الكرة الصغيرة في الصورة تقدم دليلا على أن الكون سوف يتوسع إلى الأبد
الكرة الصغيرة في الصورة تقدم دليلا على أن الكون سوف يتوسع إلى الأبد. تتحرك الكرة، التي يزيد قطرها قليلاً عن عُشر المليمتر، نحو السطح استجابةً لتقلبات طاقة الفراغ. وتعرف القوة المسؤولة عن هذه الظاهرة بتأثير كازيمير.
يوجد اليوم تراكم للأدلة على أن معظم كثافة الطاقة في الكون غير معروفة، وقد أطلق عليها اسم "الطاقة المظلمة"، وعلى الرغم من قلة المعرفة بأصل وطبيعة الطاقة المظلمة، إلا أن الافتراض السائد يربطها بتقلبات الفراغ. من النوع المتضمن في تأثير كازيمير.
في بداية القرن الماضي، قدم عالم الفلك إدوين أبيل أدلة رصدية على توسع الكون. أدى هذا الاكتشاف إلى رؤى ثاقبة حول الانفجار الكبير، وهو في جوهر النموذج الكوني الحالي.
وعلى افتراض أن الطاقة الطاردة المسؤولة عن الانفجار الكبير توقفت عن العمل لحظة الخلق، فإن التحليلات المختلفة المتعلقة بمستقبل الكون ركزت على محاولات تقدير كمية المادة الموجودة في الكون، من أجل قياس قوة الجذب التي تمارسها الأمر، ودرجة ما ينتج عنه من تباطؤ في التوسع. ومع وجود كمية كافية من المادة، هناك موقف يتباطأ فيه الكون ويتوقف وينكمش مرة أخرى.
أدت الملاحظات التي تم إجراؤها في السنوات القليلة الماضية إلى رؤية غير متوقعة مفادها أن المناقشات حول معدل التباطؤ خاطئة - وعلى مدى حوالي 5 مليارات سنة، كان الكون يتسارع في توسعه.
النماذج المحتملة لتوسع الكون
الطاقة المظلمة هي مصطلح يشير إلى المصدر (غير المفهوم بعد) للقوة التنافرية المسؤولة عن التسارع. تعتمد إحدى الآليات المحتملة للطاقة المظلمة على طاقة الفراغ (=تقلبات الفراغ). إذا كانت هذه هي الآلية بالفعل، فليس من المستغرب أن "تنتصر" القوة الطاردة.
في الكون الذي يحتوي على كمية ثابتة من المادة، تكون قوة الجذب ثابتة أيضًا. توسع الكون (نعني زيادة في كمية "الفراغ")، من ناحية أخرى، يتم توزيع المزيد من طاقة الفراغ في كل لحظة، مقارنة بالسابقة، ونتيجة لذلك - زيادة في القوة التنافرية. وفي ظروف أخرى، فإن الاستنتاج بأن الكون من المتوقع أن يتوسع إلى الأبد هو أيضًا معقول.
تأثير كازيمير
هندريك كازيمير، الباحث في مختبرات أبحاث فيليبس في هولندا، الذي تنبأ عام 1948 بوجود قوة تجاذب بين لوحتين موصلتين. جاء هذا الموضوع بعد محاولات فك سرعة التدفق البطيء لمواد مثل المايونيز.
ولاحظ الباحثون في مختبره أن حساب القوى الجزيئية (قوى فان دير فالس) لم يتطابق مع النتائج المقاسة. أدى بحث كازيمير إلى إلقاء نظرة ثاقبة على مساهمة تقلبات الفراغ.
التفسير البديهي للقوة التي تنبأ بها كازيمير بين لوحتين موصلتين هو كما يلي: يتضمن المكون الكهرومغناطيسي لتذبذبات الفراغ في الفضاء المفتوح ترددات في نطاق القيم بأكمله. ومن ناحية أخرى، قد تكون هناك قيم تردد منفصلة فقط بين اللوحات. الفجوة بين تقلبات الفراغ خارج وداخل الصفائح هي المسؤولة عن القوة.
إن إنجازات السنوات الأخيرة في مجال تكنولوجيا النانو قد خلقت بنية تحتية تتمتع بالكثير من الإمكانات في حد ذاتها، ولكنها وفرت أيضًا مسرحًا لمظاهر تأثير كازيمير الصغير.
لن يكون من المفاجئ أن يكون فهم تقلبات الفراغ في طليعة الأبحاث من أجل تحسين فهم الكون، ومن أجل منع أجزاء الآلة الصغيرة من الالتصاق ببعضها البعض
المصادر/ لمزيد من القراءة
صورة اليوم الفلكية ناسا - 17.12.06
تأثير كازيمير – فهمه وقياسه (مجلة الجمعية الفيزيائية الأوروبية)
تأثير كازيمير وتكنولوجيا النانو في مختبرات بيل
الطاقة المظلمة وتسارع الكون - مراجعة بقلم شون كارول - جامعة شيكاغو
تعليقات 7
دليل*
هل هناك انتظار لنظرية "الانفجار الكبير"؟
هذا هراء حقًا، فمن الواضح أن الله خلق العالم!
وهناك كثيرون يؤمنون بوجود التوراة.
لذا أحضروا صنارة صيد من "الانفجار الكبير"
كل شيء واضح لدرجة أنه من العيب المبالغة !!!
وقد وصل القسم "...إلى الموضوع بعد محاولات فك سرعة التدفق البطيء لمواد مثل المايونيز..."،
يشرح كل شيء - يمكنك الاستمرار في البحث عن المكونات الأخرى مثل: البيض المسلوق والحمص والمزيد...
من المعضلات في سياق نظرية الانفجار الأعظم:
إن اكتشاف هابل (في الأعوام 1925-1929) أن المجرات في الكون تبتعد عن بعضها البعض، وأن هناك علاقة طردية بين بعد المجرة عنا والسرعة التي تبتعد بها، أوجد الاستنتاج : أنه منذ حوالي 14 مليار سنة (تقريباً) كانت كل المادة الموجودة في الكون تتركز في منطقة واحدة صغيرة.
لا يوجد مكان محدد لموقع المنطقة الصغيرة المذكورة بالنسبة للأرض/مجرتنا؛ ويبدو أيضًا أنه نظرًا لقدرتنا على تحديد عمر الكون (وفقًا لتقديرات عام 2004 بناءً على تحليل إشعاع الخلفية الكونية، يبلغ عمر الكون 13.7 مليار سنة، مع وجود خطأ محتمل في أخذ العينات يبلغ 200 مليون سنة أو نحو ذلك). ); وبناء على هذا القول، وبناء على قدراتنا التكنولوجية والعلمية، هل تقرر اعتباطيا أن الانفجار بدأ في المنطقة التي يمكن ملاحظة الكون المرئي منها؟ (أي الأرض)، أو ربما يتساءل المرء: إذا نظرت نحونا من مسافة 13.7 مليار سنة ضوئية، فإنك ترى نفس الشيء، بالإضافة إلى بعدنا؛ عندها سيكونون في مركز بداية الانفجار الأعظم، وإذا كان الأمر كذلك: فستنشأ الصعوبة بكل شدتها، عندما نحرك نصف قطر الكرة، مسافة 13.7 مليار سنة ضوئية، إلى الأرض؛ ثم سيكون هناك جميع النقاط التي تشكل مساحة قذيفة الكرة، كاحتمال لبداية الانفجار الأعظم (هناك أيضا احتمال أن تكون الأرض في إحدى نقاط القشرة، ثم الكون وستكون المسافة مضاعفة، أي: 2x13.7= 27.4 سنة ضوئية.
بالطبع، هناك العديد من القضايا الأخرى في سياق نظرية الانفجار الأعظم، مثل اعتماد كازيمير البديهي، عندما استخلص هو وآخرون استنتاجاتهم من أربعة بالمائة فقط من مجمل المادة الموجودة في الكون (كما نعلم: وفقًا للمعتقدات المقبولة). من الناحية النظرية، تشكل المادة المظلمة مع الطاقة المظلمة حوالي 96% من كتلة الكون)، وتبني نظرية عندما لا يُعرف شيء عن الجزء الرئيسي (96%) من الكتلة.
هل يستطيع أحد أن يشرح بكلمات بسيطة ما هو مكتوب في المقال؟
(لقد مررت بالمراجعة، ولم يكن لدي القوة للتعمق فيها، لكنها تبدو رائعة!)
ضخم
هذه هي الكأس!
كنت أشك دائمًا في أنها تغييرات واسعة النطاق في الضغط 🙂
جميل. شكرا.