التصنيف: الميكانيكا الكلاسيكية

وقد نتج نظام الأرض الخالي من العيوب عن التناسب بالغ الدقة لهذه القوى وبإجراء مقارنة بين هذه القوى ستظهر نتيجة مثيرة للغاية، وهي أن كل المادة التي نشأت وتشتت عبر الكون بعد الانفجار العظيم تشكلت نتيجة لتأثير هذه القوى التي تختلف فيما بينها اختلافات شاسعة ومبين أدناه، بوحدات القياس المعيارية الدولية، مقادير هذه القوى المختلفة المدهشة: تسمح هذه القوى الأساسية بتكوين العالم المادي من خلال توزيع كامل للقوة ويرتكز هذا التناسب بين القوى إلى توازن دقيق جدا يمكِّن هذه القوى من تحقيق الأثر اللازم على الجسيمات من خلال هذه النسب المحددة فقط.

القوة النووية الشديدة: 15

القوة النووية الضعيفة : 7.03×10 -10

القوة التجاذبية : 5.90× 10-39

القوة الكهرومغناطيسية : 3.05×10-12

القوة النووية الشديدة وتضمن هذه القوة بقاء البروتونات والنيوترونات مع بعضها البعض في نواة

1. القوة العملاقة (الشديدة) في النواة: القوة النووية الشديدة لقد استعرضنا مقال سابق كيف تم خلق النواة لحظة بلحظة والتوازنات الدقيقة الفاعلة في هذا الخلق ورأينا أن كل شيء حولنا، بما في ذلك أنفسنا، يتكون من ذرات، وأن هذه الذرات مؤلفة من جسيمات عديدة ما هي إذن تلك القوة التي تحافظ على تماسك كل هذه الجسيمات المكونة لنواة الذرة؟ إن هذه القوة، التي تحافظ على النواة سليمة، والتي تعتبر أشد قوة عرفتها قوانين الفيزياء، هي ”القوة النووية الشديدة” وتضمن هذه القوة بقاء البروتونات والنيوترونات مع بعضها البعض في نواة الذرة دون أن تتطاير بعيداً وتتكون نواة الذرة بهذه الطريقة وهذه القوة من الشدة بمكان بحيث إنها تكاد تجعل البروتونات والنيوترونات تلتصق ببعضها البعض داخل النواة ولهذا السبب يطلق على الجسيمات الدقيقة التي تمتلك هذه القوة اسم ”gluon” وهي تعني ”اللصق” باللاتينية وقد ضبطت قوة الربط هذه بدقة بالغة، إذ تم ترتيب شدة هذه القوة بشكل دقيق للإبقاء على مسافة معينة بين البروتونات والنيوترونات فلو كانت هذه القوة أشد قليلاً، لتصادمت البروتونات والنيوترونات مع بعضها البعض أما لو كانت هذه القوة أضعف قليلاً، لتشتت البروتونات والنيوترونات لقد بلغت هذه القوة القدر المناسب اللازم لتكوين نواة الذرة بعد الثواني الأولى من الانفجار العظيم، وتبين لنا تفجيرات هيروشيما وناكازاكي كيف يمكن أن تصبح القوة النووية الشديدة مصدراً للتدمير بمجرد تحريرها والسبب الوحيد الذي يجعل القنابل الذرية، التي سيتم استعراضها بمزيد من التفصيل في مقالات أخرى، بهذا

القوة النووية الضعيفة تحافظ على التوازن في النيوترون والبروتون داخل النوا

القدر من الفعالية هو تحرر كميات صغيرة جداً من هذه القوة المختبئة داخل نواة الذرة.
2. حزام أمان الذرة (القوة النووية الضعيفة):
إن أحد أهم العوامل في استمرار النظام على الأرض هو التوازن الموجود داخل الذرة إذ يضمن هذا التوازن عدم انهيار الأشياء فجأة وعدم انبعاث أشعة ضارة منها وتتحمل ”القوة النووية الضعيفة” مسؤولية الحفاظ على هذا التوازن بين البروتونات والنيوترونات داخل نواة الذرة وتؤدي هذه القوة دوراً مهما في الحفاظ على توازن النوى التي تحتوي على أعداد عالية من النيوترونات والبروتونات وإذا تمت المحافظة على هذا التوازن، يمكن أن يتحول النيوترون، إذا لزم الأمر، إلى بروتون وبما أن عدد البروتونات في النواة يتغير في نهاية هذه العملية، فإن الذرة تتغير معه أيضا وتصبح ذرة مختلفة وهنا، تكون النتيجة في غاية الأهمية؛ لأن الذرة تتحول إلى ذرة أخرى مختلفة دون أن تتفتت وتستمر في الحفاظ على وجودها ويحمي حزام الأمان هذا الكائنات الحية من الأخطار التي كانت ستنشأ لولا وجوده من جراء تحرر الجسيمات بشكل غير قابل للسيطرة ومؤذ للبشر.

3. القوة التي تُبقي الإلكترونات في المدار(القوة الكهرومغناطيسية):

لقد بشر اكتشاف هذه القوة بمقدم عصر جديد في عالم الفيزياء فقد تبين بعد ذلك أن كل جسيم يحمل”شحنة كهربائية” وفقاً لخصائصه التركيبية، وأن هناك قوة بين هذه الشحنات الكهربائية تجعل الجسيمات ذات الشحنات الكهربائية المتناقضة تنجذب نحو بعضها البعض وتجعل الجسيمات ذات الشحنات المتشابهة تتنافر عن بعضها البعض، ومن ثم يضمن ذلك أن البروتونات

القوة الكهرومغناطيسية تجعل الإلكترونات والبروتونات ضمن الذرة الواحدة تنجذب نحو بعضها البعض

الموجودة في نواة الذرة والإلكترونات التي تتحرك في المدارات حولها ستنجذب نحو بعضها البعض وبهذه الطريقة، تبقى ”النواة” و”الإلكترونات”، وهما العنصران الأساسيان في الذرة، مع بعضهما البعض إن أدنى تغيير في شدة هذه القوة من شأنه أن يؤدي إلى انطلاق الإلكترونات بعيداً عن النواة أو إلى وقوعها داخلها وفي كلتا الحالتين، سيؤدي ذلك إلى استحالة وجود الذرة، وبالتالي، استحالة وجود الكون المادي ومع ذلك، فمنذ اللحظة الأولى التي تكونت فيها هذه القوة، قامت البروتونات الموجودة داخل النواة بجذب الإلكترونات بالقوة المطلوبة بالضبط لتكوين الذرة بفضل قيمة هذه القوة..

4.القوة المسؤولة عن تماسك الكون(القوة التجاذبية):

على الرغم من أن هذه القوة هي القوة الوحيدة التي نستطيع إدراكها عادة، فإنها هي أيضا القوة التي نعرف عنها أقل قدر من المعلومات وعادة ما نطلق على هذه القوة اسم الجاذبية، في حين أنها تسمى في الواقع ”قوة جذب الكتل””mass attraction force” .

وعلى الرغم من أن هذه القوة هي أقل القوى شدة مقارنة بالقوى الأخرى، فإن الكتل الكبيرة جدا تنجذب بواسطتها نحو بعضها البعض وهذه القوة هي السبب في بقاء المجرات والنجوم الموجودة بالكون في مدارات بعضها البعض ومرة أخرى، تظل الأرض والكواكب الأخرى تدور في مدار معين حول الشمس بمساعدة هذه القوة التجاذبية كما أننا نتمكن من المشي على الأرض بسبب هذه القوة ولو حدث انخفاض في قيمة هذه القوة، لسقطت النجوم، لانتزعت الأرض من مدارها، ولتشتتنا نحن عن الأرض في الفضاء قال الله تعالى في القرآن الكريم (إِنَّ اللَّهَ يُمْسِكُ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضَ أَن تَزُولَا وَلَئِن زَالَتَا إِنْ أَمْسَكَهُمَا مِنْ أَحَدٍ مِّن بَعْدِهِ إِنَّهُ كَانَ حَلِيمًا غَفُورًا)[سورة فاطر].

]وفي حال حدوث أدنى زيادة في قيمة هذه القوة تتصادم النجوم ببعضها البعض، وتصطدم الأرض بالشمس، وننجذب نحن نحو القشرة الأرضية· وقد يبدو لك أن احتمالات حدوث تلك الأشياء بعيدة جداً الآن، ولكنها ستكون حتمية لو انحرفت هذه القوة عن قيمتها الحالية ولو حتى لفترة قصيرة جدا من الوقت ويعترف كل العلماء الذين يجرون بحوثاً حول هذا الموضوع أن القيم المحددة بدقة لهذه القوى الأساسية تعتبر من العوامل الحاسمة في وجود الكون وعندما تناول هذه النقطة عالم البيولوجيا الجزيئية الشهير مايكل دنتون Michael Denton، أشار في كتابه ”قدر الطبيعة: كيف تكشف قوانين البيولوجيا الغاية من الكون ”How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe Nature’s Destiny ” إلى أنه: ”لو كانت، على سبيل المثال، القوة التجاذبية أقوى تريليون مرة، لكان الكون أصغر بكثير، ولكان تاريخ حياته أقصر بكثير ولكانت كتلة أي نجم عادي أقل تريليون مرة من الشمس ولبلغت دورة حياته نحو سنة واحدة ومن ناحية أخرى، لو كانت الجاذبية أقل قوة، لم تكن أية نجوم أو مجرات لتتكون على الإطلاق وليست العلاقات والقيم الأخرى أقل خطراً فلو كانت القوة الشديدة أضعف قليلاً، لكان الهيدروجين هو العنصر الوحيد المستقر ولما تمكنت أية ذرات أخرى من الوجود ولو كانت القوة الشديدة أقوى قليلاً مقارنة بالقوة الكهرومغناطيسية، لأصبحت النواة الذرية المكونة من بروتونين فقط سمة ثابتة في الكون – ويعني ذلك انعدام وجود الهيدروجين – وإذا نشأت أية نجوم أو مجرات، ستكون مختلفة جداً عن شكلها الحالي ومن الواضح أنه لو لم تكن لهذه القوى والثوابت المختلفة قيمها الحالية بالضبط، لما كانت هناك أية نجوم، أو نجوم متفجرة فائقة الوهج supernova، أو كواكب، أو ذرات، أو حياة ” (1) وقد عبر الفيزيائي المعروف بول ديفيز Paul Davies عن إعجابه بالقيم المقدرة سلفاً لقوانين الفيزياء في الكون : ” عندما يلجأ المرء لدراسة علم الكونيات، يزداد لديه الميل إلى الشك· ولكن الاكتشافات الأخيرة فيما يتعلق بالكون البدائي تضطرنا إلى القبول بأن الكون المتمدد قد بدأ في حركته بتعاون يتسم بدقة مثيرة للدهشة ”(2) ويسود الكون كله تصميم فائق وتنظيم متقن يقومان على أساس توفر هذه القوى الأساسية ومالك هذا النظام هو، دون شك، الله سبحانه وتعالى، الذي خلق كل شيء من العدم دون أية عيوب وإذا تأملنا قليلاً سنجد أن الله، رب العالمين، يبقي النجوم في مداراتها بأضعف القوى، ويبقي على توازن نواة الذرة الدقيقة بأشد القوى وتعمل كل القوى وفقاً ”للحدود” التي قدرها الله وقد أشار الله إلى النظام الموجود في خلق الكون والتوازنات ”المقدرة بمنتهى الدقة” في إحدى آياته: (الَّذِي لَهُ مُلْكُ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَلَمْ يَتَّخِذْ وَلَدًا وَلَمْ يَكُن لَّهُ شَرِيكٌ فِي الْمُلْكِ وَخَلَقَ كُلَّ شَيْءٍ فَقَدَّرَهُ تَقْدِيرًا) (الفرقان: ·2).

(إِنَّ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَاخْتِلَافِ اللَّيْلِ وَالنَّهَارِ لَآيَاتٍ لِأُولِي الْأَلْبَابِ*الَّذِينَ يَذْكُرُونَ اللَّهَ قِيَامًا وَقُعُودًا
وَعَلَى جُنُوبِهِمْ وَيَتَفَكَّرُونَ فِي خَلْقِ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ رَبَّنَا مَا خَلَقْتَ هَذَا بَاطِلًا سُبْحَانَكَ فَقِنَا عَذَابَ النَّار)
صدق الله العظيم

لو تخيلنا أن رجلا قويا وقف على قمة جبل وقام برمي كرة صغيرة فإن الكرة ستقطع مسافة ما وبعدها ستسقط تحت تأثير جاذبية الأرض, وإذا قام الرجل برمي الكرة مرة أخرى ولكن بسرعة أكبر فإن الكرة ستقطع مسافة أكبر ولنقل نصف الكرة الأرضية وبعدها ستسقط, وإذا كرر المحاولة للمرة الثالثة ولكن بسرعة قصوى بحيث تكمل الكرة دورانها حول الكرة الأرضية وتعود إلى الرجل من ورائه فإنها لن تتوقف بل ستواصل دورانها حول الكرة الأرضية طول الزمن ما لم تؤثر عليها قوة ما.

السبب في ذلك.. عند إكمال الكرة دورة حول الأرض تتولد لديها قوة طرد مركزية تعادل قوة الجاذبية الأرضية وتعاكسها في الإتجاه وبذلك تتمكن من التغلب على جاذبية الأرض التي كانت السبب في سقوطها في المحاولات السابقة. وإذا كانت سرعة الكرة أعلى بكثير, فإن قوة الطرد المركزية ستفوق قوة الجاذبية الأرضية مما يؤدي إلى إنفلات الكرة بعيدا مجال الجاذبية الأرضية.

ولنأخذ مثالا آخر.. لو قمت بربط حجر ما بخيط وقمت بتدويره ستلاحظ أنك تستطيع أن تحافظ على الحجر في مكانه إلى سرعة معينة فقط , أما إذا قمت بتدويره بسرعة كبيرة فإن ذلك سيؤدي إلى إنفلات الحجر أو إنقطاع الخيط أو إنفلات الخيط من يدك وذلك لأن قوة الطرد المركزية للحجر والمتولدة نتيجة دورانه تكون قد فاقت قوة شد الخيط, أما إذا كانت القوتين متساويتين فإن الحجر سيتابع دورانه.

كذلك الحال بالنسبة لدوران الكواكب حول الشمس ودوران القمر حول الأرض. فالأرض أثناء دورانها حول الشمس تتساوى قوة الطرد المركزية لها مع قوة جاذبية الشمس مما يجعلها تدور في مدار ثابت على بعد معين عن الشمس.
ولو قلت سرعة الأرض عن سرعتها الحالية لفاقت قوة جذب الشمس لها عن قوة الطرد المركزية ولسقطت في الشمس, بينما لو زادت سرعة الأرض عن سرعتها الحالية لفاقت قوة الطرد المركزية عن قوة جاذبية الشمس ولأفلتت الأرض من مدارها. فسرعة دوران الأرض تحدد قوة الطرد المركزية بينما بعدها عن الشمس يحدد قوة جذب الشمس لها.

وقد يتسائل البعض.. بما أن الأرض تدور في مدار غير دائري, هذا يعني أن قوة جذب الشمس لها غير متساوية في جميع الأوقات, فهل هذا سيؤثر على ثبات الأرض في مدارها؟
والجواب لا.. فالأرض لا تدور بسرعة ثابتة بل تتغير سرعتها بتغير بعدها عن الشمس بحيث تتساوى قوة جاذبية الشمس مع قوة الطرد المركزية, وهذا طبعا يتوافق مع القوانين الفيزيائية.

الأقمار الصناعية:

ما هي السرعة الدورانيه ؟
ما هي السرعة الخطية ؟ ما العلاقة بينهما ؟
كيف يمكن ان نحسب عزم الازواج ؟