التصنيف: النظرية النسبية وعلم الكونيات

المصدر منتديات شباب مصر

الرابط:

http://www.herosh.com/download/20808…_____.pdf.html

دليل العلماء الأول على توسع الكون

اكتشف العلماء وجود الإشعاع الخلفي الكوني في الستّينات وهو أحيل كشفق إنفجار الضربة الكبرى. حيث تم اكتشافه من قبل كل من آرنو آلان بنزياس وروبرت ود رو ولسن وهما فيزيائيان أمريكيان يعملان في مختبرات بل تلفون بنيوجيرسي عام 1965م وذلك عن طريق الصدفة حيث كانا يختبران مكشافاً بالغ الدقة للموجات الصغرية وهي موجات ذات تردد في حدود عشرة آلاف مليون موجة في الثانية الواحدة واصابهما القلق بسبب إن مكشافهما كان يلتقط من الضجيج والتشويش أكثر مما ينبغي ولم يظهر أن الضجيج صادر من اتجاه معين ثم اكتشفا إن للطيور فضلات في المكشاف فقاما بالبحث عن كل خلل يمكن أن يؤثر على العمل وكانا يعرفان أن أي ضجيج عن جو الأرض يكون أقوى إذا لم يكن المكشاف موجهاً بشكل عمودي إلى أعلى منه إذا كان موجهاً عمودياً مباشرة لأن موجات الضوء تخترق مسافة من جو الأرض عندما تأتي من قرب الأفق أطول منها عندما تأتي عمودياً إلا أن الضجيج كان هو هو لم يتغير أيا كان

اتجاه المكشاف وبالتالي لابد أن يكون آتياً من خارج جو الأرض كما أنه واحداً في الليل والنهار وعلى مدار السنة رغم دوران الأرض حول محورها وحول الشمس وتبين من ذلك أن هذا الإشعاع آتي من وراء النظام الشمسي بل ومن وراء المجرة إذ لوكان غير ذلك لتغير بتغير اتجاهات الأرض ومما يدل على أن الكون متشابه ولا يتغير مطلقاً بأكثر من واحد في العشرة آلاف وهكذا فقد وقع بنزياس وولسون عن غير قصد على اثبات الفرضية الأولى لفريدمان وبدقة بالغة

الان ماهو الزمن الذى استغرقه الشعاع الضوئى؟ بالطبع الزمن يساوى المسافة على السرعة

اما بالنسبة لمراقب يقف على الرصيد فان القطار (وكبرياء والمصباح الضوئى) يتحرك بسرعة v وعليه فان النقطة التى صدر منها الضوء على ارضية القطار تتحرك بالنسبة لهذا المراقب و تقطع مسافة تساوى سرعة القطار ضرب الزمن , اى ان هذا المراقب يرى مثلثاً ضوئياً انظرى الشكل ادناه

ونلاحظ من الرسم ان الضوء يتحرك على طول وتر المثلث ولما كان طول الوتر اكبر من طول القائم فى المثلث فمن الطبيعى ان يكون الزمن الذى يستغرقه الضوء لقطع مسافة طول الوتر (الزمن بالنسبة للمراقب على الرصيف) اكبر من الزمن الذى يستغرقه الضوء ليقطع الطول L (الزمن بالنسبة للمراقب الساكن “كبرياء”)

الزمن بالنسبة للمراقب على الرصيف

حيث D هو طول الوتر فى المثلث. ومن نظرية فيثاغورث فان

وبتعويض D من العلاقة السابقة ثم ترتيب المعادلة نحصل على

لكن من المعادلة الاولى نرى ان 2L/c=Delta t اى ان

وهذه هى علاقة تمدد الزمن

اذن يحدث تمدد الزمن نسبة لان الضوء بالنسبة للمراقب على الرصيد يتحرك على طول وتر لذا فهو يقطع مسافة اكبر من المسافة التى يقطعها بالنسبة للمراقب الساكن
و بشكل عام نعرف تمدد الزمن بـ

http://www.4shared.com/file/79944603…_________.html

المصدر:
http://www.islamonline.net/iol-arabi…23/scince5.asp

تعتبر مشكلة الكتلة المفقودة من أعقد المشكلات التي تواجه علماء الفلك، ويطلقون على هذه الكتلة اسم المادة القاتمة، فهي معتمة ولا يمكن رؤيتها رغم أنها تمثل 90% من كتلة الكون المفترضة.

فحسب تقديرات العلماء يضم الكون المنظور حوالي 100 ألف مليون مجرة، وكل مجرة تحوي على الأقل 100 ألف مليون نجم، ولكن هذا كله لا يشكل سوى 10% من الكتلة المفترضة للكون، وفي ظل هذا الوضع تُعَدُّ كثافة الكون طبقًا للمتوقع المرصود قليلة جدًّا عن الكثافة الحرجة، وهي نموذج محدد بالحسابات الرياضية مقداره من 3 – 4 ذرات هيدروجين لكل متر مكعب من الفضاء، حتى يمكن للمادة بهذا المقدار الحفاظ على مستوى من الجاذبية لوقف تمدد الكون.

ولكن كثافة الكون الحالية لا تزيد عن 1 – 2 ذرة هيدروجين في المتر المكعب من الفضاء الكوني، وهذا يعني أن هناك كتلة مفقودة في الكون، ولا نعلم عنها شيئًا، قد تكون كما يقول الباحث نبيل عبد الفتاح في كتابه “الكون ذلك المجهول” عبارة عن جسيمات أو عناصر كيمائية لا نعلم عنها شيئًا، ولا تخضع لقياس الأجهزة الحالية المستخدمة في قياس العناصر الكيمائية أو نظائرها؛ لأنها مصممة أصلاً طبقًا للنظرية الذرية الحديثة.

ولا أحد يعرف طبيعة تكوين هذه المادة القاتمة، فبعض العلماء يقول: إنها باردة إلى الحد الذي لا تطلق معه أية إشعاعات أو أضواء يمكن رصدها مثل النجوم والمجرات التي تموج بالتفاعلات النووية، مصطلح الجسيمات الباردة في علم الفيزياء يعني أنها جسيمات بطيئة الحركة، فإذا كانت كذلك فلا يمكنها بالتالي جمع ملايين النجوم في المجرات، وجمع آلاف المجرات في تجمعات ضخمة.

أما إذا كانت المادة القاتمة ساخنة فهذا يعني أن جسيماتها سريعة الحركة، وأنها حقًّا تقوم بالمهمة، ويتولد عنها جاذبية كبيرة تشدُّ النجوم داخل المجرات، وتعمل على توازن الكون، ولكن لو كان هذا صحيحًا لتَمَّ اكتشاف جسيمات هذه المادة بما يخرج منها من إشعاعات وحرارة، وهذا لم يحدث، وهنا وجد العلماء أنفسهم أمام مأزِق.

أعاد العلماء حساباتهم بالنسبة لكتلة مادة الكون المنظور، فأضافوا إليها المادة الموجودة في الثقوب السوداء المنتشرة في الفضاء الكوني، والمادة الناشئة عن انفجار النجوم بين المجرات، وجسيمات النيوترينو السابحة في الكون، وكذلك الأشعة الكونية، وبعد هذه الإضافات لم تزد كتلة الكون المنظور عن 30% في أحسن الافتراضات من الكتلة التي ينبغي أن يكون عليها الكون؛ حيث هناك 70% من الكتلة مفقود.

وأمام استمرار هذا المأزق اقترح بعض العلماء تفسيرًا لطبيعة تكوين المادة القاتمة، مفاده وجود جسيمات من نوع جديد تدخل في تركيبه، وتعرف باسم الجسيمات الثقيلة ضعيفة التفاعل weakly interactive massive paticles

ومنذ أوائل الثمانينيات أخذ العلماء في البحث عن أشياء غير مألوفة لنا قد تدخل في تركيب هذه المادة القاتمة، وترتب على ذلك ظهور نظرية الثقوب البيضاء White Holes على أساس أن كل مجرة تحوي في قلبها ثقبًا أبيض ذا كثافة عالية جدًّا تعمل على مَدِّ المجرة بالمادة، ولكننا لا نرى هذه الثقوب أو نلاحظها بعكس الثقوب السوداء التي نلاحظها خاصة الإشعاعات العارمة التي تنطلق عند حافتها عند ابتلاعها لنجم عملاق مجاور.

فالثقوب البيضاء لا نراها ولا نلاحظها؛ لأن كثافتها لا نهائية تأسر الضوء، ولكنها تمد المجرة بالتوازن والاستقرار والجاذبية اللازمة للاحتفاظ بالنجوم في مجالها، ولكن المشكلة أن هذه النظرية لم تشرح لنا كيف تكونت الثقوب البيضاء مثلما نعرف عن الثقوب السوداء.