أين يبدأ الفضاء وأين ينتهي الكون؟ فضاء بلا نهاية. كم عدد الأكوان هناك؟ هل هناك حدود للمساحة؟
أين يبدأ الفضاء وأين ينتهي الكون؟ كيف يحدد العلماء حدود المعلمات المهمة في الفضاء الخارجي. كل شيء ليس بهذه البساطة ويعتمد على ما يعتبر مساحة، وعدد الأكوان الموجودة. ومع ذلك، فيما يلي كافة التفاصيل. ومثيرة للاهتمام.
والحد “الرسمي” بين الغلاف الجوي والفضاء هو خط كرمان، ويمر على ارتفاع حوالي 100 كيلومتر. تم اختياره ليس فقط بسبب الرقم الدائري: عند هذا الارتفاع تقريبًا، تكون كثافة الهواء منخفضة جدًا بحيث لا يمكن لأي مركبة أن تطير مدعومة بالقوى الديناميكية الهوائية وحدها. لإنشاء قوة رفع كافية، سيكون من الضروري الوصول إلى سرعة الإفلات. لم يعد مثل هذا الجهاز بحاجة إلى أجنحة، لذلك على ارتفاع 100 كيلومتر تمر الحدود بين الطيران والملاحة الفضائية.
لكن الغلاف الجوي للكوكب، بطبيعة الحال، لا ينتهي عند ارتفاع 100 كيلومتر. ويمتد الجزء الخارجي منه -الإكسوسفير- إلى مسافة تصل إلى 10 آلاف كيلومتر، رغم أنه يتكون بشكل أساسي من ذرات هيدروجين نادرة يمكنها الخروج منه بسهولة.
النظام الشمسي
ربما ليس سرا أن النماذج البلاستيكية للنظام الشمسي التي اعتدنا عليها منذ المدرسة لا تظهر المسافات الحقيقية بين النجم وكواكبه. تم تصميم نموذج المدرسة بهذه الطريقة فقط بحيث تناسب جميع الكواكب على الحامل. في الواقع، كل شيء أكبر من ذلك بكثير.
لذا فإن مركز نظامنا هو الشمس، وهو نجم يبلغ قطره حوالي 1.4 مليون كيلومتر. وتشكل الكواكب الأقرب إليها - عطارد والزهرة والأرض والمريخ - المنطقة الداخلية للنظام الشمسي. ولكل منها عدد قليل من الأقمار الصناعية، وتتكون من معادن صلبة، ولها (باستثناء عطارد) غلاف جوي. تقليديا، يمكن رسم حدود المنطقة الداخلية للنظام الشمسي على طول حزام الكويكبات، الذي يقع بين مداري المريخ والمشتري، على بعد حوالي 2-3 مرات عن الشمس من الأرض.
هذه هي مملكة الكواكب العملاقة وأقمارها الصناعية العديدة. وأولهم بالطبع كوكب المشتري الضخم، الذي يقع على بعد حوالي خمس مرات من الشمس عن الأرض. ويليه زحل وأورانوس ونبتون، والمسافة إليها كبيرة بالفعل بشكل مذهل - أكثر من 4.5 مليار كيلومتر. من هنا إلى الشمس أبعد 30 مرة عن الأرض.
إذا قمت بضغط النظام الشمسي إلى حجم ملعب كرة قدم مع وضع الشمس كهدف، فسيكون عطارد على بعد 2.5 متر من الخط الخارجي، وسيكون أورانوس في المرمى المقابل، وسيكون نبتون في مكان ما في أقرب موقف للسيارات .
أبعد مجرة تمكن علماء الفلك من رصدها من الأرض هي z8_GND_5296، وتقع على مسافة 30 مليار سنة ضوئية تقريبًا. لكن أبعد جسم يمكن ملاحظته من حيث المبدأ هو الإشعاع المتبقي، والذي تم الحفاظ عليه تقريبًا منذ زمن الانفجار الكبير.
يشمل مجال الكون المرئي المحدود أكثر من 170 مليار مجرة. تخيل: إذا تحولوا فجأة إلى بازلاء، فيمكنهم ملء الملعب بأكمله بشريحة. هناك مئات من السكستليون (آلاف المليارات) من النجوم هنا. ويغطي مساحة تمتد لـ 46 مليار سنة ضوئية في جميع الاتجاهات. ولكن ما الذي يكمن وراء ذلك؟ وأين ينتهي الكون؟
في الواقع، لا يوجد حتى الآن إجابة على هذا السؤال: حجم الكون بأكمله غير معروف - وربما لا نهاية له. أو ربما توجد أكوان أخرى خارج حدودها، ولكن كيف ترتبط ببعضها البعض، وما هي عليه، هي بالفعل قصة غامضة للغاية، والتي سنخبرها عنها في وقت آخر.
الحزام، السحابة، المجال
بلوتو، كما تعلمون، فقد مكانته ككوكب كامل، والانتقال إلى عائلة الأقزام. وتشمل هذه الكواكب إيريس الذي يدور في مكان قريب، وهوميا، والكواكب الصغيرة الأخرى وأجسام حزام كويبر.
هذه المنطقة بعيدة وواسعة بشكل استثنائي، وتمتد من 35 مسافة من الأرض إلى الشمس، وتصل إلى 50. من حزام كويبر تطير المذنبات قصيرة المدى إلى المناطق الداخلية للنظام الشمسي. إذا كنت تتذكر ملعب كرة القدم لدينا، فإن حزام كويبر سيكون على بعد عدة بنايات. ولكن حتى هنا حدود النظام الشمسي لا تزال بعيدة.
تظل سحابة أورت مكانًا افتراضيًا في الوقت الحالي: فهي بعيدة جدًا. ومع ذلك، هناك الكثير من الأدلة غير المباشرة على أنه في مكان ما، على بعد 50-100 ألف مرة من الشمس مما نحن عليه، هناك تراكم هائل من الأجسام الجليدية، حيث تطير المذنبات طويلة الأمد إلينا. هذه المسافة كبيرة جدًا لدرجة أنها تمثل بالفعل سنة ضوئية كاملة - ربع الطريق إلى أقرب نجم، وفي تشبيهنا بملعب كرة القدم - تبعد آلاف الكيلومترات عن الهدف.
لكن تأثير جاذبية الشمس، وإن كان ضعيفا، يمتد إلى أبعد من ذلك: تقع الحدود الخارجية لسحابة أورت - كرة التل - على مسافة سنتين ضوئيتين.
رسم يوضح المظهر المقترح لسحابة أورت
الغلاف الشمسي والغلاف الشمسي
لا تنس أن كل هذه الحدود مشروطة تماما، مثل نفس خط كرمان. لا تعتبر هذه الحدود التقليدية للنظام الشمسي سحابة أورت، ولكن المنطقة التي يكون فيها ضغط الرياح الشمسية أدنى من المادة بين النجوم - حافة الغلاف الشمسي. وقد لوحظت العلامات الأولى لذلك على مسافة أكبر بنحو 90 مرة من الشمس من مدار الأرض، عند ما يسمى بحدود الصدمة.
يجب أن تحدث المحطة النهائية للرياح الشمسية في الغلاف الشمسي، بالفعل عند 130 مسافة من هذا القبيل. ولم يصل أي مسبار إلى هذه المسافة على الإطلاق باستثناء المركبتين الأمريكيتين Voyager-1 وVoyager-2، اللتين تم إطلاقهما في السبعينيات. هذه هي أبعد الأجسام الاصطناعية حتى الآن: في العام الماضي، تجاوزت الأجهزة حدود موجة الصدمة، ويراقب العلماء بحماس البيانات التي ترسلها المجسات إلى الأرض من وقت لآخر.
كل هذا - الأرض معنا، وزحل بحلقاته، والمذنبات الجليدية لسحابة أورت، والشمس نفسها - تندفع في سحابة بين نجمية محلية نادرة جدًا، تحمينا من تأثيرها الرياح الشمسية: ما وراء الشمس. حدود موجة الصدمة، لا تخترق جزيئات السحابة عمليا.
في مثل هذه المسافات، يفقد مثال ملعب كرة القدم ملاءمته تمامًا، وسيتعين علينا أن نقتصر على مقاييس علمية أكثر للطول - مثل السنة الضوئية. تمتد السحابة البينجمية المحلية لحوالي 30 سنة ضوئية، وفي غضون عشرات الآلاف من السنين سنتركها، وندخل إلى سحابة G المجاورة (والأكثر شمولاً)، حيث النجوم المجاورة لنا - Alpha Centauri وAltair وغيرهما - تقع الآن.
ظهرت كل هذه السحب نتيجة لعدة انفجارات مستعرات أعظمية قديمة، والتي شكلت الفقاعة المحلية، التي كنا نتحرك فيها منذ 5 مليارات سنة على الأقل. يمتد لمسافة 300 سنة ضوئية وهو جزء من ذراع أوريون، وهو أحد الأذرع العديدة لمجرة درب التبانة. على الرغم من أنها أصغر بكثير من الأذرع الأخرى لمجرتنا الحلزونية، إلا أن أبعادها أكبر بكثير من الفقاعة المحلية: يبلغ طولها أكثر من 11 ألف سنة ضوئية وسمكها 3.5 ألف سنة.
تمثيل ثلاثي الأبعاد للفقاعة المحلية (الأبيض) مع السحابة المحلية بين النجوم المجاورة (الوردي) وجزء من الفقاعة الأولى (الأخضر).
درب التبانة في مجموعتها
وتبلغ المسافة من الشمس إلى مركز مجرتنا 26 ألف سنة ضوئية، ويصل قطر مجرة درب التبانة بأكملها إلى 100 ألف سنة ضوئية. نبقى أنا والشمس على محيطها، جنبًا إلى جنب مع النجوم المجاورة، وندور حول المركز ونرسم دائرة كاملة في حوالي 200 - 240 مليون سنة. والمثير للدهشة أنه عندما سادت الديناصورات على الأرض، كنا على الجانب الآخر من المجرة!
يقترب ذراعان قويان من قرص المجرة - تيار ماجلان، الذي يتضمن الغاز الذي تسحبه مجرة درب التبانة من مجرتين قزمتين متجاورتين (سحابة ماجلان الكبرى والصغرى)، وتيار القوس، الذي يضم نجوما "مقتطعة" من أخرى جار قزم. ترتبط أيضًا عدة مجموعات كروية صغيرة بمجرتنا، وهي في حد ذاتها جزء من مجموعة المجرات المحلية المرتبطة بالجاذبية، حيث يوجد حوالي خمسين منها.
أقرب مجرة إلينا هي سديم المرأة المسلسلة. وهي أكبر بعدة مرات من مجرة درب التبانة وتحتوي على حوالي تريليون نجم، وتقع على بعد 2.5 مليون سنة ضوئية منا. تقع حدود المجموعة المحلية على مسافة مذهلة: ويقدر قطرها بالميغا فرسخ فلكي - ولتغطية هذه المسافة، سيحتاج الضوء إلى حوالي 3.2 مليون سنة.
لكن المجموعة المحلية تتضاءل بالمقارنة مع البنية واسعة النطاق التي يبلغ حجمها حوالي 200 مليون سنة ضوئية. هذه هي المجموعة الفائقة المحلية للمجرات، والتي تضم حوالي مائة من هذه المجموعات ومجموعات المجرات، بالإضافة إلى عشرات الآلاف من المجرات الفردية الممدودة إلى سلاسل طويلة - خيوط. عندها فقط حدود الكون المرئي.
الكون وما بعده؟
في الواقع، لا يوجد حتى الآن إجابة على هذا السؤال: حجم الكون بأكمله غير معروف - وربما لا نهاية له. أو ربما هناك أكوان أخرى خارج حدودها، ولكن كيفية ارتباطها ببعضها البعض، وما هي عليه، هي بالفعل قصة غامضة للغاية.
نحن نرى السماء المرصعة بالنجوم طوال الوقت. يبدو الفضاء غامضًا وواسعًا، وما نحن إلا جزء صغير من هذا العالم الضخم، الغامض والصامت.
طوال حياتنا، كانت البشرية تطرح أسئلة مختلفة. ماذا يوجد خارج مجرتنا؟ هل هناك شيء خارج حدود الفضاء؟ وهل هناك حد للمساحة؟ حتى العلماء كانوا يفكرون في هذه الأسئلة لفترة طويلة. هل الفضاء لانهائي؟ توفر هذه المقالة المعلومات التي يمتلكها العلماء حاليًا.
حدود اللانهائية
ويعتقد أن نظامنا الشمسي تشكل نتيجة للانفجار الكبير. لقد حدث ذلك بسبب الضغط القوي للمادة وتمزقها، مما أدى إلى تشتيت الغازات في اتجاهات مختلفة. أعطى هذا الانفجار الحياة للمجرات والأنظمة الشمسية. وكان يعتقد في السابق أن عمر مجرة درب التبانة هو 4.5 مليار سنة. ومع ذلك، في عام 2013، سمح تلسكوب بلانك للعلماء بإعادة حساب عمر النظام الشمسي. ويقدر الآن أن عمره 13.82 مليار سنة.
التكنولوجيا الحديثة لا يمكنها تغطية المساحة بأكملها. رغم أن أحدث الأجهزة قادرة على التقاط ضوء النجوم التي تبعد عن كوكبنا 15 مليار سنة ضوئية! قد تكون هذه نجومًا ماتت بالفعل، لكن ضوءها لا يزال ينتقل عبر الفضاء.
نظامنا الشمسي ليس سوى جزء صغير من مجرة ضخمة تسمى درب التبانة. الكون نفسه يحتوي على الآلاف من المجرات المماثلة. وما إذا كان الفضاء لانهائيًا أم لا غير معروف ...
حقيقة أن الكون يتوسع باستمرار، ويشكل المزيد والمزيد من الأجسام الكونية، هي حقيقة علمية. من المحتمل أن يكون مظهره يتغير باستمرار، ولهذا السبب، على يقين من بعض العلماء، أنه منذ ملايين السنين كان يبدو مختلفًا تمامًا عما هو عليه اليوم. وإذا كان الكون ينمو، فمن المؤكد أن له حدود؟ كم عدد الأكوان الموجودة خلفه؟ للأسف، لا أحد يعرف هذا.
توسيع الفضاء
يدعي العلماء اليوم أن الفضاء يتوسع بسرعة كبيرة. أسرع مما كانوا يعتقدون سابقا. بسبب توسع الكون، تبتعد الكواكب الخارجية والمجرات عنا بسرعات مختلفة. ولكن في الوقت نفسه، معدل نموها هو نفسه وموحد. كل ما في الأمر أن هذه الجثث تقع على مسافات مختلفة عنا. وهكذا، فإن النجم الأقرب إلى الشمس "يهرب" من أرضنا بسرعة 9 سم/ث.
الآن يبحث العلماء عن إجابة لسؤال آخر. ما الذي يسبب توسع الكون؟
المادة المظلمة والطاقة المظلمة
المادة المظلمة هي مادة افتراضية. ولا ينتج طاقة أو ضوء، ولكنه يشغل 80% من المساحة. اشتبه العلماء في وجود هذه المادة المراوغة في الفضاء في الخمسينيات من القرن الماضي. على الرغم من عدم وجود دليل مباشر على وجودها، إلا أن هناك المزيد والمزيد من المؤيدين لهذه النظرية كل يوم. ربما يحتوي على مواد غير معروفة لنا.
كيف نشأت نظرية المادة المظلمة؟ والحقيقة هي أن مجموعات المجرات كانت ستنهار منذ فترة طويلة إذا كانت كتلتها تتكون فقط من المواد المرئية لنا. ونتيجة لذلك، اتضح أن معظم عالمنا يمثله مادة مراوغة لا تزال غير معروفة لنا.
وفي عام 1990 تم اكتشاف ما يسمى بالطاقة المظلمة. ففي نهاية المطاف، اعتاد الفيزيائيون على الاعتقاد بأن قوة الجاذبية تعمل على التباطؤ، وأنه في يوم من الأيام سيتوقف توسع الكون. لكن الفريقين اللذين شرعا في دراسة هذه النظرية اكتشفا بشكل غير متوقع تسارعًا في التوسع. تخيل أنك ترمي تفاحة في الهواء وتنتظر سقوطها، ولكنها بدلاً من ذلك تبدأ بالابتعاد عنك. وهذا يشير إلى أن التمدد يتأثر بقوة معينة تسمى الطاقة المظلمة.
اليوم، سئم العلماء من الجدل حول ما إذا كان الفضاء لانهائي أم لا. إنهم يحاولون فهم كيف كان شكل الكون قبل الانفجار الكبير. ومع ذلك، هذا السؤال لا معنى له. ففي نهاية المطاف، الزمان والمكان بحد ذاتهما لا نهائيان أيضًا. لذلك، دعونا نلقي نظرة على العديد من نظريات العلماء حول الفضاء وحدوده.
إنفينيتي هي...
يعد مفهوم "اللانهاية" من أكثر المفاهيم المدهشة والنسبية. لقد كان منذ فترة طويلة محل اهتمام العلماء. في العالم الحقيقي الذي نعيش فيه، كل شيء له نهاية، بما في ذلك الحياة. لذلك، تجذب اللانهاية بغموضها وحتى ببعض التصوف. من الصعب تخيل اللانهاية. لكنه موجود. بعد كل شيء، بمساعدتها يتم حل العديد من المشكلات، وليس فقط الرياضيات.
اللانهاية والصفر
يؤمن العديد من العلماء بنظرية اللانهاية. ومع ذلك، فإن عالم الرياضيات الإسرائيلي دورون سيلبرغر لا يشاركهم رأيهم. ويدعي أن هناك عدداً كبيراً وإذا أضفت إليه واحداً ستكون النتيجة النهائية صفراً. ومع ذلك، فإن هذا الرقم يقع بعيدًا عن الفهم البشري لدرجة أنه لن يتم إثبات وجوده أبدًا. وعلى هذه الحقيقة تقوم الفلسفة الرياضية المسماة "اللانهاية الفائقة".
مساحة لا نهائية
هل هناك احتمال أن يؤدي جمع رقمين متطابقين إلى الحصول على نفس الرقم؟ للوهلة الأولى، يبدو هذا مستحيلًا تمامًا، لكن إذا كنا نتحدث عن الكون... وفقًا لحسابات العلماء، عندما تطرح واحدًا من اللانهاية، تحصل على اللانهاية. عند إضافة لا نهائيتين، تظهر اللانهاية مرة أخرى. ولكن إذا قمت بطرح اللانهاية من اللانهاية، فمن المرجح أن تحصل على واحدة.
وتساءل العلماء القدماء أيضًا عما إذا كانت هناك حدود للفضاء. كان منطقهم بسيطًا ورائعًا في نفس الوقت. يتم التعبير عن نظريتهم على النحو التالي. تخيل أنك وصلت إلى حافة الكون. ومدوا أيديهم إلى ما وراء حدودها. ومع ذلك، توسعت حدود العالم. وهكذا إلى ما لا نهاية. من الصعب جدًا تخيل ذلك. ولكن من الأصعب أن نتصور ما هو موجود خارج حدودها، إذا كان موجودا بالفعل.
الآلاف من العوالم
تنص هذه النظرية على أن الفضاء لانهائي. من المحتمل أن يكون هناك ملايين ومليارات من المجرات الأخرى التي تحتوي على مليارات النجوم الأخرى. بعد كل شيء، إذا كنت تفكر على نطاق واسع، كل شيء في حياتنا يبدأ مرارا وتكرارا - الأفلام تتبع واحدة تلو الأخرى، والحياة، التي تنتهي في شخص واحد، تبدأ في آخر.
في العلوم العالمية اليوم، يعتبر مفهوم الكون متعدد المكونات مقبولا بشكل عام. ولكن كم عدد الأكوان الموجودة؟ لا أحد منا يعرف هذا. قد تحتوي المجرات الأخرى على أجرام سماوية مختلفة تمامًا. تخضع هذه العوالم لقوانين فيزيائية مختلفة تمامًا. ولكن كيف تثبت وجودهم تجريبيا؟
ولا يمكن القيام بذلك إلا من خلال اكتشاف التفاعل بين كوننا والآخرين. يحدث هذا التفاعل من خلال ثقوب دودية معينة. ولكن كيف يمكن العثور عليهم؟ ومن أحدث الافتراضات التي توصل إليها العلماء أن مثل هذا الثقب موجود في وسط نظامنا الشمسي.
يقترح العلماء أنه إذا كان الفضاء لانهائيًا، ففي مكان ما من اتساعه يوجد توأم لكوكبنا، وربما النظام الشمسي بأكمله.
البعد الآخر
وهناك نظرية أخرى تقول أن حجم الفضاء له حدود. الشيء هو أننا نرى أقرب واحد كما كان قبل مليون سنة. وحتى أبعد من ذلك يعني حتى في وقت سابق. ليس الفضاء هو الذي يتوسع، بل الفضاء هو الذي يتوسع. إذا تمكنا من تجاوز سرعة الضوء وتجاوز حدود الفضاء، فسنجد أنفسنا في الحالة الماضية للكون.
ما الذي يكمن وراء هذه الحدود سيئة السمعة؟ وربما بعدًا آخر، بلا مكان وزمان، لا يستطيع وعينا إلا أن يتخيله.
ربما يكون هذا هو السؤال الأكثر شيوعًا في العلوم الذي فكر فيه كل واحد منا. كون. أبعادها، حدودها. أنها لا وجود لها؟ وإذا كان هناك ماذا وراءهم؟ من أين هي وأين.
باختصار، لنبدأ بالعالمية. في الوقت نفسه، انظر، بشكل عام، ما يحدث في رأسي، هل يستحق قراءة هذا أكثر، أو ربما حان الوقت لأصاب بالجنون، بشكل عام)))
أولا، دعونا نحدد ما هو الكون. تعريفه الأول، الصادر عن جوجل، هو نظام الكون بأكمله، العالم بأكمله. حسنًا، بشكل عام، هكذا سأنظر للأمر.
قبل أن أكتب، كما وعدت، بحثت في جوجل عن هذا النوع من النظريات. لم يتم العثور على. ربما لم أبدو جيدًا، لكنني لم أر شيئًا كهذا. لذلك، لا أعرف منافسي العلميين. إذا واجهت ذلك، تأكد من الكتابة في التعليقات.
وهكذا، ينظر بعض العلماء اليوم إلى التلسكوبات ويحاولون فهم ما يحدث هناك في الفضاء... وجزء آخر ينظر إلى المجاهر ويحاول أن يفهم مما يتكون كل هذا. الناس يفعلون الشيء نفسه - دراسة الكون. بدءًا من مواده الأساسية من ذرات وكواركات وغيرها، إلى شكله العام وأين ينتهي.
لنبدأ صغيرًا. إن الجسيم "الأساسي" الأكثر إثارة للجدل والشعبية بين العلماء اليوم هو الذرة. إن الذرات هي التي تحدد خصائص المادة التي تتكون منها، وربما هذا هو السبب في كونها (الذرة) كائنًا رئيسيًا للعلم.
تم ذكر الذرات لأول مرة من قبل فلاسفة اليونان القديمة. النقطة المهمة هي أن العلماء اليونانيين القدماء طوروا النظرية القائلة بأن كل شيء في العالم يتكون من جزيئات غير قابلة للتجزئة - الذرات. حسنًا، لقد افترضوا أن كل شيء موجود (يجب عدم الخلط بينه وبين الموجود) في مكان ما بالداخل يتكون من جسيمات "متناهية"، غير قابلة للتجزئة إلى مكونات أصغر.
ثم تطورت هذه النظرية، وتضخمت بالأساطير والنزاعات، حتى تم اكتشاف الذرة أخيرًا في القرن العشرين. وكل شيء سيكون على ما يرام، لكن الاكتشافات استمرت. واتضح أن الذرة ليست جسيمًا غير قابل للتجزئة. وهي بدورها تتكون من بروتونات وإلكترونات وكواركات وجلونات ومن يعرف ماذا أيضًا. بشكل عام، بدأت نظرية الجسيم المحدود غير القابل للتجزئة في الانخفاض.
بالمناسبة، ترجمة كلمة "الذرة" من اليونانية تعني "غير قابل للتجزئة". هذا هو الحال!
لذا، إذا استخلصت من كل هذا التلاعب العلمي وفكرت فيه. بسيطة ومنطقية. هل يمكن وجود نوع ما من الجسيمات المحدودة؟ ها هو هذا كل شيء، لا يمكن أن يكون أصغر. هذا كل شيء، الحد. أنا شخصياً لا أستطيع أن ألتف حول هذا الأمر. كيف ذلك؟!
ومن هنا الاستنتاج هو أن الكون صغير إلى ما لا نهاية. ليس لها حدود "سفلية". ويمكن تقسيمها إلى الأجزاء المكونة لها إلى ما لا نهاية. هذه الأجزاء التي نلاحظها ليست سوى جزء من هذا المسار.
هنا رسم تخطيطي جميل للذرة. لكن المخطط صعب للغاية. على الأرجح، لم يتم استيفاء المقياس - يجب أن تكون الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات أصغر من الناحية النظرية. بعد كل شيء، وفقا لأحدث البيانات العلمية، فإن 99٪ من الذرة عبارة عن فراغ تطير فيه إلكترونات النوى والكواركات. وربما لا تبدو الذرة ككرة ناعمة تمامًا...
هل تعتقد أن الذرة يمكن أن تبدو هكذا في الواقع؟ أعتقد أنه يجوز ذلك جيدًا. بل إن هناك مقالًا يشير فيه إلى أنه تم أخيرًا الحصول على صورة للذرة وتم نشر هذه الصورة. في الواقع، تبين أن صورة الذرة هي مجرد نوع من الهراء بالأبيض والأسود، بالكاد يمكن ملاحظته. مع ملاحظة أن النقطة السوداء في الزاوية هي ذرة. باختصار، هذا ليس مثيرا للاهتمام بالنسبة لنا نحن الناس العاديين. وتم إرفاق هذه الصورة من قبل بعض الناشرين لجعل المقال أكثر جاذبية بين الناس العاديين.
إنه في الواقع السديم الكوكبي الإسكيمو (NGC 2392)، الذي تم تصويره بواسطة تلسكوب هابل كصورة فلكية لليوم (APOD) في 7 ديسمبر 2003.
إنه لأمر مؤسف، لكنه مشابه جدا!
لكن إذا أخذنا بعين الاعتبار ما نعرفه عن الذرات، فهي تتكون من نواة وبروتونات ونيوترونات وكواركات. لكن النواة تشكل 99٪ من كتلة الذرة بأكملها، و 99٪ من مساحة الذرة عبارة عن فراغ، فمن الممكن أن نفترض أنها تبدو هكذا تمامًا.
دعونا نترك المجهر وننظر من خلال التلسكوب.
ويعتقد العلماء أن هذا هو ما يبدو عليه الجزء المرئي من الكون في الفضاء.
هذا هو سديم الرتيلاء. لا يهم أي سديم تنظر إليه، لكن هذه الصورة بالتحديد تجعل من الممكن مقارنة السديم بنموذج للكون. الهيكل مشابه. أي أنه يمكننا أن نفترض أن الكون المرئي في الفضاء هو نفس السديم مثل الرتيلاء أو الإسكيمو على سبيل المثال، لكنه يتكون من مجرات، وسدم من النجوم والكواكب. المقياس مختلف لكن الجوهر واحد.
حسنًا، لقد افترضنا بالفعل أن كوننا عبارة عن سديم كبير، أو مجموعة من المجرات. ماذا بعد؟ وإذا كان محدودًا، فماذا يوجد «وراء السياج»؟ إذا كان لانهائي، فهل هذا كل شيء؟ هيكل واحد مستمر لا نهاية له يتكون من المجرات. أي أعلى شكل من أشكال وجود المادة وكل شيء بشكل عام. لا يمكن أن يكون أكبر. أوه؟ هل يمكن أن يتناسب هذا مع رأسك؟ ليس لدي.
إذا كانت الذرة Y في نظريتنا تشبه السديم والكون الكوني يشبهها أيضًا، أليست الذرة والكون الكوني شيئًا واحدًا، ولكن بمقاييس مختلفة فقط؟
وهذا يعني أن الكون ليس فقط صغيرًا بلا حدود، ولكنه أيضًا كبير بلا حدود. والكون الكوني، مثل الذرة، هو جسيم. فقط، مادة أكثر عالمية. إن ذرة أحد العوالم الكبيرة في فهمنا، والكون الكوني المرئي لذلك العالم، هي بدورها جسيم لشيء أكثر عالمية، وهذه العملية لتقسيم الجسيمات لا نهاية لها من أصغر بالنسبة لنا إلى أكبر. ونحن ببساطة سكان فجوة ما في موقع البناء الذي لا نهاية له. بالنسبة للبعض، هم عمالقة، وبالنسبة للآخرين، هم سكان دقيقون للذرة.
لقد قمنا بفرز المساحة. الآن دعونا نحاول مع مرور الوقت. ما المدة التي تستغرقها عملية البناء هذه ومتى بدأت؟ أبداً. بتعبير أدق، لقد كان دائما. هل ينفجر دماغك بالفعل؟
كل شيء هنا بسيط جدًا أيضًا. دعونا نتذكر القوانين الأساسية للفيزياء - الحفاظ على المادة والطاقة. باختصار، تقول هذه القوانين أن لا شيء يمكن أن يظهر من العدم. لا يمكن أن تنشأ المادة من العدم، والطاقة من العدم. كل شيء يحدث نتيجة لتفاعل المادة والطاقة الموجودة بالفعل. ولا يمكن لأحد ولا الآخر أن يصبح أقل من ذلك. وقد يتغير الشكل والمضمون، فمثلاً تصبح الطاقة مادة والعكس صحيح. لكن مجموعة الطاقة والمادة في الكون هي نفسها دائمًا. لأننا توصلنا إلى استنتاج مفاده أن الكون في الفضاء لانهائي، مما يعني أن طاقته والمادة لا نهائية أيضًا. حسنًا، نحن بحاجة إلى تزويد هذه المجموعة بأكملها بالمادة والطاقة!
ما علاقة الوقت بالأمر؟ علاوة على ذلك! فإذا كان فضاء الكون لانهائياً، وطاقته ومادته لا نهائية، فإن زمن وجوده لانهائي. حسنا، دون أي بداية.
ولكن حان الوقت لسبب ما، حان الوقت للنزهة. لقد اعتدنا على قياسها بطريقتنا الخاصة، اعتمادًا على ثورة كوكبنا حول الشمس لساعات أو سنوات. والزمن شيء من هذا القبيل، وإن كانت كميته تعتمد على المؤشرات الكمية للكون، إلا أنه في حد ذاته لا يعتمد على أي شيء. المضي قدما والذهاب. لكنني أعتقد أن تصورها يختلف باختلاف مستويات البناء. لدينا هذا، نحاول قياس عمر الكون الكوني المرئي بمليارات السنين. واعتبر أن "عمر" الذرات عبارة عن فترات أصغر بكثير. ومن المعروف أن بعضها موجود لأجزاء من الثانية، والبعض الآخر لعدة قرون. لن نتعمق في الفيزياء الذرية، بل سنستنتج فقط أن الذرات يمكن أن توجد لفترة زمنية لا تذكر مقارنة بوقت وجود الكون الكوني.
لذلك اتضح أنه بالنسبة لنا عوالم أصغر، والتي هي في الذرات، يُنظر إلى الوقت بشكل أسرع. إذا قمت بتشغيل خيالك وافترضت أنه في الذرة هناك نسخة طبق الأصل من عالمنا الكوني، وأن عالمنا الكوني يبدو وكأنه ذرة في نسخة من نفس العالم الكبير، وفي مكان ما هناك نعيش صغارًا وضخمين، فبينما أنا كنت أكتب هذا النص، نحن أنفسنا، الذين نعيش في ذرات، قد نشأنا وتطورنا وماتنا. بالنسبة لهم، لقد مرت بالفعل مليارات ومئات المليارات من السنين، بينما بالنسبة للأشياء الكبيرة لم تمر سوى أجزاء من الثواني.
الكثير من أجل ما لا نهاية من الزمن. في مكان ما تكون ثواني، وفي مكان ما تكون مليارات السنين. لكن الثواني ومليارات السنين هي اتفاقيات. الوقت لجميع مستويات البناء هو نفسه. تصوره مختلف. في العوالم الصغيرة كل شيء يحدث بسرعة، لكن في العوالم الكبيرة كل شيء يحدث ببطء. سريع وبطيء بالنسبة لنا. يبدو الأمر طبيعيًا لأولئك الذين يعيشون هناك.
استنتاج موجز: الكون صغير بلا حدود وكبير بلا حدود في نفس الوقت. وهو موجود لفترة لا حصر لها من الوقت.
هكذا أتخيل عالمنا. أنا لا أطرح أسئلة حول ما وراء النجوم، أو مما يتكون كل شيء في العالم. إنه متصل وأنا أعرف كليهما. وأنا متأكد من أنني على حق. ولم يثبت العكس بعد.