ثورة على علوم الفيزياء ونتائج الإكتشاف مرعبة.الـNeutrinos اسرع من الضوء..
ثورة على علوم الفيزياء ونتائج الإكتشاف مرعبة.منظمة الأبحاث النووية الأوروبية CERN: الـ"Neutrinos" اسرع من الضوء وما نعرفه عن المادة لا يتعدّى 4%
حتى لو كان تخصصك بعيداً عن مجال العلوم أو الفيزياء فمَن منّا لم يسمع عن النظرية النسبية لأينشتاين؟!
فنسبية أينشتاين كانت خلال القرن الماضي أحد الركائز الأساسية التي بُنيت عليها الفيزياء الحديثة ونظرتنا للكون. ارتكزت هذه النسبية على أساس أن الضوء هو أسرع شيء في الكون ولا يمكن لأي شيء أن يكون أسرع منه، لكن لحظة..
اكتشف العلماء في سويسرا أول أمس أن أحد الجسيمات سارت بالفعل أسرع من الضوء!!
وما المشكلة في ذلك؟
لو كان ما تم اكتشافه صحيحاً فيعني ذلك ببساطة أن بإمكاننا إرسال البيانات للماضي، وأن هذه الجسيمات وصلت لخط النهاية قبل أن تنطلق من البداية أصلاً، أو أنها تحركت في أبعاد أو أكوان أخرى تفوق إدراكنا !
قد يبدو الأمر “جنوناً” وهي ذاتها الكلمة التي ذكرها العلماء وهم يعلنون اكتشافهم ذاك في مؤتمر صحفي، لكن هذا "الجنون" هو نتائج بحث علمي دقيق استمر لأشهر حتى خرجوا إلينا بهذه النتيجة، وإليكم التفاصيل:
قام فريق من علماء سيرن (المنظمة الأوروبية للبحث النووي) بإطلاق شعاع من النيوترونات (جسيمات أولية) بين مركزين للأبحاث تحت الأرض أحدهما في سويسرا والآخر في إيطاليا. تبلغ المسافة بين مركزي الأبحاث 730 كيلومتر وحين قام العلماء بقياس سرعة النيترونات بأجهزة قياس ورصد فائقة الدقة فوجئوا بأنها وصلت أسرع من الضوء!!
تبلغ سرعة الضوء في الفراغ 299,792,458 متر في الثانية وهي السرعة التي يعتبرها العلماء الحد الأقصى للسرعة الكونية (حسب النظرية النسبية الخاصة)، بينما تحركت النيوترينات بسرعة 299,798,454 متر في الثانية، أي أنها تحركت أسرع من الضوء بـ60 على مليار من الثانية !
وهو ما صدم الفيزيائيين والباحثين في تجربة سيرن لأن معنى ذلك هو أن النسبية الخاصة لأينشتاين وكل قوانين الفيزياء الحديثة التي بنيت عليها خاطئة. أي أن نظرتنا للكون بحاجه لإعادة بناء بالكامل!
التدقيق العلمي
استمر الباحثون في دراسة هذه النتائج منذ أشهر لظنهم أن حساباتهم خاطئة وكل مرة كانوا يصلون لنفس النتيجة، ما اضطرهم لنشر نتيجة تلك الأبحاث التي وصفوها بالجنونية ليدرسها العلماء حول العالم أيضاً على أمل أن يكتشف أحدهم خطأ ما!
الاكتشاف وإن كان له أدلته إلا أن نتائجه مرعبة لأنها تعني أن فهمنا للكون خلال الفترة الماضية كان خاطئاً...!
وللمزيد عن هذا الخبر يمكنكم مراجعة الإعلان الرسمي من سيرن (باللغة الإنجليزية): اضغط هنا
خلاصة الأمر يعني: أنّه إذا كانت سرعة الضوء تقدر بحوالي 300 مليون متر في الثانية, فإن سرعة النيوترينو تصل إلي 300 مليون وستة آلاف متر في الثانية.
طبعاً الفرق ليس كبير بل قليل ولا يذكر ولكنه اظهر شي جديد يثبت بأن الضوء ليس الاسرع ويفتح المجال امام العلماء للبحث اكثر عن الاسرع.
ولمعرفة السرعة القصوى لشعاع جزيئات النيوترينو فهي تستطيع الدوارن حول محيط الارض على خط الاستواء في وقت 0.013 جزء من الثانية ،،،
ويبدو أن الاكتشاف الجديد سيشكل معول هدم لنظرية "النسبية الخاصة"، لعالم الفيزياء الشهير ألبرت أينشتاين، والتي توصل إليها عام 1905، والتي تعتمد على قاعدة أن سرعة الضوء هي أعلى سرعة في الكون، وأنها سرعة ثابتة وليست نسبية.
تعليقات:
- قال أنطونيو إريديتاتو، الأستاذ بجامعة "برن" في سويسرا: "هذه نتيجة مفاجئة تماماً"، مشيراً إلى أنها "يمكن أن تحدث تأثيراً كبيراً على الفيزياء الحديثة، الأمر الذي يتوجب معه إجراء مزيد من الأبحاث المعمقة في هذا المجال."
- رئيس فريق إعداد التقرير، قال: "بعد شهور طويلة من الدراسات ومراجعة النتائج، لم نتوصل إلى أي تأثيرات يمكن أن تكون قد تسببت في إحداث تغيير بالقياسات."
- إريديتاتو أكّد أن العلماء في "مشروع أوبرا" سوف يواصلون أبحاثهم، ويتطلعون أيضاً إلى البحث عن قياسات مستقلة جديدة، بهدف التوصل إلى تقييم حقيقي لطبيعة هذه الملاحظة."
- رئيس قسم فيزياء الجزئيات بجامعة "أوكسفورد"، نيفيل هارنيو، وصف نتائج التجربة بقوله إنها "لافتة للنظر جداً جداً، إذا ما كانت صحيحة"، وأضاف أنه "إذا ثبتت صحة هذا الاستنتاج، فإن ذلك سيشكل ثورة في علوم الفيزياء التي نعرفها."
وسيكون هارنيو واحداً من بين مجموعة من العلماء، من مختلف أنحاء العالم، يشاركون في منتدى عبر الانترنت، يعقده مركز "سيرن" بعد ظهر الجمعة، لمناقشة نتائج التجربة.
ويُعد "النيوترينو" أصغر جسيم أولي داخل نواة المادة، وهو أصغر من "الإلكترون"، ولا يحمل شحنات كهربائية، ويندر تفاعله مع المواد الأخرى، ويعتبره العلماء "وحدة البناء الأساسية" في الكون.
- قال العالم انطونيو ايريديتاتو الذي وضع التقرير حول التجربة: ''لقد حاولنا إيجاد تفسير لهذه الظاهرة، وبحثنا عن أي أخطاء إن كانت تافهة أو معقدة، لكننا لم نعثر على شيء من ذلك. ''وأضاف: ''وعندما لا تجد تفسيرا، فعليك أن تسأل بقية زملائك العلماء أن يدققوا في الأمر''.
وقد أجريت ألوف التجارب للتحقق من سرعة الضوء، ولم يستدل على أي جزيء بإمكانه تجاوزها. ولكن العالم أريديتاتو وفريقه ما برحوا يعكفون منذ ثلاث سنوات على إجراء تجربة تشير إلى أن جزيئات النوترينو بإمكانها تجاوز سرعة الضوء فعلا. يذكر أن هذه الجزيئات توجد بأشكال عدة، ويمكنها التحور من شكل إلى آخر.
- يقول العالم ايريديتاتو ''حلمي أن تتوصل تجربة مستقلة أخرى إلى النتيجة ذاتها. عندئذ أستطيع أن أخلد إلى الراحة''.
سيرن : عالم يصبح العلم فيه أغرب من الخيال!
ما هي سيرن CERN؟
سيرن هو اسم المنظمة الاوروبية للأبحاث النووية، وهو اختصار لاسم المنظمة بالفرنسية: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire، وهي أكبر مختبر للفيزياء الجزيئية في العالم.
ولسيرن مساهمات هائلة للبشرية في مجال الفيزياء وفي مجالات أخرى أيضاً، ولكم أن تتخيلوا أن الفضل في شبكة الويب التي تقرأون من خلالها هذا الموضوع هو العالم البريطاني السير تيم بيرنيرز لي الذي يعمل ضمن سيرن!
إذاً ما هي “تجربة سيرن”؟
قبل أن نعرف ما هي تجربة سيرن، لنتعرف أولاً على حقيقة ستفاجئكم كثيراً: تعلمون بالطبع أننا (أنا وأنت) نتكون ويتكون كل من حولنا من المادة، لكن هل تتصورا أن هذه المادة التي نظنها كل شيء ليست سوى 4% فقط من الكون الذي نعرفه؟!! وأن باقي الكون (96%) يتكون من أشياء غامضة لا يعرفها العلماء ولا يستطيعون رؤيتها بأجهزتهم وتلسكوبتها ولكنهم على يقين من وجودها لأنهم يشاهدون آثارها؟!!
هذا اللغز وهذه الحقيقة الغريبة هي أساس تجربة سيرن، حيث يحاول العلماء اكتشاف أسرار المادة لنعرف حقيقة الكون الذي نعيش فيه.
وكيف يريد العلماء معرفة ذلك؟
من خلال تفكيك مكونات الذرة ومشاهدة ما تحتويه داخلها. لكن المشكلة أن مكونات الذرة صغيرة جداً جداً وتربطها قوى كبيرة جداً جداً لذا لا نستطيع تفكيكها بهذه البساطة. ما هو الحل إذاً؟
تخيل معي الآتي: لو أعطيتك مجموعة قطع ليجو (لعبة الفك والتركيب)، وكانت هذه القطع ملتصقة ببعضها البعض بشدة وقلت لك أني أريد منك فكّها من بعضها البعض بأي ثمن وبأي شكل. ماذا ستفعل؟
ستحاول بكل جهدك، ولكن إذا فشلت ستقوم بقذفها بكل قوتك في الحائط أو على الأرض في محاول لفصلها عن بعضها البعض بالقوة. وهذا هو ما يحاول العلماء فعله:
أن يقوموا بصدم الجزيئات ببعضها البعض بكل قوة لسحق هذه الجزيئات وتفكيكها إلى أبسط مكوناتها.
لكن السؤال هنا أيضاً، إذا كنا نقول أنها صغيرة جداً، كيف سيقوم العلماء بصدم هذه الذرات بكل قوة؟
لنجيب عن هذا السؤال بمثال آخر:
لو شبهنا الجزيء بالحَجَر. وقلت لك أنني أريد أن أقذف هذا الحجر لأبعد مسافة ممكنة؟ أي (بلغة علمية) أريد أن أجعله يكتسب أكبر طاقة ممكنة ليذهب إلى أبعد مسافة. ماذا ستفعل؟
لو كنت مكانك سأقوم بربط هذا الحجر بحبل وسأقوم بتحريكه في مسار دائري حول الحبل عدة مرات حتى يكتسب طاقة كبيرة ثم سأقوم بقذفه، تماماً مثلما يفعل قاذف الجُلّة في ألعاب الأولومبياد حين يدور حول نفسه أولاً مرة أو مرتين قبل قذف الجُلّة).
هذا هو أيضاً ما يفعله العلماء في سيرن، ولكن بدلاً من الحجر يوجد جزيء البروتون. وبدلاً من الحبل يوجد ما يسمى بمسارع الهادرونات الكبير.
ما هو مسارع الهادرونات الكبير؟
إنّه نفق طويل للغاية (يصل طوله لـ27 كم!) ويقع تحت الأرض:
يمر هذا النفق تحت الحدود الفرنسية السويسرية بالقرب من مدينة جنيف، ويعتبر أضخم وأعقد جهاز عِلمي في العالم!
سيقوم العلماء بإطلاق شعاع من البرتونات في هذا النفق من أحد الاتجاهات، وإطلاق شعاع من اتجاه آخر، وسيظل هذان الشعاعان يدوران في هذا المسارع حتى تصل لسرعتهم لـ 99.9999991% من سرعة الضوء وحينها يصطدم هذان البروتونات ببعضهما البعض ليتم سحقهما، وحينها سيظهر البروتون المضاد الذي تحدثنا عنه في سلسلة المادة المضادة، وسيظهر أيضاً العديد من الألغاز التي يأمل العلماء أن تكشف أسرار الكون.
ما هي الألغاز التي يريد العلماء كشفها؟
1. اللغز الأساسي الذي يأمل العلماء اكتشافه هو ما يسمى بجسيم البوزون هيجز Higgs boson (اسمه لا يقل سوءاً عن مسارع الهادرونات!). وهو جسيم دون ذري لم يُكتشَف حتى الآن، لكن يعتقد العلماء أنه مصدر كتلة كل الأجسام في الكون، وأنه سبب وجود كتلة لي ولك ولكل ما حولنا، حيث يعتقد العلماء أن سبب وجود كُتل للأجسام في الكون هو تفاعل هذه الأجسام مع مجال هيجز (الذي لا نراه ولم نكتشفه بعد!).
2. يأمل العلماء أيضاً فهم حقيقة ما يوجد في 96% من الكون ولا نستطيع أن نراه!
3. يأمل العلماء كذلك الإجابة عن لغز اختفاء المادة المضادة، ويمكنكم مشاهدة سلسلة المادة المضادة لمعرفة المزيد عن هذه النقطة.
4. يريد العلماء بهذه التجربة محاكاة الظروف التي كانت موجودة بعد واحد على مليار من الثانية من نشأة الكون قبل 13,7 مليار عام!!
5. ثم أخيراً وليس آخراً يأمل العلماء الكشف عن الأبعاد الأخرى الموجودة في هذا الكون! (10 أبعاد كما يتوقع العلماء!!).
وهناك في المقابل مخاوف أبداها العديد من العلماء حول العالم من أن هذا الاصطدام قد يؤدي إلى حدوث ثقب أسود يقوم بابتلاع الأرض كلها ! ولكن العلماء المشرفون على هذا المشروع رفضوا هذه الفكرة تماما، حتى أن الأمر أثار خيال كتاب قصص الخيال العلمي فكتب دان براون، مؤلف “شفرة دافنتشي” رواية بعنوان ”ملائكة وشياطين”، تخيل فيها مجتمعا سريا يريد أن يدمر الفاتيكان باستخدام قنبلة من المادة المضادة، تم سرقتها من معمل سيرن، وتم عمل هذه الرواية في فيلم Angels & Demons .
نختم ببعض الحقائق المدهشة عن تجربة سيرن لتدركوا سر تسميتها بـ”أكبر تجربة علمية في تاريخ البشرية”:
- اصطدام حزمتين من البروتون يُولد مستويات حرارة قد تصل إلى ألف مليار درجة ! وفي ظرف جزء من الثانية، ستصبح النقطة متناهية الصغر الناتجة عن الاصطدام هي النقطة الأكثر حرارة في مجرتنا كلها (مجرة درب التبانة)!! وهي بذلك أكبر من الحرارة في باطن الشمس بـ 100,000 مرة !!
- سيكون قلب مُصادم الهيدرونات الكبير (LHC) أضخم آلة تجميد في العالم. حيث يوجد 700,000 لتر من الهليوم السائل تُبقي المغنطيسات في 271- درجة مئوية، وهي درجة حرارة أدنى من درجة حرارة الفضاء بين النجوم!
- البيانات والمعلومات الناتجة عن الاختبار حوالي 70000 جيغابايت في الثانية الواحدة ! لن يحفظ العلماء منه سوى ما يعادل 200000 دي في دي في السنة الواحدة، وتم عمل شبكة من عشرات الآلاف من أجهزة الكومبيوتر في شبكة خاصة تسمى Grid!
رد مع اقتباس
.. لك مني أجمل تحية . .gif)
المفضلات