ما هو نسيج الزمكان؟

ما هو نسيج الزمكان؟

حقوق الصورة: Chris Gash يعتقد الفيزيائيون أن الفضاء ينشأ من الكمّات في أصغر مستوياته، فكيف تبدو وحدات البناء تلك؟ لطالما أخذ الناس الفضاء كأمر مفروغ منه، فهو وبعد كل شيء مجرد فراغ، هو الستارة الخلفية لكل شيء آخر. وبالمثل، الزمن هو ببساطة مجرد علامة على الاستمرار. ولكن إذا تعلّم…

ما هو تأثير كازيمير؟

ما هو تأثير كازيمير؟

لفهم تأثير كازيمير Casimir Effect يجب على المرء أولًا أن يفهم شيئًا عن الفراغ الفضائي من منظور نظرية المجال الكمي quantum field theory. تفترض الفيزياء الحديثة أن الفراغ مليء بموجات كهرومغناطيسية متذبذبة لا يمكن التخلص منها تمامًا، حيث يشبه الأمر محيطًا من موجات موجودةٍ دائمًا لا…

نظرية جديدة عن الجاذبية قد تفسر المادة المظلمة

نظرية جديدة عن الجاذبية قد تفسر المادة المظلمة

حقوق الصورة: Wikipedia قد تُفسِّر نظريَّة جديدة عن الجاذبية الحركات الغريبة للنجوم في المجرَّات، وتُدعى هذه النظرية باسم الجاذبية الناشئة Emergent gravity، وتتنبَّأ بانحرافات الحركة نفسها التي عادةً ما تُفسَّر بالاعتماد على المادَّة المظلمة. وقد نشر البروفسور إيريك فيرليند Erik Verlinde…

ما هو الزمكان؟

ما هو الزمكان؟

ما هو الزمكان؟   في الوقت الذي ترتبط فيه فكرة الزمكان بشكلٍ كبير بنظرية أينشتاين "النسبية الخاصة"، التي ظهرت في العام 1905، إلا أنّ الرياضي هيرمان مينكوفسكي هو من صاغ هذا التعبير بعد ثلاثة أعوام من ظهور نظرية آينشتاين، أي في العام 1908.   الزمن هو قياس للتغيّر…

السفر أسرع من الضوء بين محركات الانحناء والثقوب الدودية

السفر أسرع من الضوء بين محركات الانحناء والثقوب الدودية

مركبة يو إس إس إنتربرايز الشهيرة للسفر بين النجوم من برنامج ستارتريك. طبقًا للفيزيائيّ الفلكيّ إريك ديفيس Eric Davis، والذي يُعدّ واحدًا من أهم العلماء في مجال السفر أسرع من الضوء faster-than-light (FTL)، فإنّ قدرة البشريّة على استكشاف الفضاء الشاسع والسفر فيه بسرعة الانحناء warp…

الشبكات العصبونية تقابل الفضاء

الشبكات العصبونية تقابل الفضاء

تمكن باحثون من قسم الطاقة في مختبر المسرع الوطني (SLAC) وجامعة ستانفورد وللمرة الأولى من إثبات قدرة شبكات عصبية (neural networks)-وهي شكل من أشكال الذكاء الاصطناعي- على تحليل التشوهات المُعقدة الموجودة في الزمكان (spacetime) والتي تُعرَف بالعدسات الثقالية (gravitational lenses) بسرعة…

لا وجود لكوننا بغير الانفجار العظيم!

لا وجود لكوننا بغير الانفجار العظيم!

وفقاً لنظرية النسبية لأينشتاين فقد كان انحناء الزمكان لانهائياً لحظة الانفجار العظيم، لكن في الواقع تتحطم النظرية وتفشل جميع الأدوات الرياضية ‏عند هذه النقطة، ومع ذلك، فما زالت هنالك فكرة قائمة على إمكانية معالجة أمر بداية ‏الكون بطريقة أبسط، وأن لانهايات الانفجار العظيم…

المتفرد المجرد قد يتهرب من المستشعرات الكونية

المتفرد المجرد قد يتهرب من المستشعرات الكونية

شكل تجريدي داخل الثقب الأسود، والانحناء الشديد للفضاء (المبين في الصورة) يعني أن القواعد القياسية للفيزياء لا تنطبق عليه. ويُعتقد أن مثل هذه المناطق، التي يطلق عليها "المتفرد"، تكتنفها آفاق الأحداث، ولكن العلماء أظهروا أن المتفرد يمكن رصده في ظروف معينة في زمكان (spacetime)…

ثقوب سوداء خماسية الأبعاد قد تحطم النسبية العامة!

ثقوب سوداء خماسية الأبعاد قد تحطم النسبية العامة!

  وفقًا لمحاكاة حاسوبية جديدة، قد يتسبب ثقب أسود (black hole) غريب الشكل في تحطيم نظرية أينشتاين للنسبية العامة بشكلٍ كامل.     تُبين عملية المحاكاة ثقبًا أسود حلقي الشكل ورقيقاً، حيث تتصل انتفاخات مع بعضها البعض بواسطة أوتار تنمو لتصير رقيقة إلى درجة أنها تصبح سلسلة…

هل يُمكن التلاعب بالجاذبية وخلق تشوهات في الزمكان؟

هل يُمكن التلاعب بالجاذبية وخلق تشوهات في الزمكان؟

يمكن للتفاحة أيضاً أن تولد حقلاً للجاذبية خاصاً بها المصدر: Mopic/Shutterstock في الحقيقة هناك عدد قليل من أفلام الخيال العلمي التي تكون فيها حركة الأشياء داخل سفينة فضائية مشابهة للواقع. وفي معظمها، يستخدمون نوعاً من الجاذبية الصناعية التي لم تُشرح بشكلٍ مكتمل. الآن، قد تُحول ورقة…

ما مدى مرونة الزمكان؟

ما مدى مرونة الزمكان؟

أكثر من أي فكرةٍ علميةٍ أخرى، ساهمت النظرية النسبية لأينشتاين في ترسيخ مفهوم أن الزمان والمكان هما خاصيتان متلازمتان لا تنفصلان في الكون. بدأ الأمر عندما كان أينشتاين يعمل على تجديد فكرة التحول الكلاسيكي بين الأنظمة المرجعية المتحركة في النظرية النسبية الخاصة، وتُوج هذا الجهد بعد…

خمس خرافات عن الموجات الثقالية

خمس خرافات عن الموجات الثقالية

 أنيقة ولكنها مراوغة. محاكاة لثقوب سوداء مندمجة تُظهر الموجات الثقالية. مصدر الصورة: NASA/ESA/wikimedia  في العام الماضي، قدم العلماء القائمون على تجربة تلسكوب "تصوير الخلفية الكونية للاستقطاب في المنظومات خارج المجرات" (Background Imaging of Cosmic Extragalactic…

لغز الزمن

لغز الزمن

هناك أمر وحيد مؤلم في وضوحه بالنسبة لنا جميعاً، هو أن للزمن اتجاه. إنه يخطو قُدماً بانتظام مرعب، وليس هناك من سبيل لإعادته إلى الوراء. من وجهة نظر فيزيائية، يمثل اتجاه الزمن هذا لغزاً، لأنه غير موجود في القوانين الأساسية للفيزياء. وحلُ هذه الأحجية هو مهمةٌ، لا تخص فقط علماء الفيزياء،…

فريق من ثلاثة علماء يبتكر ثقباً دوديّاً مغناطيسياً اصطناعياً

فريق من ثلاثة علماء يبتكر ثقباً دوديّاً مغناطيسياً اصطناعياً

(a) يظهر الحقل الناتج عن المصدر المغناطيسي -على يمين الصورة- كأنه أحادي قطب مغناطيسيّ معزول عندما يمر عبر ثقب دودي مغناطيسيٍّ ساكن؛ الجهاز الكروي بكامله غير قابل للكشف مغناطيسيّاً. (b) يتكوّن الثقب الدودي -من اليسار إلى اليمين- من سطحٍ معدني كرويّ عالي النفاذيّة، وطبقة كرويّة فائقة…

هل يستطيع أينشتاين المساعدة في حل ألغاز السفر في الفضاء

هل يستطيع أينشتاين المساعدة في حل ألغاز السفر في الفضاء

قد تكون محركات الطي (Warp drives) من قضايا الخيال العلمي، لكن وفقاً لباحثٍ في جامعة سيدني، قد تقترب خطوةً أخرى من الواقع إنْ نظرنا لنظرية أينشتاين في الجاذبية. ناقش أستاذ الفيزياء الفلكية جيراينت لويس Geraint Lewis من كلية الفيزياء، قدرةَ النظرية المشهورة على إتاحة السفر عبر…

ثقبٌ أسود قديم يتحدى قوانين تشكّل المجرات

ثقبٌ أسود قديم يتحدى قوانين تشكّل المجرات

ثقب أسود يكبر بشكل أسرع من المجرة التي تحتويه. المصدر: Michael S. Helfenbein/Yale University   تتواجد الثقوب السوداء عادةً في مراكز المجرات، وتكون كتلة هذه الثقوب السوداء عادةً أقل من كتلة المجرات التي تحتويها. لكن مؤخراً، قام باحثون من معهد علوم الفضاء بزيورخ ETH باكتشاف…

مسحٌ مجرّيّ للتحقق من سبب تسارع الكون

مسحٌ مجرّيّ للتحقق من سبب تسارع الكون

نعرفُ أن كوننا يتمدد بمعدل متسارع، ولكنّ سبب هذا النمو لا يزال لغزاً. يوضّح التفسير الأكثر احتمالاً أن هناك قوةً غريبةً يُطلق عليها اسم "الطاقة المظلمة" (dark energy) تتسبب بذلك، وتتوفر الآن أداة فلكية جديدة تُسمى "كاميرا فيزياء الكون المتسارع" (Physics of the…

ما هي الموجات الثقالية؟

ما هي الموجات الثقالية؟

 تصوُّر أحد الفنانين للموجات الثقالية. المصدر: ناسا. من يريد الرّهان ضد آينشتاين؟ أنت؟ أو أنت؟ أو ربما أنت؟ بالطبع كان هناك القليل من العقبات، لكن سجل الرجل في النسبية ناصعٌ. فقد فسر الطريقة الغريبة التي يدور بها عطارد حول الشمس، وخمن أن علماء الفلك سيشهدون انحراف ضوء النجوم…

كيف بنى التشابك الكمومي الزمكان؟

كيف بنى التشابك الكمومي الزمكان؟

توضح الصورة تربط الصيغة الرياضية التي اشتقها أوغوري Ooguri وزملاؤه البيانات في الأبعاد الإضافية لنظرية الجاذبية.  أنجز فريقٌ من علماء الفيزياء والرياضيّات خطوة مهمة جداً نحو توحيد النسبية العامة (general relativity) وميكانيك الكم (quantum mechanics) عبر استكشاف كيفية ولادة الزمكان…

هل يمكن للضوء أن يدور حول ثقب أسود؟

هل يمكن للضوء أن يدور حول ثقب أسود؟

انحناء الفضاء بسبب الجاذبية بما أن الثقوب السوداء هي بقع الجاذبية الأقوى في الكون، فهل يمكنها تغيير مسار الضوء كثيراَ عن مداره الحقيقي؟ وكيف سيبدو الأمر إذا ما نجوت وتتبعتَ الضوء في رحلته حول ثقب أسود؟  ويتساءل أحد المشاهدين ويقول : هل يمكن أن يدور الضوء حول الثقب الأسود؟ تتبع…