متساوية الطول، ويوجد بداخله مقدار من الفراغ.
هذه ليست نهاية عجائب الفيزياء العصبية.
مثلما يوجد وقت سلبي، هناك أيضًا طاقة سلبية لا تتغير.
يتكون كل جسم حقيقي من مجموعات من الزمن والطاقة السلبية، وعندما يتم وضع مثل هذا الجسم على نابض مفتوح يستقر على سطح الأرض، فإن الربيع سوف ينكمش قليلاً.
يُظهر الزنبرك المضغوط كمية من الطاقة، وهي تأتي من استراحة الجسم على الزنبرك.
ينطبق قانون الحفاظ على الطاقة أيضًا على الطاقة السلبية.
تقدم الفيزياء العصبية واقعًا جديدًا، بدون المادة الكمومية مع الجاذبية، وبالطبع بدون المادة المظلمة، بدون الموجات الكهرومغناطيسية ولكن مع موجات الزمن السلبي،
لا توجد جاذبية ولا جسيمات، ولكن هناك 5 أشياء كمية مستمرة في العالم.
الطول والمساحة والحجم والزمن والطاقة.
والباقي سنحكيه في مقال "كون رائع مبني من الطاقة والزمن السلبي"
أ. أسبار
فيما يتعلق بالاحتمالات الأولية على المستوى العقلاني، قد يكون السؤال في الواقع هو ما هو الأرجح:
1. فرضية تتعلق بمفهوم جديد لـ "المادة"، ليس لدينا أي فكرة جوهرية عنها حتى الآن باستثناء "الشرط" (- وهو نوع من الافتراض الذي يفترض المطلوب -) الذي ينشط ولن يتصرف إلا بالجاذبية. (وهذا هو الحال مع فرضية المادة المظلمة)؛ او،
2. لا بد من التصحيح في قواعد النظرية، مثل تغيير معين في قوانين نيوتن عندما يتعلق الأمر بتسارع صغير جداً (في نظرية ميلجروم).
ويبدو أن البديل الأول يعني تغييراً مفاهيمياً متطرفاً. وهذه فرضية، وليست نظرية علمية بعد، وتفضيلها يتطلب تقديم أدلة نظرية وتجريبية لا لبس فيها، وفي الوقت نفسه - مما سيلقي ظلالا من الشك على أي تفسير بديل. تعتبر الأدلة الكافية في هذه الحالة مسألة إشكالية، لأنه بدون إنشاء بنية تحتية مفاهيمية، تصبح البنية التحتية النظرية موضع شك، وقد يكون التنبؤ على المستوى الكمي أيضًا "ترتيبًا" متحيزًا للنتائج مسبقًا، أو نوعًا من التخمين. .
ويبدو أن البديل الثاني لا يعني إلا تغييراً نظرياً محلياً. ويكفي لها أن تشرح الظواهر ذات الصلة بدرجة مرضية من الناحية النظرية وأن تتنبأ بالنتائج كميا بمستوى مقبول.
إن نسبة الاحتمالات النهائية بين البدائل ليست واضحة في الوقت الحالي. يبدو أن الأهمية النسبية لنظرية المادة المظلمة هي نتيجة لعوامل نفسية واجتماعية وثقافية عامة. اتضح أن العالم العلمي يتأثر بالعالم الاجتماعي والثقافي العام، حيث لا يزال الناس يؤمنون بـ "التقدم" ومن ناحية أخرى، يسعون وراء الإثارة العصرية. في هذه النواحي، يمكن القول إن الثورة المفاهيمية للمادة المظلمة أكثر إبداعًا من النزعة المحافظة النسبية لأي نظرية منافسة.
في النهاية، ربما تكون الصياغة المعنية في الاحتمالات الأولية عبارة عن أشكال معقدة من صياغة مبدأ "شفرة أوكهام". ومع ذلك، فإن هذا المبدأ، وكذلك قواعد الاحتمالات الأولية والنهائية، ليست قانونًا، بل هي تفضيلات عقل فلسفي صادق، وبالتالي فإن الاعتراف بمسألة الاحتمال الأول سوف يتأثر بشكل مباشر بجهد البحث.
وفي الجانب البحثي التجريبي، ينبغي تركيز الاهتمام ليس فقط على محاولات "إثبات" وجود المادة المظلمة، مهما كانت (مثل هذه المحاولات فشلت تماما حتى الآن)، ولكن أيضا على القياس الدقيق للتسارع عند حواف معينة. المجرات، حيث يتم اكتشاف الحالات الشاذة، وفي محاولة اكتشاف العوامل المؤثرة ذات الصلة (سحب الغاز، والأجسام ذات الجاذبية العالية الكثافة غير العادية، مثل الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية، وما إلى ذلك) - ولكن أيضًا في تلك المجرات حيث تكون التسارعات المقاسة ليست شاذة مقارنة بالنظرية المقبولة. إن دقة النتائج التجريبية وتحسينها قد يؤدي إلى تقدم كبير في هذا المجال.
وفي المجال النظري، ينبغي بالتأكيد تشجيع الدراسات التي تقدم تعديلات على النظريات المقبولة.
وعلى أية حال، فالخطأ هو افتراض صحة فرضية المادة المظلمة وكأنها "نظرية" علمية حقيقية، في حين أنها تعاني من خلل نظري واضح.