النظريات العلمية الحديثة... تفنيد لما سبقها أم حلقات لا تزال مفقودة؟

باسم حسين الزيدي

 

شبكة النبأ: في سياق البحث والتقصي عن المجهول والفراغات العلمية من قبل العلماء والباحثين في الاختصاصات العلمية الدقيقة، تتعرض معظم هذه الابحاث وما تنتج عنها من نظريات علمية مطورة لكثير من التمحيص والدراسة والانتقاد وربما الرفض –في بعض الاحيان- اذا لم تأتي بدليل علمي ناهض يدحض النظريات او القوانين السابقة، خصوصاً اذا كانت تلك "النظريات الجديدة" تتحدى "نظريات سابقة" ذات مصداقية عالية ورصانة علمية ثابته تقريباً.

وقد زخرت اروقة المنظمات ومراكز الابحاث العلمية المتطورة والمنتشرة في كثير من الدول المتقدم في واربا والولايات المتحدة، بالكثير من الاكتشافات والخلافات العلمية والتي لا يخفى اثرها العلمي في اثراء الحياة البشرية بالفائدة والخير نتيجة لهذه الابحاث المهمة.  

الكشف عن الحلقة المفقودة

اذ أعلن علماء الفيزياء في المنظمة الاوروبية للأبحاث النووية (سيرن) انهم توصلوا الى ادلة تبرهن على وجود جسيمات بوزون هيجز الاولية التي تمثل الحلقة المفقودة في فرضيات نشأة الكون وكيفية تطوره في اعقاب الانفجار العظيم منذ 13.7 مليار عام، وبوزون هيجز جسيم افتراضي قال عالم الفيزياء الاسكتلندي بيتر هيجز عام 1964 انه يساعد على التحام المكونات الاولية للمادة ويعطيها تماسكها وكتلتها وذلك وفقا لنظرية تعرف باسم النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات، وكان هيجز الذي يبلغ من العمر الان 82 عاما يراقب هذه التطورات العلمية على شبكة الانترنت برفقة زملائه في جامعة ادنبره حيث يعمل استاذا متفرغ، واعلن العلماء المسؤولون عن مجموعتي الابحاث الرئيسيتين تعرف الاولى باسم اطلس والاخرى باسم سي.ام.اس اكتشافهم في ندوة بمنظمة سيرن امام عدد غفير من الحضور حيث حاولوا اقتفاء أثر جسيمات بوزون هيجز من خلال احداث تصادم بين جسيمات في مصادم الهدرونات الكبير بسرعات فائقة، وقد توصلت كل مجموعة على حدة على نفس النتيجة تقريب، وقال عالم الفيزياء الالماني اوليفر بوخمولر وهو عضو بارز في سيرن "تشير نتائج التجربتين الى نفس الاتجاه، يبدو ان الفريقين توصلا الى مؤشرات عند نفس مستوى الكتلة، وهو أمر في غاية الاهمية من الوجهة العلمية". بحسب رويترز.

وقال رولف هوير المدير العام لسيرن "من فضلكم تحلوا بالحصافة وتذكروا اننا لم نجده بعد (جسيم بوزون) ولم نستبعده بعد، لايزال الطريق امامنا طويلا لاقتفاء أثر هيجز"، وقالت فابيولا جيانوتي الباحثة المكلفة بتجارب تجري في مصادم الهدرونات الكبير قرب جنيف انه تم رصد اشارات خلال ابحاث تضمنت كما من الطاقة يبلغ نحو 126 جيجا الكترون فولت، والالكترون فولت هي وحدة لقياس الطاقة وتعادل كمية طاقة الحركة التي يكتسبها الكترون وحيد حر الحركة عند تسريعه بواسطة جهد كهربائي ساكن قيمته واحد فولت في الفراغ، واضافت جيانوتي خلال ندوة لمناقشة هذا التطور العلمي "اعتقد اننا على مقربة من جسيمات بوزون هيجز"، الا انها استدركت قائلة ان من السابق لاوانه اعلان نتائج نهائية، وأردفت قائلة "الامر يحتاج الى مزيد من الدراسة وتوفير كم اكبر من البيانات، تحمل لنا الاشهر القليلة القادمة أنباء مثيرة للغاية، لا أدري ما سوف نخلص اليه"، وقال ثيمس بوكوك استاذ فيزياء الجسيمات في جامعة ليفربول البريطانية "اذا بلغت المشاهدات الخاصة ببوزون هيجز درجة اليقين، فسيكون ذلك في واقع الامر ايذانا بانجاز احد اهم اكتشافات القرن"، واضاف "بذلك يكون الفيزيائيون قد اماطوا اللثام عن حقيقة رئيسية بشأن مكونات الكون، وهي الحقيقة التي سيعم اثرها لنراه ونستشعره في كل يوم من حياتنا".

وقد اخفقت منذ عام 1980 جميع المحاولات السابقة في فك شفرة جسيم بوزون الذي يعتقد انه اسهم في تكون النجوم والكواكب والمجرات من مخلفات المواد المنشطرة من الانفجارات ومن ثم نشأة الحياة على كوكب الارض وربما في عوالم اخرى مجهولة، وقال ستيفن هايوود كبير الباحثين في فريق اطلس "اذا تأكدت البيانات الاولية الخاصة ببوزون هيجز فسوف تكون نقطة الانطلاق لمغامرة تهدف الى فك طلاسم المكونات الاساسية للكون"، وقالت كلير شيبرد-ثيميستوكلويس الباحثة في سي.ام.اس "لدينا اليوم مؤشرات على كتلة بوزون هيجز، اننا على اعتاب تغير كبير في طريقة فهمنا للطبيعة الاساسية للمادة"، ومصادم الهدرونات الكبير هو مجمع ضخم من المغناطيسات الحلقية العملاقة والاجهزة الالكترونية المعقدة والحاسبات وتكلف انشاؤه عشرة مليارات دولار ويصل عمره الافتراضي الى 20 عام، ويركز العلماء في تجاربهم المستفيضة في مصادم الهدرونات الكبير على الوقوف على كيفية نشوء المادة وما يعرف بضديد المادة وما اذا كان هناك وجود بالفعل لبوزون هيجز.

وتتضمن التجارب ضخ موجة من الجسيمات ذات الطاقة من معجل المشروع البحثي الى انبوب المصادم لمسافة 27 كيلومترا ليمر به سيل الجسيمات الذي يجري تحويل مساره في عكس اتجاه عقارب الساعة لمسافة نحو ثلاثة كيلومترات، والهدف من المصادم هو محاكاة الظروف التي اعقبت الانفجار العظيم بعد فترة متناهية في الصغر من حدوثه، ويجري رصد سلسلة من التصادمات -التي تسير خلالها الجسيمات بسرعة تقترب من سرعة الضوء- على شاشات كمبيوتر سيرن ومعامل اخرى في شتى ارجاء الارض يراقبها علماء بحثا عن الجسيم الغامض، ويعتقد ان هذا الجسيم الغامض يساعد على التحام المكونات الاولية للمادة ويعطيها تماسكها وكتلته، كما يعتقد علماء سيرن ان محاكاة الانفجار العظيم -الذي يرى معظم الباحثين انه التفسير الوحيد المقبول لفرضية تمدد الكون- يتعين ان يبرهن على كيفية نشأة النجوم والكواكب عقب حالة الفوضى الكونية في العصور السحيقة التي اعقبت هذا الانفجار، ومن أبرز ملامح هذا الانفجار هو نشأة الكون من كتلة ضئيلة الحجم تماثل قطعة النقود لكنها كانت في حالة نادرة من درجات الحرارة الفائقة والكثافة العالية، وصاغ العالم البريطاني فريد هويل مصطلح "الانفجار العظيم" عام 1949 بغرض الاستخفاف من نظرية كانت ذائعة انئذ عن نشأة الكون وتمدده، وتقول نظرية الانفجار العظيم بان الكون تمدد بسرعة من حالة من المادة الاولية العالية الانضغاط مما نجم عنه انخفاض ملموس في درجتي الكثافة والحرارة، وعقب ذلك مباشرة هيمنت المادة على ما يعرف بقرين المادة او ضديد المادة بفعل عدة عمليات نشأت خلالها عدة انواع من الجسيمات الاولية.

وتلت هذه المرحلة بثوان برودة الكون لدرجة ادت الى تكون نواة الذرة، وتفترض النظرية ايضا تكون كميات محدودة من عناصر الهيدروجين والهيليوم والليثيوم، وهذا يفسر وفرة مثل هذه العناصر حتى الان، وبعد ذلك بملايين السنين تراجعت درجة حرارة الكون بصورة ملموسة ادت الى تكون ذرات مختلف العناصر، اما بالنسبة لسيرن، فهي المنظمة الاوروبية للابحاث النووية وهي من اضخم مراكز البحث العلمي في العالم، وتعنى سيرن بمبحث الفيزياء الاساسية التي تفسر كيفية نشأة الكون وماهيته، وانشئت سيرن عام 1954 وتضم المختبر الاوروبي لفيزياء الجسيمات المترامي الاطراف في منطقة الحدود السويسرية الفرنسية المشتركة قرب جنيف وعلى عمق مئة متر تحت الارض وتشارك فيه 20 دولة الى جانب ست دول لها وضع المراقب منها الولايات المتحدة وروسيا.

النيوترينو اسرع من الضوء

الى ذلك يبدو ان تجربة جديدة قد جاءت بأدلة مستحدثة على احتمال ان يكون العالم ألبرت اينشتاين قد جانبه الصواب عندما قال ان سرعة الضوء هي السرعة المطلقة في الطبيعة وهي النظرية التي تشكل اساس الفكر العلمي الحديث عن ماهية الكون، ويبدو ان الادلة الجديدة -التي تدحض القاعدة العلمية الراسخة منذ ان نشر اينشتاين مفاهيم نظريته للنسبية الخاصة عام 1905- تؤكد ان النيوترينو وهو احد الجسيمات دون الذرية يسير بسرعة تزيد عن سرعة الضوء بواقع اجزاء من الثانية، والنيوترينو جسيم اولي دون ذري أصغر كثيرا جدا من الالكترون وليست له شحنة كهربية وحتي الان لم ينجح العلماء في قياسه لان تفاعله مع المادة ضعيف جد، وتم تصميم التجربة الجديدة -التي اجريت في معمل جران ساسو بالاستعانة بشعاع من جسيمات النيوترينو من المختبر الاوروبي لفيزياء الجسيمات التابع للمنظمة الاوروبية للابحاث النووية (سيرن) على بعد 720 كيلومترا من ساسو- للتحقق من نتائج مماثلة كان قد توصل اليها فريق من العلماء في سبتمبر ايلول الماضي والتي قوبلت بقدر من التشكك من جانب العلماء، وأعلن العلماء في المعهد الايطالي للفيزياء النووية في بيان ان تجاربهم الجديدة تهدف الى استبعاد أثر منهجي محتمل ربما يكون قد أثر على القياسات الاصلية. بحسب رويترز.

وقال فرناندو فيروني رئيس المعهد الايطالي للفيزياء النووية "ان القياسات فائقة الدقة ذات اثار بعيدة المدى في مجال الفيزياء لذا فانها تتطلب مستوى غير عادي من التمحيص"، وأضاف "ان المردود الايجابي للتجربة يجعلنا أكثر ثقة في النتيجة على الرغم من ان النتيجة النهائية لايمكن اقرارها الا من خلال قياسات تناظرية تجرى في مناطق مختلفة من العالم"، وكان فريق دولي من العلماء قد زلزل اركان المجتمع العلمي بنتائجه التي ظهرت في سبتمبر ايلول الماضي، وسجلت النتائج الاولى عندما تم ضخ 15 الفا من اشعة النيوترينو على مدى ثلاث سنوات من سيرن الى جران ساسو وهو معمل ايطالي تحت الارض يقع قرب العاصمة روم، وقال فيزيائيون شاركوا في التجربة -التي اطلق عليها اسم اوبرا وهو مشتق من الاحرف الاولى للاسم العلمي الرسمي للتجربة- انهم قاموا على مدى بضعة أشهر بالتحقق واعادة التحقق من اي عامل قد يكون اسهم في رصد قراءة خاطئة وذلك قبل اعلان اكتشافهم المذهل، ويقول العلماء انه في حالة التيقن من النتيجة يكون اينشتاين وهو ابو الفيزياء الحديثة قد وقع في خطأ عندما ذهب الى القول في النظرية النسبية الخاصة بان سرعة الضوء "ثابت كوني" لاتدانيه اي سرعة، ومن شأن هذا ان يدفع العلماء الى اعادة النظر بالضرورة في النظريات الخاصة بنشأة الكون وحركته وايضا قد يمكنهم نظريا من ارسال معلومات الى الماضي، وقال العلماء الايطاليون الذين أرسلوا مجموعة من نتائجهم على الموقع الالكتروني لدورية العلوم ان احد المصادر المحتملة للخطأ في التجربة الاولى ربما كان ان نبضات النيوترينو المرسلة من سيرن كانت طويلة نسبيا بواقع عشرة ميكرو ثانية تقريبا لكل نبضة لذا فان قياس موعد وصول النبضات بدقة الى جران ساسو ربما كان ينطوي على اخطاء كبيرة نسبيا.

رفض نتائج تجربة النيوترينو

من جهة اخرى أعلن اعضاء فريق دولي من العلماء يزور ايطاليا حيث يعكفون على مراجعة دراسة سابقة قام بها زملاؤهم وتوصلت الى ان جزيئات النيوترينو يبدو انها اسرع من الضوء رفضهم لهذه النتيجة مؤخراً وقالوا انه اتضح ان تجارب زملائهم كانت تنطوي على اخطاء، وكان قد تم التوصل الى نتائج مماثلة في سبتمبر ايلول الماضي ثم عضدتها دراسات جديدة جرت حديثاً مما احدث ضجة في الاوساط العلمية سببها ان هذه النتائج تشير الى ان نظرية العالم ألبرت اينشتاين للنسبية الخاصة عام 1905 ومعظم مباديء الفيزياء الحديثة تستند الى مقدمات خاطئة، وأعلن اعضاء فريق تجربة (اوبرا) -وهو اسم مشتق من الاحرف الاولى للاسم العلمي الرسمي للتجربة- في معمل جران ساسو جنوبي روما انهم توصلوا الى ان أشعة النيوترينو التي تم ضخها من المختبر الاوروبي لفيزياء الجسيمات التابع للمنظمة الاوروبية للابحاث النووية (سيرن) على بعد 720 كيلومترا تسير اسرع من الضوء بواقع 60 نانو ثانية، والنانو ثانية جزء واحد من مليار جزء من الثانية. بحسب رويترز.

الا ان القائمين على تجربة (ايكاروس) وهي تجربة اخرى في معمل جران ساسو -الواقع اسفل منطقة جبلية والذي يديره المعهد الايطالي القومي للفيزياء النووية- قالوا ان ثمة تناقضا بين القياسات التي اجروها لطاقة اشعة النيوترينو فور ضخها والبيانات الخاصة بالاشعة لدى وصولها الى معمل ساسو، واضافوا في بيان بثوه على موقع الكتروني ان نتائجهم "تفند نتائج تجربة اوبرا التي تقول بان اشعة النيوترينو اسرع من الضوء"، والنيوترينو جسيم اولي دون ذري أصغر كثيرا جدا من الالكترون وليست له شحنة كهربية وحتي الان لم ينجح العلماء في قياسه لان تفاعله مع المادة ضعيف جد، وبناء على نتائج دراسات اعلنها عالمان امريكيان في مجال الفيزياء في الاونة الاخيرة قال القائمون على تجربة (ايكاروس) ان اشعة النيوترينو التي تم ضخها من (سيرن) كان يتعين ان تفقد معظم طاقتها اذا سارت بسرعة تزيد عن سرعة الضوء حتى بمجرد جزء متناهي الصغير من الثانية، لكن علماء (ايكاروس) قالوا انه في واقع الامر فان اشعة النيوترينو سجلت -وفقا لقياسات الاجهزة والمعدات الخاصة بايكاروس- نطاقا طيفيا من الطاقة يشبه تماما ذاك الذي ينطلق من جسيمات تسير بسرعة الضوء، وقال عالم الفيزياء توماسو دوريجو الذي يعمل في (سيرن) وفي معمل (فيرميلاب) الامريكي قرب شيكاجو في رسالة على موقع علمي ان بيان (ايكاروس) "بسيط ومحدد للغاية".

واضاف "ان الفرق بين سرعة اشعة النيوترينو وسرعة الضوء لايمكن ان يكون كبيرا الى هذه الدرجة التي اعلنتها تجربة (اوبرا)"، ويقول اينشتاين وهو ابو الفيزياء الحديثة في النظرية النسبية الخاصة بان سرعة الضوء "ثابت كوني" لاتدانيه اي سرعة وهي المباديء العلمية الراسخة حتى الان التي تشكل اساس الفكر العلمي الحديث عن ماهية الكون وسلوك جميع الاجرام والجسيمات فضلا عن كيفية نشأة الكون وحركته، وكان فريق دولي من العلماء قد زلزل اركان المجتمع العلمي بنتائجه المذهلة التي ظهرت في سبتمبر ايلول الماضي الا ان هذه النتائج قوبلت بقدر من التشكك من جانب قطاع عريض من العلماء، ويجري الاستعداد على قدم وساق حاليا لاجراء تجارب اخرى في عدة معامل في الولايات المتحدة واليابان لاعادة تجربة (اوبرا)، وفي حالة التيقن من نتائج تجربة (اوبرا) يمكن ان يفتح ذلك الباب على مصراعيه لاعلان كشف علمي مثير.

فيروس عملاق

من جانب اخر اكتشف العلماء أكبر فيروس حجما على الإطلاق، وذلك فى مياه المحيط الهادئ قبالة منطقة لاس كروسيس وسط سواحل تشيلي، وذلك فى سياق عملية بحث واسعة النطاق عن كائنات حية جديدة، ويبلغ حجم الفيروس -الذى أطلق عليه "تشيليانس ميجافيروس" - عشرة إلى عشرين ضعفا حجم الفيروسات المعروفة، والفيروس الجديد أكبر حجما من فيروس "ميمي فيروس" حامل الرقم السابق والذى اكتشف فى برج للتبريد فى بريطانيا عام 1992، ويعتقد العلماء إن "تشيليانس ميجافيروس" الذى يبلغ قطره نحو 7ر0 ميكرومتر (جزء من الالف من المليمتر)، ربما يصيب الأميبيات وغيرها من الكائنات أحادية الخلية التى تعيش فى مياه المحيط، ويقول البروفيسور جان ميشيل كلافيري من جامعة آى مرسيليا الفرنسية، إن الفيروس أكبر حجما حتى من بعض البكتيري، وأضاف  "أنه ليست هناك حاجة إلى مجهر إليكتروني لرؤية هذا الفيروس، بل يمكن رؤيته باستخدام المجهر المختبري العادي، يذكر ان الفيروسات لا تستطيع استنساخ نفسها، بل تحتاج الى أن تدخل الى داخل الخلايا الحية من أجل ذلك، وتابع  البروفيسور قائلا أن الفيروس العملاق  يتميز بوجود زوائد شعرية على جداره الخارجي ربما تكون وظيفتها استدراج الأميبا التى تبحث عن تركيبات مماثلة تتميز بها البكتيريا التى تقتات عليه، ولفت إلى أن إحدى الدراسات التى أجريت على التركيبة الجينية للفيروس العملاق، كانت قد أوضحت أنه يحتوي على أكثر من ألف جين، وهى مجموعة التعليمات الكيماوية التى يستخدمها لبناء الأنظمة الضرورية لتكاثره بعد أن يدخل الخلية المضيفة، ويلخص البروفيسور كلافيري  "أن هذه طريقة جديدة للبحث في علم الفيروسات، ففي الماضي كنا نكتشف الفيروسات عندما كانت تسبب الامراض في الانسان أو الحيوان أو النبات، اما الآن فنحن نمارس ما يمكن التعبير عنه بعلم الفيروسات البيئي، حيث نبحث عن هذه الكائنات في كل مكان". بحسب بي بي سي.

أخف مادة في العالم

فيما قام فريق من المهندسين الأمريكيين باستحضار ما قالوا بأنه أخف مادة في العالم، ويقول الباحثون إن المادة أخف بمئة مرة من مادة ستيروفوم ولها قدرة غير عادية على امتصاص الطاقة، ويمكن أن تستخدم المادة في الجيل القادم من البطاريات ولوحات امتصاص الصدمات، وقد أجري البحث في مختبرات جامعة كاليفورنيا ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ونشر في العدد الأخير من مجلة "ساينس" العلمية، وتبلغ كثافة المدة الجديدة 0.9 مليغرام لكل سنتيمتر مكعب، بينما تبلغ كثافة "ايروجيل" وهي أخف مادة صلبة معروفة حتى الآن 1.0 ميليغرام لكل سنتيمتر مكعب، ويذكر ان للمواد الحفيفة كالايروجيل والرغوة المعدنية تركيبا خلويا عشوائيا مما يجعلها أقل قساوة وأكثر قوة وقدرة على امتصاص الطاقة وقدرة على التوصيل الحراري من معظم المواد الأولية الداخلة في تركيبه، ويرى المهندسون القائمون على تحضير المادة الجديدة أن من بين الاستخدامات العملية المستقبلية لها العزل الحراري والصوتي وامتصاص الطاقة والذبذبات.

شبكة النبأ المعلوماتية- الأحد 29/كانون الثاني/2012 - 5/ربيع الأول/1433

 

© جميع الحقوق محفوظة لمؤسسة النبأ للثقافة والإعلام 1419-1433هـ  /  1999- 2011م