كل ما تريد معرفته عن فيزياء الكم والنسبية

فيزياء الكم والنسبية ‏Physique quantique et relativité 

نظرية كل شيء Theory of everything   وحد نيوتن بين الأرض و الشمس و الكواكب بقانون موحد إسمه الجاذبية 

 و وحد ماكسويل بين الكهرباء و المغناطيس بمعادلة واحدة إسمها الكهرومغناطيسية.. 

 و أراد آينشتاين أن يجمع بين الجاذبية و الكهرومغناطيسية بنظرية واحدة اعتبرها في ذلك الوقت أنها ستكون نظرية كل شيء 

 أي النظرية الأم التي انبثقت منها جميع القوانين المعروفة الآن.

. النظرية التي بدأ بها الخلق.  لماذا؟؟ لأن الكون مبني على هاتين القوتين

 فإذا وجدت معادلة تجمعهما معا ستجعلنا نفهم كيف نشأ هذا الكون

.. و التي من خلالها تولد باقي النظريات التي توصلت إليها الفيزياء و الرياضيات

 و لكن بينما هو في انشغاله بهذه النظرية التي لم ينجح في التوصل إليها.. 

للاختلاف الكبير بين الجاذبية (النسبية العامة) التي تدرس الظواهر الكبرى في الكون و القوة الكهرومغناطيسية التي تدرس الظواهر الضوئية.. 

كانت الفيزياء تتطور بشكل سريع على أيدي شبان مما أدى ذلك إلى ترك آينشتاين في مؤخرة الاكتشافات الفيزيائية الحديثة.

  توصلت هذه المجموعة من الشبان إلى اكتشاف شيء جديد بالكون و هو "الذرة" Atoms 

حيث كان الاعتقاد السائد قبلها أن الذرة هي أصغر جزء للمادة.. تبين أنها تتكون من جسيمات أصغر منها "نواة الذرة" التي بدورها تتكون من بروتونات و نيترونات تدور حولها الالكترونات. "كما هو معروف الآن" 

و لم تكن باستطاعة نظريات آينشتاين و لا ماكسويل تفسير تلك الحركة التي تحدث داخل الذرة..

 و أصبحت نظرياتهما بدون فائدة على مستوى الذرة (المستوى الكمي)!! و أصبحت الفيزياء كلها تصب اهتمامها في كيفية تفسير هذه التفاعلات و العلاقة الغريبة بين جسيمات الذرة. 

 تحت رعاية شاب إسمه نيلز بور. تم بعدها اكتشاف نظرية جديدة و طورها الفيزيائيون تسمى نظرية ميكانيكا الكم(التشابك الكمي.. التراكب الكمي.. تأثير زينو الكمي.. و غيرها)

 التي بدورها وصفت العالم الكمي للمادة بشكل جيد و نجاح مبهر لكن في المقابل فقد حطمت كل مفهومنا عن البنية الأساسية للكون..

 و غيرت كل فكرة كانت في الوقت القريب حقيقة فيزيائية عن آلية عمل الكون 

 نظريات آينشتاين تقول أن الكون منظم و يمكننا التنبؤ به و يرى نيلز بور و زملاؤه أنه لايمكن أبدا التنبؤ به و كل ما يمكننا القيام به هو التنبؤ باحتمالية حدوث نتيجة ما.. 

و هذا ما فتح باب الجنون لفهم هذه النظرية ذات السلوكات الغريبة. #نصيحة: إن أردت أن تفهم ميكانيكا الكم يجب أن تنسى تلك النظريات التي تحكم العالم الواقعي و تغير نظرتك لكل شيء تعلمته سابقا في الفيزياء النظرية. و خلال الثلاثينات اكتشف علماء الكم أن قوة الجاذبية و القوة الكهرومغناطيسية لم تكونا الوحيدتان اللتان تحكمان الكون.. فقد تم اكتشاف قوتين أخريين هما: -

 القوة النووية القوية: هي التي تشد مكونات النواة إلى بعضها البعض (البروتونات و النيترونات) و عملية انحلال النواة (الإنشطار الذري) يحرر طاقة هائلة.  

القوة النووية الضعيفة: هي التي تحول النيترونات إلى بروتونات مع تحرير إشعاع. (الاندماج النووي) 

 و كانت أول قنبلة ذرية تم تجربتها عام 1945 ب نيومكسيكو و هذه هي التي تمثل القوة النووية القوية.

و بما أن القوة الكهرومغناطيسية هي كذلك تحدث على مستوى الذرات فقط كان هناك علاقة بينها و بين القوتين (القوية و الضعيفة).

 و بقيت جاذبية آينشتاين (النسبية العامة) رغم أنها كذلك معادلة رياضية إلا أنه لم يفهم أحد لحد الآن كيفية عملها على المستوى الكمي و كل من حاول معها لإدخالها مع باقي القوى باءت محاولاته بالفشل.

 سافر آينشتاين إلى أمريكا و انعزل عن الفيزيائيين و اهتم بمحاولة جمع الجاذبية مع القوة الكهرومغناطيسية..

 متأكدا أنه لابد أن توجد نظرية توحد كل القوتين.. بعد وفاته لم يعد أحد مهتما بنظرية كل الشيء و انقسم علماء الفيزياء بعدها إلى قسمين: -

القسم الأول يدرس النسبية العامة (حركة الكواكب و المجرات و غيرها)  

القسم الثاني يدرس ميكانيكا الكم.

 كل قسم تجده غير متفق مع الآخر لأن جاذبية آينشتاين لم تجد مكانا لها في عالم الذرة ..

 يعيشون تحت سقف الفيزياء و لكن لا شيء يستحق الحديث عنه بينهما..

 عائلة منفصلة..

 و لأنه يوجد بالكون ما لن نفهمه أبدا و أبسط مثال على ذلك هو الثقوب_السوداء

و يجب أن نجد نظرية توحد تلك القوى الثلاثة (القوة الكهرومغناطيسية.. القوة النووية القوية ..القوة النووية الضعيفة)

 مع قوة الجاذبية ..

 لمعرفة كيف بدأ الكون و كيف حدث و يحدث كل شيء و هذه النظرية تسمى "نظرية كل شيء".لحظة انتظر..!! هل تعلم أن الثقب الأسود الذي تنبأت بوجوده النسبية العامة لآينشتاين هو وحده الذي سيخبرنا كيف تجتمع كل هذه القوى الأربعة؟؟