التصنيف: العلوم الفيزيائية

نعلم أن النواة هو جسيم غير متمركز يتكون من النيوترونات وهي جسيمات غير مشحونة وبروتونات ذات شحنة موجبة لذلك يتبادر فوراً إلى الأذهان السؤال المنطقي التالي ..

كيف يمكن للنواة أن تتماسك بهذا الشكل برغم من تراص البروتونات جنباً إلى جنب و دون تنافر ((مع وجود الشحنة الموجبة))……..؟؟؟؟؟؟؟؟؟

إن القوة التي تتمتع بها النواة تعمل على ربط أجزاء النواة في نقطة واحدة وذلك بغض النظر عن عدد البروتونات الموجودة في النواة و تعتبر هذه القوة واحدة من أقوى أربع قوى في الطبيعة * .

صنفت القوى الأساسية في الطبيعة إلى أربع قوى هي : القوى النووية الشديدة – القوى النووية الضعيفة – القوى الكهرطيسية – القوى الثقالية

تسمى هذه القوة بالقوة النووية nuclear force وهي من النوع الشديد ألا أن هذه القوة ذات مدى صغير للغاية ويقدر بالفيرمي(F) – وهي وحدة قياس الأبعاد النووية حيث :

1F=10^-13(cm)=10^-15(m)

وتجدر الإشارة أنه بعد هذه المسافة أي ( 2F ) كحد أقصى تصبح القوة التنافرية repulsive force هي المسيطرة والتي تعمل كحاجز كولوني يصد اقتراب أي جسيم من النوة .

إذاً القوة النووية تعمل على جذب النكليونات معاً وهذه القوة مستقلة عن نوع النيكلون سواءً كان بروتون أو نيوترون , وإن الأجزاء غير المتلامسة لا تؤثر على بعضها أبداً.

إن القوة النووية الشديدة تختلف من نواة إلى أخرى , فتكون هذه القوة من اجل النوى المتوسطة (( Z>25 وz<70 )) ومن أجل النوى الثقيلة تكون أقل.

إذاً نستنتج انه بزيادة عدد البروتونات في النواة يؤدي إلى زيادة قوى التنافر وذلك على حساب القوى النووية وتسمى هذه القوى التنافرية بالقوى الكولونية coulomb force وهي تعاكس في اتجاهها القوى النووية وهي تتناقص مع البعد الوسطي بين البروتونات ,هذا البعد يلاحظ بزيادة عدد النيوترونات حول البروتون

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.