تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
الضبط الدقيق للقوى الأخرى
المؤلف:
بول ديفيز
المصدر:
الجائزة الكونية الكبرى
الجزء والصفحة:
الفصل السابع (ص170 – ص172)
2023-03-16
1350
سأتكلم الآن عن القوتين الأخريين من قوى الطبيعة؛ قوة الجاذبية والقوة الكهرومغناطيسية. إلى أي مدى تسهم خصائصهما في قصة الحياة؟ من السهل تبين كيف يمكن لتغيير خصائص هاتين القوتين بشكل كبير أن يهدد الحياة، فلو كانت الجاذبية أقوى فستحترق النجوم أسرع، وتموت في سن مبكرة؛ فإذا تمكنا بصورة سحرية من جعل قوة الجاذبية أقوى، لنقل بمرتين، عندئذ ستسطع الشمس أقوى بمائة ضعف، وسينخفض عمرها كنجم مستقر من 10 مليارات عام، إلى أقل من 100 مليون عام، وهي فترة غير كافية لظهور الحياة، وبالتأكيد لا تكفي لتطور مراقبين أذكياء. وإذا كانت القوة الكهرومغناطيسية أقوى بمرتين لكانت قوة التنافر الكهربي بين البروتونات أعظم، وهو ما يهدد استقرار النواة.
من الأمور اللافتة للنظر في قوة الجاذبية والقوة الكهرومغناطيسية ذلك الاختلاف الشاسع بين قوتيهما؛ ففي ذرة الهيدروجين العادية يرتبط إلكترون وحيد ببروتون وحيد بفعل قوة الجذب الكهربي. لكن ثمة مصدرًا آخر للجذب هنا أيضًا؛ إنه قوة الجاذبية. من السهل حساب القوة النسبية لكلا نوعي الجذب، ويتضح من الحسابات أن القوة الكهربية أقوى بحوالي 1040 مرة من قوة الجاذبية من الجلي، إذن، أن قوة الجاذبية أضعف بمراحل مقارنة بالقوة الكهرومغناطيسية.
لكن ليست هذه هي الكيفية التي نشعر بها بهذه القوى؛ فنحن نشعر بقوة الجاذبية الأرضية كثيرًا، وتبدو القوى الكهربية تافهة مقارنة بها. السبب في ذلك هو التأثير التراكمي لقوة الجاذبية؛ فكلما زادت المادة صارت الجاذبية أقوى. لكن الموقف مختلف في حالة الشحنات الكهربية لأنها تأتي على صورتين موجبة وسالبة. فإذا راكمت شحنة كهربية موجبة عظيمة في مكان ما فستجتذب إليها شحنة سالبة من البيئة المحيطة، وهو ما يقلل من قوتها الصافية. بهذه الصورة تتسم الشحنة الكهربية بأنها كابحة لذاتها بطبيعتها. لكن هذا لا يحدث مع الجاذبية؛ فكلما زادت المادة الموجودة في مكان ما جذبت إليها المزيد من المادة، وتعاظمت قوة الجاذبية المجتمعة أكثر. لذا تعد قوة الجاذبية معززة لذاتها بطبيعتها، وبهذا رغم ضعفها الشديد فإنها تستطيع التراكم حتى تصير مهيمنة، كما يحدث في حالات انهيار النجوم.
منذ عدة سنوات وجد براندون كارتر علاقة مثيرة للدهشة بين النسبة غير المفسرة 1040 وخصائص النجوم؛ على كل نجم أن ينقل الحرارة من الأتون المتقد في قلبه إلى السطح، حيث يشع الحرارة إلى الفضاء. يمكن للحرارة أن تتدفق بصورتين؛ بالإشعاع وفي هذه الحالة تحمل الفوتونات الطاقة، وبالحمل وفي هذه الحالة يرتفع الغاز الحار من الأعماق إلى السطح، حاملا الحرارة معه. لشمسنا طبقة خارجية توصل الحرارة بالحمل، ومن خلال التلسكوب يبدو سطحها في حالة من الغليان الهائل المضطرب. يعتقد العلماء أن هذه الحركة الخاصة بحمل الحرارة تلعب دورًا في تكوين الكواكب، رغم أنهم لا يعرفون كيف يحدث هذا تحديدًا (لا تزال عملية تكون الكواكب غير مفهومة إلى حد بعيد). تعتمد النجوم الأكبر على نقل الحرارة بالإشعاع وليس بالحمل، ويُعتقد أن لهذا دورًا في تشكيل الظروف المؤدية إلى انفجارات السوبرنوفا ولأن الكواكب والسوبر نوفا تلعب دورًا حيويا في قصة الحياة من الأهمية بمكان أن يحتوي الكون على النجوم التي تنقل الحرارة بالحمل، وتلك التي تنقلها بالإشعاع. اكتشف كارتر من نظرية البنية النجمية أنه للحصول على كلا النوعين من النجوم يجب أن تكون نسبة القوة الكهرومغناطيسية إلى قوة الجاذبية قريبة للغاية من القيمة المحددة 1040. إذا كانت قوة الجاذبية أقوى بقليل فستكون النجوم كافة من النجوم الناقلة للحرارة بالإشعاع ولم تكن الكواكب لتتكون ولو كانت الجاذبية أضعف فستكون النجوم كافة من النجوم الناقلة للحرارة بالحمل، وربما لم تكن السوبر نوفا لتوجد، وفي كلتا الحالتين، كانت احتمالات ظهور الحياة ستقل كثيرا.
الاكثر قراءة في فيزياء الجسيمات
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
