1- مشكلة الجاذبية الكميَّة:-
وهي عمل نظريّة موحَّدة تجمعُ النظرية النسبية العامة والنظرية الكمية، وهي تُعتبرُ بمثابة نظرية الطبيعة حيثُ أنَّ النَّظرية النسبية العامة تتعامل معَ الأحجام الكبيرة وتعتمد بشكلٍ كبيرٍ على الجاذبية, أما النظرية الكمية تتعامل مع الأجسام الصغيرة.
وهي عمل نظريّة موحَّدة تجمعُ النظرية النسبية العامة والنظرية الكمية، وهي تُعتبرُ بمثابة نظرية الطبيعة حيثُ أنَّ النَّظرية النسبية العامة تتعامل معَ الأحجام الكبيرة وتعتمد بشكلٍ كبيرٍ على الجاذبية, أما النظرية الكمية تتعامل مع الأجسام الصغيرة.
2- المشاكل التأسيسية في ميكانيكا الكم:-
أحد مواضيع فيزياء الكَم هو الآلية الفيزيائية الأساسية التي تقوم عليها فيزياء الكَم. هناك الكثير من التفسيرات في الفيزياء الكمية؛ مثل: تفسير كوبنهاجن الكلاسيكي، وتفسير افرت الجدلي وغيرها من التفسيرات الجدلية. السؤال الذي يظهر هنا والذي تدور حوله هذه التفسيرات: ما هو سبب انهيار دالة الموجة الكميٍّة؟
كما أنَّ الفيزيائيين بإمكانهم حل المعادلات وعمل التجارب وممارسة الفيزياء بدون إجابة الأسئلة التي تدور حول ماذا يحدث على المستوى الأساسي. لذلك لا يريد الفيزيائيين الاقتراب أكثر من اللازم ناحية هذه الأسئلة الغريبة .
أحد مواضيع فيزياء الكَم هو الآلية الفيزيائية الأساسية التي تقوم عليها فيزياء الكَم. هناك الكثير من التفسيرات في الفيزياء الكمية؛ مثل: تفسير كوبنهاجن الكلاسيكي، وتفسير افرت الجدلي وغيرها من التفسيرات الجدلية. السؤال الذي يظهر هنا والذي تدور حوله هذه التفسيرات: ما هو سبب انهيار دالة الموجة الكميٍّة؟
كما أنَّ الفيزيائيين بإمكانهم حل المعادلات وعمل التجارب وممارسة الفيزياء بدون إجابة الأسئلة التي تدور حول ماذا يحدث على المستوى الأساسي. لذلك لا يريد الفيزيائيين الاقتراب أكثر من اللازم ناحية هذه الأسئلة الغريبة .
3- التوحيد بين الجزيئات والقوى الأساسية:-
هناكَ أربعُ قوىً فيزيائية أساسية، »النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات – Standard Model of « Particle Physics يضم ثلاث قوى فقط؛ وهي : القوة الكهرومغناطيسية، القوة النوويٍّة القوية، والقوة النووية الضعيفة. أما قوة الجاذبية هي القوة الرابعة والغير موجودة في النموذج القياسي. حيث يعمل علماء الفيزياء النظرية على عمل نظرية المجال الموحد للتوحيد بين القوى الأربع .
وبما أن (النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات) يعتبر من نظريات المجال الكمومي، إذًا أي توحّد للأربع قوى يجب أن يتعامل مع الجاذبيّة بالنظريّة الكموميّة مما يعني أن حلّ هذه المشكلة يرتبط بحلّ المشكلة الأولى . بالإضافة إلى أن »النموذج القياسيّ« يُظهر الكثير من الجُسيمات الأولية المختلفة- ثمانية عشر جسيم أولي. حيث أنّ الكثير من الفيزيائين يؤمنون أن »نظريّة الطبيعة الأساسية – Fundamental Theory of Nature « يجب أن تجد طريقة للتوحد بين هذه الجسيمات، بحيث يتم وصفهم بأكثر من تعبير. مثل (نظرية الأوتار String Theory)، وهي نظرية تفترض أنَّ كل الجسيمات هي أساليبٌ اهتزازيّةٌ مختلفة لخيوط الطّاقة الأساسية .
هناكَ أربعُ قوىً فيزيائية أساسية، »النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات – Standard Model of « Particle Physics يضم ثلاث قوى فقط؛ وهي : القوة الكهرومغناطيسية، القوة النوويٍّة القوية، والقوة النووية الضعيفة. أما قوة الجاذبية هي القوة الرابعة والغير موجودة في النموذج القياسي. حيث يعمل علماء الفيزياء النظرية على عمل نظرية المجال الموحد للتوحيد بين القوى الأربع .
وبما أن (النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات) يعتبر من نظريات المجال الكمومي، إذًا أي توحّد للأربع قوى يجب أن يتعامل مع الجاذبيّة بالنظريّة الكموميّة مما يعني أن حلّ هذه المشكلة يرتبط بحلّ المشكلة الأولى . بالإضافة إلى أن »النموذج القياسيّ« يُظهر الكثير من الجُسيمات الأولية المختلفة- ثمانية عشر جسيم أولي. حيث أنّ الكثير من الفيزيائين يؤمنون أن »نظريّة الطبيعة الأساسية – Fundamental Theory of Nature « يجب أن تجد طريقة للتوحد بين هذه الجسيمات، بحيث يتم وصفهم بأكثر من تعبير. مثل (نظرية الأوتار String Theory)، وهي نظرية تفترض أنَّ كل الجسيمات هي أساليبٌ اهتزازيّةٌ مختلفة لخيوط الطّاقة الأساسية .
4- مشكلةُ التَّناغُم:-
نموذج الفيزياء النظرية هو رياضي الإطار، يتطلب توافر معايير محددة فيه لعمل التوقعات. في »النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات«، المعايير تتمثّل بالـثمانيةَ عشر جسيم المفترضين من النظرية، مما يعني أن المعايير تم قياسها عن طريق الملاحظة. وبالرغم من ذلك يعتقد العلماء أن المبادئ الأساسية للفيزياء النظرية يجب أن تحدد هذه المعايير، غير معتمدة على القياس. وهذا دفع الكثير من الحماس لعمل (نظرية المجال الموحد – Unified Field Theory)، وأثار سؤال اينشتاين الشهير “هل كانَ للهٍ أي اختيارات أخرى عندما خلقَ الكون؟”. هل خصائصُ وصفاتُ الكون بطبيعتها كوَّنت هيئة الكون، لأن هذه الخصائص لن تعمل إذا كانت الهيئة مختلفة؟
الإجابة على هذا التساؤل تبدو وكأنها تميل بشدة لفكرة أنه يوجد أكثر من كون يمكن أن يكون قد أُنشىء ، وكوننا هو فقط واحد من هذه الأكوان المحتملة.
في هذه الحالة، يصبح السؤال لماذا كوننا له خصائص تبدو متناغمة لتسمح بوجود الحياة. هذا السؤال يسمى »مشكلة التناغم« وقد تشجّع بعض الفيزيائيين لتفسير » مبدأ الإنساني – Anthropic Principle «، والذي يوضح أن كوننا له خصائصه الحالية لأنه إذا كان لديه خصائص مختلفة لما كنا نحن هنا لنسأل هذا السؤال .
نموذج الفيزياء النظرية هو رياضي الإطار، يتطلب توافر معايير محددة فيه لعمل التوقعات. في »النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات«، المعايير تتمثّل بالـثمانيةَ عشر جسيم المفترضين من النظرية، مما يعني أن المعايير تم قياسها عن طريق الملاحظة. وبالرغم من ذلك يعتقد العلماء أن المبادئ الأساسية للفيزياء النظرية يجب أن تحدد هذه المعايير، غير معتمدة على القياس. وهذا دفع الكثير من الحماس لعمل (نظرية المجال الموحد – Unified Field Theory)، وأثار سؤال اينشتاين الشهير “هل كانَ للهٍ أي اختيارات أخرى عندما خلقَ الكون؟”. هل خصائصُ وصفاتُ الكون بطبيعتها كوَّنت هيئة الكون، لأن هذه الخصائص لن تعمل إذا كانت الهيئة مختلفة؟
الإجابة على هذا التساؤل تبدو وكأنها تميل بشدة لفكرة أنه يوجد أكثر من كون يمكن أن يكون قد أُنشىء ، وكوننا هو فقط واحد من هذه الأكوان المحتملة.
في هذه الحالة، يصبح السؤال لماذا كوننا له خصائص تبدو متناغمة لتسمح بوجود الحياة. هذا السؤال يسمى »مشكلة التناغم« وقد تشجّع بعض الفيزيائيين لتفسير » مبدأ الإنساني – Anthropic Principle «، والذي يوضح أن كوننا له خصائصه الحالية لأنه إذا كان لديه خصائص مختلفة لما كنا نحن هنا لنسأل هذا السؤال .
5- مشكلة ألغاز الكون المُحيرة:-
لا يزال يوجد عدد من الأساطير في الكون، ولكن الأكثر إزعاجًا للفيزيائيين هي : »المادة المظلمة« و»الطاقة المظلمة«. هذا النوع من المادة والطاقة تم اكتشافها من خلال تأثيرها على الجاذبية، ولكن لم يتم رصدها مباشرةً، لذلك ما زال الفيزيائيون يحاولون شرحَ طبيعتها. كما أنّ بعضَ الفيزيائيين قام بتقديم بعض التفسيرات البديلة للتأثيرات الجانبية، والتي لا تتطلبُ وجودَ شكلٍ جديدٍ للمادةِ والطاقة، ولكنَّ هذه البدائل غير منتشرة لكثير من الفيزيائيين.
_________
مصدر
لا يزال يوجد عدد من الأساطير في الكون، ولكن الأكثر إزعاجًا للفيزيائيين هي : »المادة المظلمة« و»الطاقة المظلمة«. هذا النوع من المادة والطاقة تم اكتشافها من خلال تأثيرها على الجاذبية، ولكن لم يتم رصدها مباشرةً، لذلك ما زال الفيزيائيون يحاولون شرحَ طبيعتها. كما أنّ بعضَ الفيزيائيين قام بتقديم بعض التفسيرات البديلة للتأثيرات الجانبية، والتي لا تتطلبُ وجودَ شكلٍ جديدٍ للمادةِ والطاقة، ولكنَّ هذه البدائل غير منتشرة لكثير من الفيزيائيين.
_________
مصدر
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق