لغز الوجود: هل اقترب العلماء من معرفة كيف نشأ الكون؟
NASA
يسعى العلماء في مختبرٍ يقع في غابات ولاية ساوث داكوتا الأمريكية إلى الإجابة عن أحد أبرز التساؤلات العلمية: كيف نشأ الكون الذي نعيش فيه؟
ويخوض العلماء سباقاً علمياً أمام فريق منفصل من العلماء اليابانيين، الذين سبقوهم بعدة أعوام، من أجل معرفة ماذا حدث.
وتعجز النظرية الحالية لنشأة الكون عن تفسير وجود الكواكب والنجوم والمجرات المحيطة بنا، ولهذا يعمل الفريقان على ابتكار أجهزة رصد تهدف إلى دراسة جسيم يُعرف باسم 'نيترينو'، على أمل التوصل إلى تفسيرات جديدة.
كما يهدف هذا المشروع العلمي الدولي، الذي تقوده الولايات المتحدة، أن تكون الإجابة كامنة في باطن الأرض، ضمن تجربة أُطلق عليها 'تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض'.
علماء يكشفون كيف وصلت الحياة إلى الأرض
وسوف يصل العلماء إلى عمق 1500 متر تحت سطح الأرض، إلى داخل ثلاث مغارات شاسعة في باطن الأرض، ويُظهر حجم هذه الكهوف مدى ضخامتها، إذ يبدو عمال البناء وجرافاتهم كما لو كانوا دمى صغيرة عند مقارنتهم بها.
ووصف مدير الأبحاث العلمية في هذه المنطقة، غاريت هايز، الكهوف العملاقة بأنها 'كاتدرائيات مكرّسة للعلم'.
وشارك هايز في أعمال بناء هذه الكهوف في مركز سانفورد للأبحاث تحت الأرض على مدار نحو 10 سنوات، وتعزل هذه الكهوف 'تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض' عن الضوضاء والإشعاع الصادرين من العالم الخارجي، وأصبحت هذه التجربة حالياً جاهزة تماماً للانتقال إلى المرحلة التالية.
ويقول: 'نحن في مرحلة الاستعداد لبناء جهاز الرصد الذي سيُحدث تحولاً في فهمنا للكون، وذلك باستخدام أدوات ستُنشر من قِبل تعاون يضم ما يزيد على 1400 عالم من 35 دولة، يتطلّعون جميعاً للإجابة عن سؤال: لماذا نوجد؟'
ويقول العلماء إنه عند نشوء الكون، وُجد نوعان من الجُسيمات هما: 'المادة'، التي تتكوّن منها النجوم والكواكب وكل ما يحيط بنا، و'ضد المادة'، أي النظير المضاد تماماً للمادة.
وكان من المفترض، نظرياً، أن تُفني 'المادة' و'ضدّ المادة' بعضهما البعض، فلا يتبقى شيء سوى انفجار هائل من الطاقة، وعلى الرغم من ذلك، ها نحن هنا، موجودون مثل المادة.
ويرى العلماء أن مفتاح فهم السبب وراء انتصار المادة ووجودنا حتى الآن يكمن في دراسة جسيم يعرف باسم 'نيترينو' ونظيره المضاد، أي 'مضاد نيترينو'.
وسوف يُطلق العلماء حزماً من كلا النوعين من الجسيمات من أعماق الأرض في إلينوي إلى أجهزة الرصد الواقعة في ساوث داكوتا، على مسافة تصل إلى 800 ميل، وذلك لأن جسيمات نيترينو ومضاداتها تخضع لتغيرات طفيفة أثناء تنقلها.
ويرغب العلماء في التحقق مما إذا كانت تلك التغيرات تختلف بين جسيمات نيترينو ومضاداتها، وإذا ثبت ذلك، فقد يقودهم هذا إلى تفسير سبب عدم إفناء المادة ومضاد المادة لبعضهما البعض.
ويُعدّ المشروع تعاوناً دولياً يضم 1400 عالم، من بينهم العالمة كيت شو، من جامعة ساسكس، التي قالت إن النتائج المتوقعة سوف 'تغيّر' فهمنا للكون ورؤية الإنسان لذاته.
وأضافت: 'كم هو مثير حقاً أننا نملك حالياً التكنولوجيا والهندسة ومهارات البرمجيات اللازمة التي تساعدنا بالفعل في معرفة الإجابة عن هذه الأسئلة الكبرى'.
في ذات الوقت، يجري فريق من العلماء اليابانيين تجربة أخرى يستخدمون فيها كرات ذهبية لامعة للبحث عن ذات الإجابات، إذ توصف هذه الكرات بأنها 'محراب مقدس للعلم'، منافس للكاتدرائية الواقعة في ساوث داكوتا على بُعد 9650 كيلومتراً، ويعمل العلماء على بناء ما يعرف بـ 'هايبر-كي'، وهو نسخة أكبر وأفضل من جهاز الرصد الحالي لجسيمات نيترينو، المعروف باسم 'سوبر-كي'.
وسوف يكون الفريق الياباني جاهزاً لتجربة النيترينو في غضون أقل من ثلاث سنوات، أي قبل الفريق الأمريكي.
ومثل مشروع 'تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض'، يعد مشروع 'هايبر-كي' تعاوناً دولياً، ويعتقد مارك سكوت، من إمبريال كوليدج في لندن، أن فريقه في موقع متقدم لتحقيق أحد أعظم الاكتشافات بشأن نشأة الكون.
وقال: 'سنقوم بتشغيل الجهاز في وقت مبكر، ولدينا جهاز رصد أكبر، لذا من المتوقع أن تتوفر لدينا حساسية أكبر قبل مشروع (تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض)'.
ويعني تنفيذ كلا التجربتين معاً أن العلماء سيحصلون على معرفة أعمق مقارنة بتنفيذ تجربة واحدة فقط، لكن سكوت يضيف: 'أود أن أكون أول من يصل إلى نتائج'.
لكن ليندا كريمونيسي، من جامعة كوين ماري في لندن، التي تشارك في مشروع 'تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض، تلفت إلى أن وصول الفريق الياباني إلى النتائج أولاً قد لا يوفر له الرؤية الكاملة لما يجري على أرض الواقع'.
وتضيف: 'هناك جانب من جوانب التنافس، ومشروع هايبر-كي لم يكتمل بعد بكل العناصر اللازمة لفهم إذا كانت جسيمات نيترينو ومضاداتها تتصرف بطريقة مختلفة'.
وإن كان السباق جارياً ومحتدماً بين العلماء، إلا أن النتائج الأولية ليس من المتوقع الكشف عنها قبل بضع سنوات، ويبقى سؤال ما الذي حدث في بداية الزمن وأدى إلى وجودنا لغزاً محيراً في الوقت الراهن.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
سيدر نيوز
منذ 8 ساعات
- سيدر نيوز
لغز الوجود: هل اقترب العلماء من معرفة كيف نشأ الكون؟
NASA يسعى العلماء في مختبرٍ يقع في غابات ولاية ساوث داكوتا الأمريكية إلى الإجابة عن أحد أبرز التساؤلات العلمية: كيف نشأ الكون الذي نعيش فيه؟ ويخوض العلماء سباقاً علمياً أمام فريق منفصل من العلماء اليابانيين، الذين سبقوهم بعدة أعوام، من أجل معرفة ماذا حدث. وتعجز النظرية الحالية لنشأة الكون عن تفسير وجود الكواكب والنجوم والمجرات المحيطة بنا، ولهذا يعمل الفريقان على ابتكار أجهزة رصد تهدف إلى دراسة جسيم يُعرف باسم 'نيترينو'، على أمل التوصل إلى تفسيرات جديدة. كما يهدف هذا المشروع العلمي الدولي، الذي تقوده الولايات المتحدة، أن تكون الإجابة كامنة في باطن الأرض، ضمن تجربة أُطلق عليها 'تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض'. علماء يكشفون كيف وصلت الحياة إلى الأرض وسوف يصل العلماء إلى عمق 1500 متر تحت سطح الأرض، إلى داخل ثلاث مغارات شاسعة في باطن الأرض، ويُظهر حجم هذه الكهوف مدى ضخامتها، إذ يبدو عمال البناء وجرافاتهم كما لو كانوا دمى صغيرة عند مقارنتهم بها. ووصف مدير الأبحاث العلمية في هذه المنطقة، غاريت هايز، الكهوف العملاقة بأنها 'كاتدرائيات مكرّسة للعلم'. وشارك هايز في أعمال بناء هذه الكهوف في مركز سانفورد للأبحاث تحت الأرض على مدار نحو 10 سنوات، وتعزل هذه الكهوف 'تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض' عن الضوضاء والإشعاع الصادرين من العالم الخارجي، وأصبحت هذه التجربة حالياً جاهزة تماماً للانتقال إلى المرحلة التالية. ويقول: 'نحن في مرحلة الاستعداد لبناء جهاز الرصد الذي سيُحدث تحولاً في فهمنا للكون، وذلك باستخدام أدوات ستُنشر من قِبل تعاون يضم ما يزيد على 1400 عالم من 35 دولة، يتطلّعون جميعاً للإجابة عن سؤال: لماذا نوجد؟' ويقول العلماء إنه عند نشوء الكون، وُجد نوعان من الجُسيمات هما: 'المادة'، التي تتكوّن منها النجوم والكواكب وكل ما يحيط بنا، و'ضد المادة'، أي النظير المضاد تماماً للمادة. وكان من المفترض، نظرياً، أن تُفني 'المادة' و'ضدّ المادة' بعضهما البعض، فلا يتبقى شيء سوى انفجار هائل من الطاقة، وعلى الرغم من ذلك، ها نحن هنا، موجودون مثل المادة. ويرى العلماء أن مفتاح فهم السبب وراء انتصار المادة ووجودنا حتى الآن يكمن في دراسة جسيم يعرف باسم 'نيترينو' ونظيره المضاد، أي 'مضاد نيترينو'. وسوف يُطلق العلماء حزماً من كلا النوعين من الجسيمات من أعماق الأرض في إلينوي إلى أجهزة الرصد الواقعة في ساوث داكوتا، على مسافة تصل إلى 800 ميل، وذلك لأن جسيمات نيترينو ومضاداتها تخضع لتغيرات طفيفة أثناء تنقلها. ويرغب العلماء في التحقق مما إذا كانت تلك التغيرات تختلف بين جسيمات نيترينو ومضاداتها، وإذا ثبت ذلك، فقد يقودهم هذا إلى تفسير سبب عدم إفناء المادة ومضاد المادة لبعضهما البعض. ويُعدّ المشروع تعاوناً دولياً يضم 1400 عالم، من بينهم العالمة كيت شو، من جامعة ساسكس، التي قالت إن النتائج المتوقعة سوف 'تغيّر' فهمنا للكون ورؤية الإنسان لذاته. وأضافت: 'كم هو مثير حقاً أننا نملك حالياً التكنولوجيا والهندسة ومهارات البرمجيات اللازمة التي تساعدنا بالفعل في معرفة الإجابة عن هذه الأسئلة الكبرى'. في ذات الوقت، يجري فريق من العلماء اليابانيين تجربة أخرى يستخدمون فيها كرات ذهبية لامعة للبحث عن ذات الإجابات، إذ توصف هذه الكرات بأنها 'محراب مقدس للعلم'، منافس للكاتدرائية الواقعة في ساوث داكوتا على بُعد 9650 كيلومتراً، ويعمل العلماء على بناء ما يعرف بـ 'هايبر-كي'، وهو نسخة أكبر وأفضل من جهاز الرصد الحالي لجسيمات نيترينو، المعروف باسم 'سوبر-كي'. وسوف يكون الفريق الياباني جاهزاً لتجربة النيترينو في غضون أقل من ثلاث سنوات، أي قبل الفريق الأمريكي. ومثل مشروع 'تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض'، يعد مشروع 'هايبر-كي' تعاوناً دولياً، ويعتقد مارك سكوت، من إمبريال كوليدج في لندن، أن فريقه في موقع متقدم لتحقيق أحد أعظم الاكتشافات بشأن نشأة الكون. وقال: 'سنقوم بتشغيل الجهاز في وقت مبكر، ولدينا جهاز رصد أكبر، لذا من المتوقع أن تتوفر لدينا حساسية أكبر قبل مشروع (تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض)'. ويعني تنفيذ كلا التجربتين معاً أن العلماء سيحصلون على معرفة أعمق مقارنة بتنفيذ تجربة واحدة فقط، لكن سكوت يضيف: 'أود أن أكون أول من يصل إلى نتائج'. لكن ليندا كريمونيسي، من جامعة كوين ماري في لندن، التي تشارك في مشروع 'تجربة نيترينو العميقة تحت الأرض، تلفت إلى أن وصول الفريق الياباني إلى النتائج أولاً قد لا يوفر له الرؤية الكاملة لما يجري على أرض الواقع'. وتضيف: 'هناك جانب من جوانب التنافس، ومشروع هايبر-كي لم يكتمل بعد بكل العناصر اللازمة لفهم إذا كانت جسيمات نيترينو ومضاداتها تتصرف بطريقة مختلفة'. وإن كان السباق جارياً ومحتدماً بين العلماء، إلا أن النتائج الأولية ليس من المتوقع الكشف عنها قبل بضع سنوات، ويبقى سؤال ما الذي حدث في بداية الزمن وأدى إلى وجودنا لغزاً محيراً في الوقت الراهن.
سيدر نيوز
٠٩-٠٤-٢٠٢٥
- سيدر نيوز
ثلاثة أمور أخطأ فيها أينشتاين 'نوعاً ما'
حتى العباقرة بشر. قد يكون أبا نظرية النسبية والفيزيائي الذي استكشف وفسّر الجاذبية والضوء، لكن حتى العظيم ألبرت أينشتاين كان أحياناً يفتقر إلى الإيمان بنظرياته. هذا الشك الذاتي دفعه إلى ارتكاب أخطاء جسيمة. 'أكبر خطأ' وخلال عمله على نظريته النسبية العامة، أشارت حسابات أينشتاين إلى أن الجاذبية ستؤدي إما إلى انكماش الكون أو تمدده، على عكس الرأي السائد آنذاك بأن الكون ساكن. لذا، في ورقته البحثية عام 1917 حول النسبية العامة، أضاف أينشتاين 'ثابتاً كونياً' إلى معادلاته لمواجهة تأثير الجاذبية بفعالية، مُؤيداً بذلك الاعتقاد السائد بأن الكون ساكن. وبعد عقد من الزمان تقريباً، بدأ العلماء بجمع أدلة جديدة على أن الكون ليس ساكناً على الإطلاق. بل إنه في الواقع يتمدد. وكتب الفيزيائي جورج جاموف لاحقاً في كتابه 'خط عالمي: سيرة ذاتية غير رسمية' أن أينشتاين أشار، بعد فوات الأوان، إلى أن 'إدخال مصطلح الثابت الكوني كان أكبر خطأ ارتكبه في حياته'. Nasa/Esa/J Merten/D Coe لكن هناك تطور آخر. يمتلك العلماء الآن أدلة على أن تمدد الكون يتسارع بفضل 'طاقة مظلمة' غامضة. ويعتقد البعض أن ثابت أينشتاين الكوني، الذي استُخدم في البداية لمقاومة الجاذبية في معادلاته، قد يُفسر هذه الطاقة بالفعل، وبالتالي ما كان هناك خطأ على الإطلاق. كشف المجرات البعيدة وتنبأت نظرية أينشتاين للنسبية العامة أيضاً بظاهرة أخرى، وهي أن مجال جاذبية جسم ضخم، مثل نجم، سيحني الضوء القادم من جسم بعيد خلفه، ليعمل كعدسة مكبرة عملاقة. واعتقد أينشتاين أن هذا التأثير، المعروف باسم 'عدسة الجاذبية'، سيكون ضئيلاً جداً بحيث لا يُرى. ولم يكن ينوي حتى نشر حساباته، حتى أقنعه بذلك مهندس تشيكي يُدعى ر. و. ماندل. وفي بحثه المنشور عام 1936 في مجلة 'ساينس'، كتب أينشتاين إلى المحرر: 'اسمحوا لي أيضاً أن أشكركم على تعاونكم في نشر هذا المنشور الصغير، الذي انتزعه مني السيد ماندل. إنه ذو قيمة ضئيلة، لكنه يُسعد المسكين'. ولقد تبيّن أن قيمة ما ورد في هذا المنشور الصغير بالغة الأهمية لعلم الفلك. فهي تسمح لوكالة الفضاء الأمريكية 'ناسا' وتلسكوب هابل التابع لوكالة الفضاء الأوروبية بالتقاط تفاصيل المجرات البعيدة جداً، كما يتم تكبيرها بواسطة مجموعات هائلة من المجرات الأقرب إلى الأرض. Nasa/Esa 'الله لا يلعب بالنرد' وساهمت أعمال أينشتاين، بما في ذلك بحثه المنشور عام 1905 الذي وصف فيه الضوء كموجات وجسيمات، في إرساء أسس فرع ناشئ من الفيزياء. وتصف ميكانيكا الكم عالم الجسيمات دون الذرية الدقيقة الغريب والمخالف للبديهة. على سبيل المثال، الجسم الكمي يمكن أن يكون في أكثر من حالة في نفس الوقت حتى يتم رصده وقياسه، وهي حالة تسمة 'تراكب' وعندها يتم تحديد قيمته. وقد وضّح الفيزيائي إروين شرودنجر هذا الأمر على نحو بارز في مفارقته، حيث يُمكن اعتبار قطة داخل صندوق حية وميتة في آنٍ واحد حتى يفتح أحدهم الغطاء للتحقق. Getty Images ورفض أينشتاين قبول هذا الشك. وفي عام 1926، كتب إلى الفيزيائي ماكس بورن قائلاً: 'الله لا يلعب النرد'. وقد استنتج في ورقته البحثية التي نشرها عام 1935 مع العالمين بوريس بودولسكي وناثان روزن، أنه إذا انفصل جسمان في حالة 'تراكب' بعد أن ارتبطا بطريقة ما، فإن الشخص الذي يرصد الجسم الأول ويعطيه قيمة سيحدد قيمة للجسم الثاني فوراً، دون أن يُرصد الجسم الثاني. ورغم أن هذه التجربة الفكرية كانت تهدف إلى دحض نظرية التراكب الكمي، إلا أنها في الواقع مهدت الطريق بعد عقود لتطوير فكرة أساسية في ميكانيكا الكم تُسمى الآن التشابك. وتدّعي هذه الفكرة أنه يمكن ربط جسمين معاً كجسم واحد، حتى لو كانا متباعدين. لذا، يبدو أن أينشتاين كان بارعاً في نظرياته، وساهم في تألقه حتى في الأمور التي أخطأ فيها أحياناً.
اغاني اغاني
٠٣-٠٣-٢٠٢٥
- اغاني اغاني
حدث فلكي نادر اليوم ... اصطفاف 7 كواكب في السماء
تشهد سماء الأرض اليوم على إحدى أجمل الظواهر الفلكية النادرة حيث ستصطف 7 كواكب من النظام الشمسي معًا، مما قد يتيح مشاهدتها بالعين المجردة. في هذا السياق، قال بريستون دايكس، وهو كاتب ومنتج سلسلة مقاطع الفيديو الشهرية لمراقبة السماء التابعة لوكالة NASA، إن معظم هذا الاصطفاف سيكون مرئيًا بعد غروب الشمس مباشرة. في هذا الإطار، أضاف أن كواكب عطارد والزهرة والمريخ والمشتري ستكون مرئية دون الحاجة إلى تلسكوب، بينما سيكون من الصعب رؤية كوكب زحل. كما أشار إلى أن كوكبي أورانوس ونبتون يحتاجان إلى سماء مظلمة لرؤيتهما، بينما سيكون عطارد قد غرب قبل حلول الظلام، ما يعني أنه لن يمكن رؤية جميع الكواكب السبعة في قوس واحد في الوقت ذاته. وأوضح أن اليوم بعد غروب الشمس هو الوقت المثالي، حيث سيصل عطارد إلى أعلى مستوياته وألمعها. من جهة أخرى، ذكر دايكس أن كوكب زحل قد يظهر تقريباً خافتًا بسبب ضوء غروب الشمس، ولكنه يعد من أفضل الأوقات لرصد ثاني أكبر كوكب في النظام الشمسي. كما أضاف أن الكواكب ستظهر في خط واحد على مستوى النظام الشمسي، مع العلم أن كل كوكب يدور بسرعته الخاصة حول الشمس. على سبيل المثال، يستغرق عطارد 88 يومًا من أيامنا لإكمال دورة واحدة حول الشمس، بينما يحتاج نبتون حوالي 165 عامًا. وبسبب اختلاف سرعات الكواكب، قد تظهر هذه الكواكب متراصة بجانب بعضها لبعض الفترات القصيرة، رغم أنها عادة ما تكون في أماكن مختلفة أثناء دورانها حول الشمس. والجدير ذكره أنّ هذه الظاهرة الفلكية تمنح فرصة نادرة لرؤية الكواكب وهي تتصطف في السماء بشكل مدهش، مما يجعل هذا الحدث فريدًا من نوعه. ولا مناص من القول إن هذه الظواهر الفلكية الرائعة توفر فرصة مثالية لاكتشاف عالم الفضاء المدهش ودفع الفضول نحو استكشاف أسراره. يمكن للجميع، سواء كانوا هواة أو محترفين، الاستفادة من هذه اللحظات لتوسيع معرفتهم بعلم الفلك. ومن خلال متابعة التحديثات العلمية والمشاركة في محافل ومجموعات للمراقبة الفلكية، يمكن للجميع تعلم المزيد عن الكواكب، النجوم، والمجرات، واكتشاف سحر الكون الذي يحيط بنا. هذه اللحظات الفريدة تفتح أبوابًا لفهم أعمق لأسرار السماء، وتمنحنا فرصة للاحتكاك بمجتمع عالمي من المهتمين بعلم الفضاء، مما يعزز الشعور بالتواصل مع الكون ومساهمتنا في سبر أغواره. في الختام، تمثل هذه الظاهرة الفلكية فرصة استثنائية لعشاق الفضاء وعلم الفلك لرؤية مشهد نادر من الاصطفاف الكوكبي الذي يعكس جمال النظام الشمسي وترتيب كواكبه. إن هذه اللحظة الفريدة تتيح لنا ليس فقط الاستمتاع بالجمال السماوي، بل أيضًا التفكر في دقة وحركة الأجرام السماوية حول الشمس. بينما تبقى هذه الظاهرة حدثًا مذهلاً في سماء الأرض، فإنها تذكرنا بالروعة الكونية التي تحيط بنا وتستحق التأمل.
