أجرى علماء الفيزياء الفلكية من مركز علم الكونيات المظلمة بمعهد نيلز بور بجامعة كوبنهاجن، تجربة في نظرية الجاذبية لأينشتاين على مقاييس أكبر من النظام الشمسي - عناقيد المجرات
تعتمد جميع الملاحظات في علم الفلك على الضوء المنبعث من النجوم والمجرات. ووفقا للنظرية النسبية العامة، فإن الضوء يتأثر بالجاذبية. كان لأينشتاين صديق فلكي من برلين يُدعى إيروين فروندليتش، الذي ادعى أنه أجرى تجربة على النجوم ووجد دليلاً على الانزياح الأحمر الجاذبي. يتذكر الجميع تجربة آرثر إدنجتون العظيمة عام 1919 والتي أكدت تنبؤ أينشتاين فيما يتعلق بانحناء أشعة الضوء بالقرب من قرص الشمس. وبعد هذه التجربة، ذاع صيت أينشتاين في جميع أنحاء العالم، وأصبح العبقري العظيم الذي توصل إلى نظرية الزمكان المنحني.
جميع التفسيرات في علم الفلك مبنية على صحة نظرية النسبية العامة لأينشتاين. وماذا عن التجارب التي من شأنها التحقق من تأثير الجاذبية على الضوء، والانزياح الجذبوي نحو الأحمر، على نطاق يتجاوز النظام الشمسي؟ تعتمد ملاحظات المسافات الكبيرة في الكون على قياسات الانزياح نحو الأحمر. إن الأطوال الموجية للضوء القادم من المجرات البعيدة تنزاح نحو الأحمر بشكل متزايد مع المسافة. ويستخدم الانزياح الأحمر لمعرفة مقدار توسع الكون منذ خروج الضوء حتى قياسه على الأرض. بالإضافة إلى ذلك، تتنبأ النظرية النسبية العامة بأن الضوء والانزياح الأحمر يتأثران بالجاذبية من الكتل الكبيرة مثل مجموعات المجرات ويسببان انزياحًا أحمر الجاذبية للضوء، والانزياح الأحمر الجاذبية الكوني (الانزياح الأحمر على المقاييس الكونية). لكن تأثير الجاذبية على الضوء لم يتم قياسه من قبل على المقاييس الكونية.
اقترب علماء الفيزياء الفلكية من مركز علم الكونيات المظلمة بمعهد نيلز بور بجامعة كوبنهاجن، بقيادة عالم الفيزياء الفلكية راديك فوجتيك، من هذه المهمة وتمكنوا من إجراء مثل هذه التجربة في نظرية أينشتاين للجاذبية على مقاييس أكبر من المجموعة الشمسية. وتمكنوا من قياس مدى تأثر الضوء بالجاذبية في طريقه إلى مجموعات المجرات. تؤكد الملاحظات صحة تنبؤات أينشتاين النظرية. ونشرت النتائج في مجلة الطبيعة المرموقة.
أينشتاين: المصاعد والساعات
كان التنبؤ الأول الذي اقترحه أينشتاين في نظريته النسبية العامة هو أن الجاذبية يمكنها ثني الضوء: "ويترتب على ذلك أن أشعة الضوء التي لا تنتشر على طول (المحور الموازي) تنحني بواسطة مجال الجاذبية". وكان توقع أينشتاين الثاني هو تأثير الانزياح الأحمر الثقالي للضوء. إذا اعتبرنا موجة الضوء كطاقة، فإن كمية الطاقة التي تحملها موجة الضوء تتناسب مع تردد اهتزازها. عندما تهرب موجة من مجال الجاذبية فإنها تتخلى عن بعض طاقتها ونتيجة لذلك يقل تردد اهتزازها. هذه ليست سرعة الضوء، بل تردد موجات الضوء. وعلى هذا الأساس، توقع أينشتاين أن حقل الجاذبية القوي للشمس يجب أن يسبب انخفاضًا في وتيرة وصول ضوء الشمس إلى الأرض. يسمى هذا التأثير بالانزياح الأحمر لأن تردد الضوء يتناقص (الأطوال الموجية الأطول) ويتحول اللون إلى الطرف الأحمر من الطيف.
أدى الانزياح الجاذبي نحو الأحمر إلى قيام أينشتاين بتمدد الزمن بفعل الجاذبية. لقد أدرك أن العلاقة بين انتشار الضوء في مجال الجاذبية والزمن كانت واضحة على الفور. وخلص أينشتاين إلى أن الساعات في مجالات الجاذبية المختلفة تتصرف بشكل مختلف. الجاذبية تحرف الزمن وتشوهه. ويمكن تفسير ذلك من خلال تجربة المصعد والساعات وأشعة الضوء.
دعونا نتخيل مراقبين وساعات داخل مصعد متسارع. لا يستطيع المشاهدون أن يقرروا بأي شكل من الأشكال ما إذا كان المصعد الخاص بهم في حالة سكون في مجال الجاذبية أو ما إذا كان يتسارع في الفضاء دون مجالات جاذبية وهناك قوى تؤثر على المصعد. سنعلق ساعة بسقف المصعد بينما نعلق ساعة أخرى بأرضيته. يجلس أحد المراقبين بجوار الساعة على السقف ويجلس مراقب آخر بجوار الساعة على الأرض. لنفترض أن هذه الساعات لا تدق، ولكنها تبعث ومضات من الضوء. في حالة السكون، تظل الساعات متزامنة باستخدام وميض من الضوء تبعثه نفس الساعة المذكورة أعلاه كل ثانية. الآن يبدأ المصعد في التسارع بشكل منتظم إلى أعلى.
سألنا المشاهد الموجود في أرضية المصعد أولاً عن رأيه. بين كل ومضة ضوء من الساعة الموجودة على سقف المصعد، يتحرك المصعد بالفعل للأعلى، حيث يتسارع أكثر فأكثر إلى سرعات أعلى. وبالتالي، يجب على كل وميض أن يتحرك مسافة أقصر فأقصر باتجاه الساعة الموجودة على الأرض، والتي ارتفعت في هذه الأثناء لتلتقي بالإشارة مع حركة المصعد بأكمله. "تستغرق كل إشارة وقتًا أقل للوصول إلى الساعة الثانية مما كانت عليه عندما كان المصعد ساكنًا في مكانه. وهكذا الأمر بالنسبة للفلاش الثاني، وللفلاش الذي بعده، وبعده، وهكذا. أي شخص يتحقق من الومضات سيرى أن كل وميض من الساعة الأولى يأتي في أقل من ثانية بقليل، مع دقات الساعة الثانية. نظرًا لهذا، لا يمكن أن يكون هناك سوى شرط واحد، وهو أن تكون ساعة عارض السقف أسرع. لكن ساعتي تتحرك تمامًا كما كانت من قبل وبنفس المعدل ولا أعتقد أن البطاريات بحاجة إلى الاستبدال."
الآن سوف نسأل المشاهد بجوار الساعة الموجودة في السقف. لا يمكن للومضات الضوئية أن تنتقل إلا بسرعة الضوء ج. لكن النبضات التي تصل إلى السقف تأتي على فترات أكبر فأكبر. كل نبضة لديها مسافة أكبر لتقطعها لأن السقف يتحرك بعيدًا. وبالتالي فإن النبض يستغرق وقتًا أطول للوصول إلى المشاهد عند السقف. "الساعة على الأرض أبطأ. ساعتي جيدة تمامًا ولا أعتقد أن بطارياتها قد نفدت."
أشياء غريبة تحدث في المصعد. لنفترض أن المصعد كان يتسارع بسرعة قريبة جدًا من سرعة الضوء، أي بسرعة الضوء تقريبًا. ماذا كان سيحدث؟ سيدعي المشاهد المعلق من السقف أن الساعة الموجودة على الأرض قد توقفت تقريبًا. لنفترض الآن أن المصعد يمكن أن يتسارع بما يتجاوز سرعة الضوء. بالطبع هذا مستحيل لاعتبارات الطاقة والكتلة. لكن هذه مجرد تجربة فكرية خيالية. فلنقل... ماذا كان سيحدث؟ سيرى المشاهد المعلق من السقف الساعة الموجودة على أرضية المصعد تتحرك إلى الوراء في الوقت المناسب.
ينص مبدأ التكافؤ على أنه لا يوجد فرق يمكن اكتشافه بين التسارع والجاذبية، وبالتالي بين المصعد المتسارع في الفضاء والمصعد في مجال الجاذبية. وهذا يعني أن الساعات الموجودة في مجال الجاذبية يجب أن تتصرف بنفس الطريقة تمامًا مثل الساعات المتسارعة الموجودة أعلى المصعد المتسارع. الساعة التي تقع في مكان تسحب فيه الجاذبية بقوة أكبر، بالقرب من مركز الأرض، يجب أن تتحرك بشكل أبطأ من الساعة التي تقع بعيدًا قليلاً عن مركز الأرض. ما رأيك في الساعة الأولى إذا تجاوزت سرعة الضوء ج؟ وماذا عن الانزياح الجذبوي نحو الأحمر؟
البحث الخفيف عن مجموعات المجرات
سوف نعود إلى التجربة. قام راديك وفويتك مع زملائهما ستين هانسن وجينز هورس بفحص قياسات الضوء من المجرات التي يبلغ عددها حوالي 8000 مجموعة مجرية. العناقيد المجرية هي تراكمات لآلاف المجرات، والتي تتماسك معًا بواسطة جاذبيتها الخاصة. تؤثر هذه الحقيقة على الضوء الصادر من المجرات إلى الفضاء.
وقام العلماء بدراسة المجرات التي تقع في مركز العناقيد المجرية وتلك التي تقع في محيطها. قاموا بقياس الأطوال الموجية للضوء. قال فويتك: "يمكننا قياس الاختلافات الصغيرة في الانزياح الأحمر للمجرات ورؤية أن الضوء الصادر من المجرات الموجودة في مركز العنقود يجب أن "يزحف" إلى الخارج عبر مجال الجاذبية، في حين أنه كان من الأسهل للضوء القادم من المجرات أن يزحف إلى الخارج عبر مجال الجاذبية". هم أبعد من المركز في الظهور." ثم قاموا بقياس الكتلة الإجمالية للعنقود المجري وحسبوا إمكانات الجاذبية. وباستخدام النظرية النسبية العامة، قاموا بحساب الانزياح الأحمر الجذبوي للمواقع المختلفة في المجرات.
لخص فوجتيك النتائج. وكانت النتيجة التي تم الحصول عليها هي أن الحسابات النظرية للانزياح الجاذبية نحو الأحمر، والتي تعتمد على نظرية النسبية العامة، تتفق تماما مع الملاحظات الفلكية. يُظهر تحليل ملاحظات عناقيد المجرات أن الانزياح الأحمر للضوء يوازن بشكل متناسب تأثير الجاذبية الناتج عن جاذبية الكتلة المجرية.
http://www.nbi.ku.dk/english/news/news11/light_from_galaxy_clusters_confirm_theory_of_relativity_/
تعليقات 37
وفيما يتعلق بمبدأ التكافؤ: - "لا يوجد فرق ملحوظ بين التسارع والجاذبية". الصياغة ليست دقيقة! والحقيقة أنه لا توجد "تجربة محلية" تجعل من الممكن التمييز بين نظام الدفع في التسارع ونظام يقع تحت تأثير مجال جاذبية يساوي التسارع ولكنه يعاكسه في الاتجاه. خطوط مجال الجاذبية الناتجة عن التسارع تكون متوازية، في حين أن خطوط مجال الجاذبية الناتجة عن الكتلة في الفضاء تكون شعاعية. لذلك، من المهم التأكيد على - "التجربة المحلية".
اليوبيل,
لا يوجد فهم ونقص في فهم الفيزياء على المستوى الجامعي. فقط بعد أن تدرس لبضع سنوات أخرى ستدرك مدى عدم فهمك للعلوم اليوم. إن محاولة فهم العلوم المتقدمة من خلال تجريدها الشعبي لا أساس لها من الصحة وتؤدي إلى أفكار تتسم في الغالب بالخصوصية.
بالعودة إلى مثالك بعد الدراسة لبضع سنوات أخرى ستدرك أنه في الواقع لا توجد كرة ولا طاولة وبالتالي فإن مسألة اختفاء الكرة وظهورها مختلفة تمامًا عما تخيلته.
تحميل
لسوء الحظ، لا أستطيع أن أجيبك بعمق عن الأسئلة في الفلسفة، لأنني لست من هناك.
بعد كل شيء، المثل للفهم: تختفي كرة البلياردو في الحفرة الموجودة على حافة الطاولة، وفي غضون ثوان قليلة تظهر الكرة في طريقها للخروج من الطاولة. يعتقد اللاعبون أنها نفس الكرة، وإذا شك شخص ما هناك طرق كثيرة لإثبات ذلك، على سبيل المثال وضع علامة خاصة على الكرة. لا أشك في أنها نفس الرصاصة، ولا أطلب علامات، ولكن أريد أن أعرف كيف حدثت هذه المعجزة - في الحالة البسيطة نحن نناقش ما هو المسار الذي سلكته الرصاصة منذ اختفائها حتى اختفت؟ عاد للظهور. يمكنني أن أطلب من النجار أن يصنع الطاولة ويمكنني أيضًا تفكيك الطاولة. كما أستطيع أن أفترض وجود الأنابيب والممرات، وهذا افتراض معقول.
كما ذكرت، لا أعرف الكثير عن الفلسفة وليس لدي القدرة على الحكم على ما إذا كان لها الحق في الحصول على موطئ قدم في أي مجال من المجالات أم لا. أعلم أن هناك مجالاً اسمه "فلسفة العلم" تلقينا منه عدداً من التحديدات والتعاريف التي نتبعها. على سبيل المثال، من خلال الممارسة العلمية، من المستحيل إثباته ولكن من الممكن دحضه، أو أن الادعاء الذي لا يمكن اختباره لا يفي بتعريفات الادعاء العلمي.
أنا عالم بالتدريب. لقد تخرجت في علم الأحياء في القدس قبل ثلاثين عامًا، والآن أدرس السنة الثالثة في الفيزياء في غلاسكو. وفي ما بين ذلك، قمت أيضًا بالرياضيات وعلوم الكمبيوتر.
اليوبيل,
لقد فهمت من كلامك أنك لا تحاول أن تناقض النظريات الفيزيائية المقبولة. لقد فهمت أيضًا أنك قادم من مجال الفلسفة. وفي هذا السياق، اسمحوا لي أن أطرح عليك بعض الأسئلة.
النقطة الأساسية في ادعائك هي أننا لا نفهم بعض المفاهيم المأخوذة من مجال العلوم. ماذا تسمي الفهم؟ في رأيي أن الفهم يعتمد على اللغة، وبالتالي من حيث اللغة العلمية فإن المفاهيم التي تتحدث عنها هي بالتأكيد مفهومة بالنسبة لنا، فهي اللبنات الأساسية للنظرية.
ثانيًا، كقاعدة عامة، هل تعتقد أن الفلسفة يمكن أن تساهم في العلوم؟ أعتقد أن الفلسفة لها دور مهم في تحديد ما هو العدل والحقيقة والجمال وما إلى ذلك، ولكنها في كثير من الأحيان تدخل مجالات لا ينبغي لها أن يكون لها موطئ قدم فيها. على سبيل المثال، استخدم الفلاسفة اليونانيون منطقهم لتقديم ادعاءات مختلفة حول العالم والتي تبين أن جميعها لا أساس لها من الصحة. العلم هو وسيلة للإجابة على الأسئلة المتعلقة بالطبيعة، والإجابات على هذه الأسئلة ترد في مجال العلم بلغته. يبدو لي أن المناقشة الخارجية من قبل أشخاص ليس لديهم أي صلة بالعلم بلغة مختلفة تمامًا أمر سخيف، ولذلك أوصيت "بعدم اتخاذ قرارات حازمة بشأن الموضوعات التي يفتقر فيها المعلق إلى التعليم الأساسي حول هذا الموضوع". أنا لا أنظر بشكل إيجابي إلى محاولات الفلاسفة الدخول إلى هذا المجال ومحاولة تعليم المشاركين فيه ما يجب عليهم فعله. على سبيل المثال، فلاسفة العلوم الجيدون هم أشخاص لديهم تعليم علمي، على سبيل المثال الفيلسوف هيلاري بوتنام.
ديفيد،
لسوء الحظ، أنا لست خبيرًا كبيرًا في المجال قيد المناقشة، لذا يجب عليك التعامل مع الأمور وفقًا لذلك.
بقدر ما أعرف فإن نظرية الانفجار الأعظم هي نظرية ذات أساس علمي كبير.
الأساس يأتي من:
1. تجانس الكون في المقاييس الكبيرة.
2. قانون هابيل الذي يوضح تجريبيًا أنه كلما ابتعد الجسم عنا، كلما ابتعد عنا بشكل أسرع.
3. كمية العناصر الضوئية المرصودة في الكون. وتفترض نظرية الانفجار الأعظم أن معظم المادة خلقت عندما كان الكون فتيا ومركزا نسبيا، ثم خلقت العناصر الخفيفة والعناصر الثقيلة التي نتكون منها هي من بيت إنتاج النجوم التي أنهت حياتها.
4. وجود وتجانس إشعاع الخلفية الكونية.
وفيما يتعلق بالإعلان الذي تم الإعلان عنه اليوم عام 2006، فاز أمريكيان (سموت وماتر) بجائزة نوبل لتأكيدهما نظرية الانفجار الكبير.
كقاعدة عامة، يوجد في كل نظرية فيزيائية تقريبًا "مجانين" يزعمون أنها غير صحيحة. في أغلب الأحيان، يتم تجاهل أولئك الذين يدعون هذا الأمر ونبذهم من المجتمع العلمي (وهذا صحيح في جميع الحالات تقريبًا)، وبالتالي فهم يزعمون أيضًا أنه لا يتم الاستماع إليهم. غالبًا ما يكتب المجانين من هذا النوع كتابًا لأن هذه هي الطريقة الوحيدة بخلاف موقع الويب للترويج لنظريتهم. العلم، على عكس الدين، لا يقدس إلا حقائق ونظريات راسخة مبنية على حقائق كثيرة (تجارب وملاحظات)، ولكي تناقض نظرية معروفة لا بد من الخروج بحجج قوية جدا، انظر على سبيل المثال النيوترينو التجربة المذكورة اليوم: هذه مجموعة جادة تعرض نتائجها دون أن تدعي أن النظرية النسبية خاطئة، فهم فقط يقولون ما هي النتائج التي حصلنا عليها ويحاولون تفسيرها.
ديفيد، شكرًا لك على تحملك عناء إحضار الأشياء لنا. أنا أمتنع عن الحكم بطريقة أو بأخرى، لكن حقيقة وجود الشك تعزز الموقف الذي أحاول تقديمه.
غالي وإيهود يعتذران عن إيجاز الليلة الماضية. قواعد اليقظة والنوم تنطبق علي أيضًا.
إنني أعرف النماذج المادية التي ذكرتها ولا أكفر بها مطلقا. أنا آسف إذا لم يكن هذا هو الانطباع الذي حصلت عليه من كلماتي.
فالظواهر معروفة ومقدرة ومؤكدة ولا أشك فيها (خارج نطاق الشك المعقول الذي يجب على العالم أن يفعله). لكن في المناقشة الحالية التي أمثلها الميتافيزيقا، فإننا نبحث عن المزيد من العوامل الأساسية. إن جوهر الأشياء معروف، لكنني لا أسعى إلى العثور على "ماذا" فحسب، بل أيضًا إلى "كيف". ولهذا السبب قلت أننا لا نتحدث عن نفس الشيء.
وبهذه المناسبة سأضيف شيئا من معرفتي بتاريخ وفلسفة العلوم. عندما لا تكون النظرية العلمية مثالية، فهذا لا يعني أنها مخطئة، ولكن من الممكن أنها تحتاج إلى امتداد - فالنظرية النسبية هي امتداد للفيزياء النيوتونية. تحتاج فيزياء أينشتاين أيضًا إلى التوسع، لأننا، على سبيل المثال، ما زلنا لا نملك نموذجًا موحدًا لجميع القوى المعروفة.
كما توجد في النص مقتطفات من النقاط المناهضة لنظرية الانفجار الأعظم
http://bigbangneverhappened.org/
شكرا جزيلا مقدما
ايهود بعد إذنك، إذا كنت هنا بالفعل 🙂
أسمع مدى فهمك لمسألة ما، سأكون مهتمًا بسماع رأيك (إذا كان لديك الوقت بالطبع)
لقد شاهدت فيلمًا مثيرًا للاهتمام حيث يتحدث العلماء عن أن نظرية الانفجار الأعظم تتعارض مع الملاحظات
ونظرية علم الكونيات البلازما مناسبة.
كما أن العلماء هناك يتحدثون عن مدى تعرضهم للقمع في المؤسسة العلمية.
http://www.youtube.com/watch?v=L6EGpg_BVBg
ماذا تعرف عنه
شكرا غالي. ليلة مريحة ونوم هانئ 🙂
اليوبيل,
إيهود هو أكثر بكثير من مجرد طالب فيزياء ممتاز. لقد وصف لك بدقة ما هو مقبول اليوم بين الفيزيائيين.
توفي البروفيسور ماكس يمير قبل عام وكان صديقًا لأينشتاين. قام بتأليف كتاب أينشتاين والدين وعندما توفي كتبت مراجعة للكتاب وآرائه هنا في العلم. كان يامار فيزيائيًا عظيمًا ومؤرخًا وفيلسوفًا للعلوم.
سأشرح لك مبدأ مهم جداً في العلم. شيء عام ثم سأذهب للنوم..
يعمل الفيزيائيون وفقًا لنظرية واحدة سائدة في وقت معين. أي أن النظرية النسبية العامة الآن «تهيمن»، فلا نعمل مثلاً بمعادلات نظرية الأثير أو النظرية النيوتونية للكون. هذه التوراة الحاكمة، النظرية النسبية العامة، تمت دراستها جيدًا: المبادئ والمعادلات والحلول المختلفة للمعادلات والمسائل والتجارب التي تم إجراؤها وما إلى ذلك. بعد أن تكون قد درست النظرية ونتائجها بشكل شامل وتعرف المعادلات وتعرف كيفية بناء النماذج وإيجاد الحلول وحل المشكلات والجلوس في المختبر وإجراء التجربة وما إلى ذلك، يمكنك البدء في التفكير في الأبحاث الحديثة: الكم. الجاذبية والمادة المظلمة ونظرية الأوتار والمجالات التي لا أعرفها أيضًا، وعلى دراية بها تتجاوز ما قرأته هنا وهناك في المقالات. لكن قبل كل شيء، عليك أن تتعلم الأساسيات جيدًا: أي أن تأخذ دورة في النسبية الخاصة والعامة وأن تدرس كل شيء حقًا. وعندها فقط يمكننا أن نتحدث عن المادة المظلمة. ومن معرفتي العامة بإيهود، أنا متأكد من أن إيهود هو من فعل ذلك.
اسد!
جميل أن تذكر البروفيسور موشيه يامر.
أتذكره. منذ عدة سنوات عُرض عليّ لقاء معه. لم ينجح الأمر، وهو عار.
ودي! أنت على حق تماما في كل ما تقوله. لقد استشهدت بالنماذج الموجودة بشكل صحيح ودقيق وأفترض أنك طالب ممتاز في الفيزياء والعلوم بشكل عام.
المشكلة هي أننا لا نتحدث عن نفس الأشياء على الإطلاق.
ونصيحتك جيدة وحكيمة، هنا وفي كل مكان.
ونشكركم على ذلك.
اليوبيل,
لم أقصد أن أؤذي أو أسيء. أتمنى أن تكون هكذا قد فهمت كلامي، وإذا لم يكن الأمر كذلك، فيرجى قبول اعتذاري!
منذ سنوات عديدة سمعت البروفيسور موشيه يامر يطرح احتمال أن الكتلة ليست سوى انحناء في الفضاء.
توصيات جميلة. شكرا.
اليوبيل,
في رأيي، عليك مرة أخرى أن تأخذ سوء الفهم الأساسي الخاص بك وترى أنه شيء عام. أظهر أينشتاين العلاقة الوثيقة
بين الجاذبية والهندسة. تحني الكتلة الزمن إلى الفضاء، وفي داخل الزمن يحرك الفضاء المنحني الأجسام. ولهذا السبب بالتحديد ينحني مسار الضوء بالقرب من الكتلة، ويقطع الضوء ببساطة أقصر مسافة بين نقطتين جيوديسيتين. أساس النظرية النسبية هو فهم أن كتلة الجاذبية وكتلة القصور الذاتي هما نفس الشيء.
أما باقي ادعاءاتك فلا علاقة لها بالعلم إطلاقا. الإلكترون ليس خزانًا للفوتونات. الإلكترون هو فيرميون بينما الفوتونات هي بوزونات. ويحدث الإلكترون تغيرا في المجال الكهرومغناطيسي، بينما يمكن تطوير هذا المجال باستخدام الفوتونات. الفوتونات لا تستقر ولا تقف ولا تكمن داخل الإلكترون!
تكتب "ما زلنا لا نعرف ما الذي يحدث هناك على المستوى الجزئي" أين هو بالضبط ومرة أخرى من نحن بالضبط؟ طور الفيزيائيون نظرية الكهرومغناطيسية الكمومية منذ حوالي خمسين عامًا أو أكثر
ماذا يعني "في السنوات الأخيرة، ولا حتى عقد من الزمن، بدأنا نتعرف على الجوهر الذي نسميه "المادة المظلمة". "؟ لقد افترض وجود المادة المظلمة عالم يدعى تسفوكي منذ حوالي سبعين عامًا. ماذا حدث بالضبط في العقد الماضي؟ كقاعدة عامة، أوصي بعدم اتخاذ قرارات حازمة بشأن المواضيع التي يفتقر فيها المستجيب إلى التعليم الأساسي حول هذا الموضوع.
شكرا غالي.
نعتذر عن الصياغة غير الدقيقة. ليست آلية. لكن مجال الجاذبية يحتوي على شيء يسبب على الأقل ظاهرتين غير مرتبطتين على ما يبدو، ونحن نبحث عن هذا الشيء. ففي نهاية المطاف، الفوتونات عديمة الكتلة، وبالتالي لا ينبغي أن تتأثر بالجاذبية، ومع ذلك فهي تتصرف كما لو أنها كذلك. ولهذا السبب أعتقد أن نفس الشيء الذي وجوده يخلق الجاذبية يخلق أيضًا مسارات الفوتونات.
وبالمناسبة، الإلكترون، لا أراه كآلية بل مجرد خزان، "بنك" من الفوتونات. ومن القياسات غير المباشرة (اختلافات الكتلة بين البروتون وذرة الهيدروجين) نعرف أن وجوده يؤثر على مجال الجاذبية حوله أو يتأثر به (أو بكل بساطة "الإلكترون له كتلة").
ما زلنا لا نعرف كل شيء عما يحدث هناك على المستوى الجزئي، وكيف يتم إنشاء الظواهر على المستوى الكلي من هذا. وإلى أن نعرف ذلك، فإنني لا أستبعد احتمال أن تنشأ كلتا الظاهرتين في وقت واحد من شيء لا نعرفه بعد. فقط في السنوات القليلة الماضية، وليس حتى عقدًا من الزمن، بدأنا نتعرف على الجوهر الذي نسميه "المادة المظلمة". من الممكن أن نفس الشيء الذي ينتج الظاهرتين المذكورتين أعلاه ينتج أيضًا المادة المظلمة، لكن من الممكن أن تكون المادة المظلمة هي هذا الشيء الذي ينتج الظاهرتين، ولهذا السبب أراها مرشحًا محتملاً.
اليوبيل,
وهنا مقال آخر في العلوم عن اختراق إسرائيلي محتمل فيما يتعلق بموجات الجاذبية. آمل أن يؤدي ذلك إلى بعض الاكتشافات حول موضوع موجات الجاذبية.
لا يوجد شيء اسمه آلية تنتج الجاذبية. حتى لو كنت تفكر في الإلكترون على سبيل المثال. وهي ليست آلية تنتج الكهرباء، لأنها ليست مولدا. فيما يتعلق بالجاذبية وانحناء الضوء: فإن أشعة الضوء التي تمر بالقرب من الشمس تنحرف بفعل مجال الجاذبية. هذه هي الصيغة الأصلية لأينشتاين، ولا تزال صحيحة حتى يومنا هذا.
تتحدث النسبية العامة عن بنية تسمى مجال الجاذبية بالقصور الذاتي والذي يمثله مجال الموتر المتري. بنى أينشتاين معادلات المجال. الموتر المتري (آينشتاين) هو الهندسة. وموتر طاقة الزخم هو المادة. والمعادلات غير خطية.
صحيح أن النسبية العامة تشير ضمنيًا إلى وجود مادة مظلمة، لكن هذا لا علاقة له بانحناء الضوء بواسطة مجال الجاذبية. موجات الجاذبية هي توقع لأينشتاين من نظريته التي لم يتم تأكيدها بعد.
تعطي تفسير "المتغيرات الخفية" للنظرية النسبية العامة وتبحث عن المادة المظلمة في أساس ظاهرة الجاذبية وانحناء الضوء. في حين أن أينشتاين فعل العكس تماما في نظريته لتوحيد المجال. لقد سعى إلى بناء نظرية التوحيد على أساس الجاذبية. ففي النهاية، كان يبحث عن مثل هذه المتغيرات الخفية في مكان آخر، في نظرية الكم.
فيما يتعلق بالهيجز، اسأل البروفيسور إيلام جروس الذي يبحث عن الهيجز في كل مكان... 🙂
اترك ايهود. رائع حقا. التفاعل بيننا يشبه تفاعل لاعبي الداما الذين يلعب كل منهم في مربعات ببدلته.
اترك ايهود. رائع حقا. التفاعل بيننا يشبه تفاعل لاعبي الداما الذين يلعب كل منهم في المربعات ببدلته.
اليوبيل,
على السؤال "كيف تفعل ذلك؟" لقد صنعوا فيلمًا بالفعل. وإذا تحدثنا عن المسائل العلمية فالغرويتون هو نشوة للمجال الغرويتي، لذلك لم يتم اكتشافه بعد، فماذا؟ وكما كتبت لك وتجاهلت ذلك، فإن جسيم هيغز اللازم لإعطاء الجسيمات كتلة حسب النموذج القياسي لم يتم اكتشافه بعد، فلماذا النظرية غير صحيحة؟ من الصعب جدًا اكتشاف جرويتون تجريبيًا ولهذا السبب لم يتم اكتشافه. وما علاقة كل هذا بالادعاء البعيد الاحتمال بأن "المرشح الجيد للعامل المشترك هو المادة المظلمة التي تم اكتشافها حديثا والتي لا يزال البحث عنها في بداياته". إنه مجرد هراء، لم يتم اكتشاف أي جسيم من المادة المظلمة بما لا يدع مجالاً للشك حتى الآن ولنفترض أنه سيتم اكتشاف ما علاقته بالكتلة.
إن مفهومك القائل بأن الجسيم "يحمل" التفاعل هو مفهوم نظرية المجال. نظرية الجاذبية لأينشتاين هي نظرية كلاسيكية وتفسيرها لا يحتاج إلى جسيم متفاعل. وبالتالي فإن الكتلة تسبب انحناء الفضاء دون الحاجة إلى جسيم متفاعل.
وبصراحة، أعتقد أيضًا أن ديدانك عبارة عن ثقوب دودية أكثر من كونها ديدانًا.
ودي. سؤالك ممتاز.
إذا كان الأمر مناسبًا لك، فإن "نحن" هي أنا والديدان التي أسكنها في معدتي (منسوبة إلى يشعياهو ليبوفيتش).
ومن الواضح أن الكتلة تشوه الفضاء. لكنني وديداني أيضًا نريد أن نعرف كيف تفعل ذلك. هل لديها عضلات هل ترسل الأسلحة؟ هل تهدد بفرض عقوبات؟
نحن نفترض وجود جسيم يعمل كوسيط بين الكتل ونطلق عليه اسم "الجرافيتون". نتوقع منها سلوكا متموجا نسميه "موجات الجاذبية" لكن حتى ظهر يوم الخميس الماضي (عندما زرت مختبر الجاذبية آخر مرة في الجامعة التي أدرس فيها) لم نتمكن من العثور عليها. إذا وعندما يكونون على استعداد للكشف عن أنفسهم لنا، سأطلب أنا وديداني أيضًا أن يقدموا حسابًا عن أفعالهم بالنور.
اليوبيل,
كتبت "ما زلنا لا نعرف الآلية التي تنتج الجاذبية" أو "ولكن في الوقت الحالي المعرفة التي لدينا ليست كافية لإثبات هذا الادعاء في المسامير"، من هو بالضبط بالنسبة لنا في هذه الادعاءات؟
إن النظرية النسبية العامة، كما كتب لك مايكل، تدعي بالضبط أن كتلة الأجسام هي التي تشوه الزمان والمكان. ما الذي يعتبر بالضبط بالنسبة لك لإقامة دعوى في المسامير؟ هل التأكيدات الرصدية للنسبية العامة ليست كافية بالنسبة لك؟ ما هي بالضبط الأسئلة التي تعتقد أنها تمنعنا من القول بأن الكتلة تشوه الزمان والمكان، وكيف يرتبط كل هذا باكتشاف جرويتون؟ ففي نهاية المطاف، لم نكتشف جسيم هيغز بعد، وعلى الرغم من ذلك، فإن جميع العلماء تقريبًا يقسمون بالنموذج القياسي. إن فهمنا لماهية الجاذبية ممتاز، كما أن إضافة المادة المظلمة يؤثر أو لا يؤثر على هذا الفهم.
ألا يوجد نوع من الحلقة الداخلية في الحسابات؟
وبحسب ما قرأته هنا، فقد أجرى العلماء حسابات على أساس كتلة المجرات أو مجموعات المجرات. لم أفهم كيفية حساب هذه الكتلة؟ هل هو وفق معادلة تتعلق بكمية الضوء المنبعث من العنقود؟ إذا كان الأمر كذلك، فهل تحسب الانزياح نحو الأحمر من تقدير كتلة العنقود الذي يعتمد في حد ذاته على هذا التحول؟
السؤال الثاني - أليس هناك تفسير آخر ممكن لنفس التحول الأحمر؟ على سبيل المثال، هل هو إشعاع ذو تردد أعلى مسبقًا؟
صحيح. إنها ليست صدفة (ولم أقل أنها كانت كذلك) بل تنسيق دقيق. ومن الممكن جدًا أن يثبت أيضًا أن الكتلة هي السبب المباشر لانحناء الفضاء. ولكن في هذه الأثناء، المعرفة التي لدينا ليست كافية لإثبات هذا الادعاء في المسامير.
اليوبيل:
إنها ليست مجرد ظواهر تحدث جنبًا إلى جنب.
يتعلق الأمر بالنظرية النسبية التي تقدم صيغًا دقيقة (غير تافهة) للتنبؤ بدرجة انحناء الضوء.
احتمال أن تكون هذه مصادفة هو صفر.
يتم التنبؤ بانحناء الفضاء وقياسه في الأماكن التي توجد بها كتلة – سواء كانت كتلة داكنة أو كتلة عادية.
هناك أماكن لا توجد بها كتلة داكنة ويتم قياس انحناء الفضاء هناك أيضًا.
بضع كلمات عن "الجاذبية يمكنها ثني الضوء":
ما زلنا لا نعرف الآلية التي تنتج الجاذبية. فمثلا لم نكتشف الجرافيتون بعد ولم نجد تأكيدات ومؤكدات لوجود موجات الجاذبية. ولهذا لا نستطيع أن نقول على وجه اليقين أن الجاذبية هي التي تحني الضوء، مع أننا نرى أن الظاهرتين، الجاذبية وانحناء الضوء، تحدثان معاً وبالتنسيق؛ وليس من المستحيل أن ينشأ كلاهما بشكل منفصل عن عامل مشترك غير معروف حاليا. والمرشح الجيد للعامل المشترك هو المادة المظلمة المكتشفة حديثًا، والتي لا تزال في مهدها.
مايكل،
شكرا على التعليقات المنيرة.
لم أكن أرغب في تقديم التفسير الأكثر تقنية في المقالة الذي قدمته في التعليق أعلاه لأنه يؤدي بعد ذلك إلى إبعاد القراء الذين ليسوا على دراية جيدة بالفيزياء. ولذا فقد قدمت الشرح الشهير للمصعد والموجود أيضًا في كتاب لويس جاجرمان.
في كتاب أينشتاين وإنفيلد يمكنك العثور على أمثلة للمصاعد. لا أعتقد أن هناك هذا المثال المحدد للمصعد الذي أحضرته هنا. لكن كل الأمثلة الأخرى الشهيرة للمصاعد التي وردت في النظرية النسبية العامة موجودة وكان أينشتاين وإنفيلد أول من اخترعها. يعني أينشتاين هو من اخترعها...وهذا هو المصدر:
أينشتاين، ألبرت وإنفيلد ليوبولد، تطور الفيزياء،
أعيد إصدار الكتاب الآن بمقدمة كتبها والتر إيزاكسون الذي كتب السيرة الذاتية لأينشتاين. نُشر كتاب أينشتاين وإنفيلد لأول مرة في عام 1938، وتُرجم منذ ذلك الحين إلى العديد من اللغات.
ومع فكرة أخرى، حتى عبارة "يتسارع قريبًا جدًا من سرعة الضوء" يمكن أن تُعطى معنى يكون المنطق فيه صحيحًا.
والمعنى الذي يمكن استخدامه هو أنه إذا كانت سرعة الضوء هي C متر في الثانية فإننا نتحدث عن تسارع قريب من C متر في الثانية المربعة (أي - نحن نتحدث عن تسارع بمقدار قريب من C وليس تسارع عندما تكون السرعة قريبة من C).
ومع مثل هذا التفسير، فإن ما كان سيبقى من المشكلة التي حذرت منها هو مسألة صياغة أكثر من كونها مسألة جوهرية.
لسوء الحظ - رغم أن هذا ربما كان قصد كاتب النص المقتبس - إلا أن هذا ليس التفسير المعطى للكلمات الواردة في المقال ولهذا السبب يتحدث المقال عن موقف يتجاوز فيه المصعد سرعة الضوء في المرة الواحدة عندما، وفقًا للتفسير الذي اقترحته، كان ينبغي القول أن تسارع المصعد يزيد عن C متر في الثانية المربعة، ولهذا السبب يتم الحديث أيضًا عن حقيقة أن "النبضات التي تصل إلى السقف تصل إلى حجم أكبر و فواصل زمنية أكبر" عندما يكون ما يحدث بالفعل هو أن الفواصل الزمنية ثابتة.
ويجب أن أعترف بأنني تسرعت أيضا في القول بأن المقال لا يعطي الخبر نفسه ما يستحقه.
وبعد إعادة القراءة أرى أن موضوع قياس الفروق بين الضوء المنبعث من مركز المجرة وذلك المنبعث من محيطها قد ظهر في المقال (في القراءة الأولى لم ألاحظ ذلك لأنني اعتقدت أنه ذات مرة بدأ وصف المصعد، ولم يعد المقال إلى الخبر نفسه عندما يكون الوضع مختلفًا ظاهريًا وبعد وصف المصعد هناك استمرار لترجمة الخبر).
وهذه الحقيقة تظهر هناك دون تفسير، ولكن هذا هو الحال أيضًا في الخبر الأصلي.
لقد تسرعت بالفعل في القول بأن الساعات الموجودة في سقف المصعد وفي أرضيته تتفق مع ذلك، ولكن ذلك فقط بسبب الخطأ في الشرح الذي يظهر في المقال.
والخطأ في الشرح أنه مع أنه ذكر التسارع - وليس التسارع - بل السرعة هي التي اعتمد عليها.
هذا ملحوظ بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بمصعد تقترب سرعته من سرعة الضوء، وهو أمر غير واضح على الإطلاق ما يمثله (يثير التعبير بشكل مباشر السؤال "قريب من سرعة الضوء بالنسبة لمن؟" )
الفرق في الساعات موجود بالفعل، لكنه ينبع من حقيقة أنه عند استقبال الإشارة على الأرض/السقف، تختلف سرعة المصعد عن سرعته عند إرسال الإشارة.
ولم أقرأ مقال الباحثين إلا الرابط الذي قدمته وما قلته بخصوصه.
ليست هناك حاجة لمقالة أخرى، لأن ما أردت قوله موجود بالفعل في الرد.
مايكل، لقد نسيت أن أجيب على الجزء الثاني.
إلى جانب مثال المصعد، قمت بترجمة البيان الصحفي لمعهد نيلز بور حتى الجزء المتعلق بالمادة المظلمة.
وهذا ما يتم تقديمه هنا.
إذا كنت تريد شرح التجربة بشكل أعمق لأنك قرأت مقال الباحثين، يمكنك بالطبع نشر مقال آخر عنها هنا.
الجملة أعلاه يجب أن تكون:
إمكانات الجاذبية عند النقطة B أكبر منها عند النقطة B. A تبعث كمية معينة من الطاقة نحو A.
ومثال المصعد معروف وقد تم شرحه على سبيل المثال بشكل جيد في الفصل 8 صفحة 63 من الكتاب:
لويس جاجرمان، الرياضيات النسبية لبقيتنا. ,
يتم قبول مثال المصعد كتفسير شائع لتفسير أينشتاين المعقد. فيما يلي شرح معقد للعلاقة بين تباطؤ الزمن والانزياح الأحمر الجذبوي، والذي يتم تقديمه كخدمة لطلاب المدارس الثانوية:
وفي النظرية النسبية الخاصة، ربط أينشتاين تأثير دوبلر بإطالة الزمن. في العلاقات العامة، قام بدراسة نظامين، للتبسيط سوف نسميهما A وB. ولكل منها أعمدة وساعات. يقع A وB على المحور Z للنظام S في مجال جاذبية متجانس. يقع A بالقرب من أصل الإحداثيات بينما يكون B على ارتفاع h فوق A. وتكون إمكانات الجاذبية عند B أكبر منها عند A. B تبث كمية معينة من الطاقة نحو A.
إذا طبقنا مبدأ التكافؤ على هذا الموقف، فبدلاً من S، الموجود في مجال جاذبية متجانس، يمكننا أن نتخيل S'، وهو نظام خالٍ من مجالات الجاذبية، ولكنه يتحرك بتسارع منتظم في الاتجاه Z. محورها Z هناك نظامان: A و B. يرسل النظام B الطاقة نحو A وننظر إلى العملية من نظام قصوري آخر. وبهذه الطريقة يمكننا تطبيق النظرية النسبية الخاصة. بالنظر إلى هذا، نتوصل إلى استنتاج مفاده أن الطاقة التي تصل إلى A أكبر من الطاقة التي يتم قياسها بنفس الوسيلة بالضبط، ولكنها تنبعث من B.
الآن في العلاقات الخاصة يرتبط مبدأ دوبلر بتباطؤ الزمن. وسوف نقوم مرة أخرى بفحص النظامين A وB على محور نظام التسارع. يشع النظام B نحو النظام A. ويصل الإشعاع إلى A عندما يكون تردده بالنسبة إلى ساعة A مختلفًا عن التردد الذي أُرسل به من B. التردد أعلى.
وطبق أينشتاين مرة أخرى مبدأ التكافؤ على نظامي S' وS، وينبغي أن ينطبق الشيء نفسه على نظام S في مجال جاذبية متجانس. لذلك، إذا كان عند إمكانات جاذبية معينة عند B، ينبعث شعاع ضوئي نحو A بتردد معين - نسبة إلى الساعة الموجودة عند B - فسوف يصل إلى A بتردد مختلف، بالنسبة إلى الساعة الموجودة عند A.
قام أينشتاين بحساب إمكانات الجاذبية لـ B من بيانات التردد وفرق الارتفاع بين A وB، عندما تكون إمكانات الجاذبية عند A صفرًا. وافترض أن ما حصل عليه بالنسبة لمجال الجاذبية المتجانس ينطبق أيضًا على أشكال الحقول الأخرى. ومن هنا حصل على النسبة بين التردد المرسل عند B والتردد المستقبل عند A: التردد المستقبل عند A يساوي التردد الذي أرسله B زائد التردد الذي أرسله B مضروبًا في فرق جهد الجاذبية مقسومًا على مربع سرعة الضوء .
ومن هذه المعادلة استنتج أينشتاين تأثير الجاذبية نحو الأحمر. لنفترض أن B يقع في الشمس ويبعث الضوء هناك ويصل إلى الأرض عند A. نحن نقيس تردد الضوء. يتم حساب فرق جهد الجاذبية السلبي بين سطح الشمس والأرض. ولذلك فإن الخطوط الطيفية لضوء الشمس تجاه الأرض يجب أن تنحرف نحو اللون الأحمر. حسب أينشتاين مقدار الإزاحة الدقيق: فرق جهد الجاذبية مقسومًا على مربع سرعة الضوء.
المثال مع المصعد غير صحيح.
المتفرجون الموجودون على السقف وعلى أرضية المصعد لديهم نفس التسارع تمامًا وستظل ساعاتهم متزامنة.
وهذا يختلف عن مجال الجاذبية، حيث عندما تبتعد عن الكتلة التي تشكلها فإنك تواجه مجالًا أضعف.
هذه حالة خاصة لما يسمى بقوى المد والجزر - وهي القوى التي توجد في مجال الجاذبية ولا توجد في جسم متسارع (هناك اختلاف آخر يكمن في اتجاهات القوة عند نقاط مختلفة في المصعد. فإذا تسارع - فإن القوى المؤثرة عند النقاط المختلفة تكون متوازية، فإذا كانت في مجال جاذبية فإن القوى موجهة إلى مركز الكتلة الذي يخلق الجاذبية وبالتالي ليست متوازية.
معظم المقال مخصص لهذه التجربة الفكرية وليس للمعرفة نفسها - وهذا عار.
فيما يتعلق بالتجربة المذكورة في المقال، يجدر التأكيد على النقطة التالية:
لا يمكننا استخدام الضوء الصادر من خلف العنقود المجري في التجربة التي أجريت لأن هذا الضوء يواجه الجاذبية في كلا الاتجاهين والتأثيرات تلغي بعضها البعض.
فقط الاختلافات بين الضوء الخارج من المجرات الموجودة في مركز العنقود وذلك القادم من المجرات البعيدة عن المركز يمكن استخدامها لتأكيد النظرية النسبية وإذا قرأت المقال الأصلي ترى أن هذا بالفعل ما تم .
رائعة ، شكرا.