ميكانيكا الكم ....
ج2
وبعد ذلك أتى العالم ماكس بلانك أيضاً كان يدرس الأشعة ومن خلال عمله استطاع ان يحل مشكلة رايلي وجينز وذلك من خلال افتراضه أن الجسم الاسود لا يشع ضوء الا بكميات مختلفة من الطاقه من خلال معادلته E=hv
التي تحسب طاقة الكميات المنفصله وتردد الضوء مضروب في ثابت بلانك
ومن خلال معادلة بلانك نستنتج أن الضوء مكمم اي عبارة عن كميات من الفوتونات وبعد سنتين من عمل ماكس بلانك يأتي العالم آلبرت اينشتاين..
حيث لاحظ اينشتاين أن كميات الطاقة هذه تبين لنا أن الضوء ليس مجرد موجات إنما هي جسيمات والتي تسمى بالفوتونات وهذا كان حل لمشاكل التأثير الكهروضوئي التي عجزت الفيزياء الكلاسيكية عن تفسيره.. فلو وضعنا معدن وسلطنا عليه أشعة فوق بنفسجية التي تتميز بطاقتها العالية وقتها الطاقة سوف تكون كفيلة بأن تحرر الالكترون من الذرة وهذا ما لم يفهمه العالم بسبب أن الضوء ذو طبيعة موجية ولكن أدرك اينشتاين طبيعة الضوء الذي يمكن أن يكون جسيم أو موجة وذلك من خلال قانونه الذي حصل على جائزة نوبل عام 1921 وهذا يعني بالرغم من أن الضوء موجة ولكن يمكن أن يتصرف كجسيم ومن هنا يبدأ عالم الكم بمصطلح يسمى ميكانيكا الكم....
يأتي بعد ذلك العالم نيلز بور بأبسط نموذج وهو نموذج ذرة الهيدروجين التي تتضمن مستويات طاقة مختلفة يدور حولها الالكترون مثلما تدور الكواكب حول الشمس وفي سنه 1924 أتى العالم لويس ديبولي وقرر أن يقترح أن إلكترونات المادة ليست مجرد جسيمات إنما تستطيع ان تتصرف كموجات مثل موجات الضوء وفي سنه 1925 أتى العالمان فيرنر هايزنبرغ و باسكوال جوردان الذين عملوا قفزة في علم الفيزياء من خلال تطويرهم بما يعرف ميكانيكا المصفوفات (matrix mechanics ) التي استطاعت أن تحسب كمية الطاقة التي يحتاجها الالكترون لكي ينتقل بين مستويات الطاقة المختلفة في نموذج بور للذرة .
وفي سنه 1926 ظهر العالم إروين شرودينجر بمعادلته التي تحكم حركة الالكترون لكونه موجة مثل ما قال ديبولي...

ج3
وهذه تجربة توضح ماتم العمل عليه لمدة سنوات طويلة وماتوصلوا إليه العلماء وهي تجربة الشق المزدوج Double_slit experiment
حسنا من خلال المقطع توضح لنا سوف نرى ثلاث موجات ظهرت على الحائط وعلى الرغم من أن الالكترونات هي جسيمات إلا أنها عبارة عن موجات ومن هنا نستنتج أن الالكترون يكون جسيم وموجة ويضل في حالته هذه إلى أن يتصرف يأما موجة أو جسيم وهذا المبدأ ينطبق على كل الأنظمة التي تتعامل معها ميكانيكا الكم.

ماذا لو انك قمت بإسقاط ريشة وكرة حديدية بنفس الوقت من فوق سطح مرتفع ايهما يصل إلى الأرض اولا ؟
من المعروف أن الكرة الحديدية سوف تصل قبل الريشة إلى الأرض ...
ولكن..العالم غاليليو غاليلي أعتقد أن وصول كرة الحديد قبل الريشة إلى الأرض ليس له علاقه بكتلة هذه الأجسام إنما في قدرة تفاعلها مع الهواء في أثناء عملية الهبوط أو بمعنى آخر أن الاختلاف في معدل الهبوط يعزى إلى مقاومة الهواء وليس لاختلاف كتلتها ...
حيث قام العالم غاليليو بتجارب (السقوط الحر )بكتل مختلفة من فوق برج لدراسة ظاهرة الجاذبية حيث لاحظ في هذه التجارب أن الأجسام تسقط بنفس المعدل بغض النظر عن كتلتها نتيجة قد تكون صادمة ومحيرة..
وللتأكد من صحة ما قال غاليليو قامت ناسا بتجربة غاليليو على سطح القمر
ولكن لماذا نظن أن النتائج تختلف على سطح القمر ؟
لأن القمر لايوجد له غلاف جوي ولذلك فإن الاجسام لاتعاني مقاومة هوائية أثناء هبوطها وهذه التجربة حصلت في نهايه رحلة ابولو 15 حيث قام رائد الفضاء ديفيد سكولد بإجراء تجربة فيزياء ممسكاً بمطرقة جيولوجية بيده اليمنى والريشه بيده اليسرى واسقط الجسمين في نفس الوقت تماماً والنتيجة وصل الجسمين إلى السطح في نفس اللحظة تقريباً.

" عنقود هرقل النجمي "

‏يُعتبر عنقود هرقل النجمي، الذي يقع في كوكبة الجاثي، تجمعًا نجميًا مُغلقًا يتألف من مئات الآلاف من النجوم. تم اكتشافه بواسطة العالم إدموند هالي في عام 1714. يُعد من ألمع وأشهر العناقيد الكروية في السماء الشمالية، حيث يظهر بوضوح بالعين المجردة في السماء الصافية والخالية من التلوث الضوئي. يبعد عن الأرض حوالي 22,200 سنة ضوئية و يُقدر عمر العنقود بنحو 11.65 مليار سنة، ويضم حوالي 300,000 نجم، بينما تبلغ الكتلة المقدرة له نصف مليون كتلة شمسية وقطره الذي يقدر بـ 145 سنة ضوئية

تصوير : بكري | Bakry .

فراغ العواء(الخلاء العظيم)the great nothing

يبلغ حجم العواء العظيم حوالي 330 مليون سنة ضوئية في القطر حوالي 0.27 ٪ من قطر الكون المرئي أو ما يقرب من 236000 فرسخ فلكي 3 في الحجم يعتبر العواء العظيم أحد أكبر الفراغات المعروفة في الكون وهو يشار إليها باسم الفراغ العظيم تم الإبلاغ عن هذا الاكتشاف بواسطة روبرت كيرشنر في عام 1981 كجزء من مسح للتحولات الحمراء المجرية يبعد مركز الفراغ حوالي 700 مليون سنة ضوئية عن الأرض
اكتشف علماء فلك آخرون قريبا أن الفراغ يحتوي على عدد قليل من المجرات في عام 1987 نشر مودي وروبرت كيرشنر وجي ماك ألبين غريغوري نتائجهم حول ثماني مجرات في الفراغ أعلن شتراوس و وجون هوشرا اكتشاف ثلاث مجرات أخرى في عام 1988 بحلول عام 1997 كان من المعروف أن فراغ العواء يحتوي على 60 مجرة ولازال يتم الكشف عن عدد المجرات المختفية في ذلك الفراغ العظيم
وفقا لما ذكره عالم الفلك "جريج ألدرينج" فإن حجم الفراغ هو أنه لو كان درب التبانة في وسط الفراغ في هذا العواء لما كنا نعرف بوجود مجرات أخرى حتى فترة الستينيات من القرن
الماضي
حتى الآن، تم اكتشاف 60 مجرة فقط في فراغ العواء.

قانون الانكسار (law of refraction)‏، ويعرف أيضًا بقانون سنيل نسبة لويلبرورد سنيليوس وكذلك بقانون ديكارت عند الفرانكوفون نسبةً لرينيه ديكارت وأيضًا باسم قانون سنيل - ديكارت، هو صيغة رياضية تصف العلاقة ما بين زوايا السقوط والانكسار، عندما ينتقل الضوء أو غيره من الأمواج ما بين وسطين مختلفين، مثل الهواء والماء، ويعتبر ابن سهل هو أول من اكتشف قانون الانكسار. يستخدم القانون في البصريات في عملية تتبع الشعاع حيث يستخدم في حساب زوايا السقوط أو الانكسار، وكذلك يستخدم في التجارب البصرية وفي علم الأحجار الكريمة لمعرفة قرينة الانكسار لمادة معينة. وقد سُمي القانون على اسم الفلكي والرياضي ويلبرورد سنيليوس وهو واحد من واضعي القانون، وينص قانون سنيل على أن النسبة بين جيوب زوايا السقوط أو الانكسار في وسطين تكون مساوية لنسبة السرعتين في الوسطين.

التشابك الكمي...

التشابك ظاهرة في الفيزياء الكمية،
تحدث عندما يتولد زوجان أو مجموعة من الجسيمات أو تتفاعل أو تتشارك الجسيمات ذات القرب المكاني بحيث لا يمكن وصف الحالة الكمية لجسيم معين بشكل مستقل عن الجسيمات الأخرى، حتى لو فصلت مسافة كبيرة بين هذه الجسيمات.
إذا تولد زوجان من الجسيمات بطريقة كان فيها لفهما المغزلي الكلي صفرًا، وكان أحد الجسيمان يدور باتجاه عقارب الساعة على محور معين سيكون لف الجسيم الآخر عكس عقارب الساعة كما يُعتقد تمامًا بسبب تشابكهما. ومع ذلك، يسبب هذا السلوك آثارًا تناقضية، إذ إن أي قياس لخاصية جسيم تُمارِس تحولًا غير قابل للعكس على هذا الجسيم وستؤدي إلى تغير الحالة الكمومية الأصلية. في حالة الجسيمات المتشابكة، فإن هذا القياس سيُطبق على النظام ككل.
كانت هذه الظاهرة موضوعًا لورقة بحثية من إعداد ألبرت آينشتاين وبوريس بودولسكي وناثان روزن وأوراق بحثية أخرى من إعداد إرفين شرودينغر بعدهم بفترة قصيرة، وصفت تلك الأوراق البحثية ما يُعرف الآن بمفارقة آينشتاين-بودولسكي-روزن. اعتبر آينشتاين وآخرون أن هذا السلوك مستحيل، إذ يخرق هذا السلوك رؤية الواقعية المحلية لمبدأ السببية (وصفه آينشتاين على أنه فعل شبحي عن بعد) وحاججوا أن الصيغة المقبولة لميكانيك الكم ستكون غير كاملة لهذا السبب.
ومع ذلك، أُكِدَت التنبؤات الحدسية لميكانيك الكم، لاحقًا، تجريبيًا باختبارات قيس فيها اللف المغزلي والاستقطاب للجسيمات المتشابكة في مواقع منفصلة، خارقةً بشكل إحصائي مبدأ بل لعدم المساواة. في الاختبارات الأولية، لم يكن ممكنًا استبعاد أن نتيجة الاختبار في نقطة معينة انتقلت إلى نقطة البعيدة مؤثرةً على الناتج في الموقع الثاني. ومع ذلك، فاختبارات بِل المدعوة بأنها خالية الثغرات أجريت على مواقع منفصلة؛ يأخذ التواصل عند سرعة الضوء وقتًا أطول (في حالة معينة يكون أطول بعشرة آلاف ضعف) من الفترة بين القياسات.
وفقًا لبعض تفسيرات ميكانيكا الكم، فتأثير القياس يحدث بشكل آني، تفسيرات أخرى لميكانيكا الكم،
أثبت التشابك الكمي تجريبيًا في الفوتونات والنيوترونات والإلكترونات والجزيئات الكبيرة بحجم كرة بوكي وحتى مع الماسات الصغيرة.

تجربة اختبار بيل هي تجربة فيزيائية حقيقية تم تصميمها لاختبار نظرية ميكانيكا الكم في ما يتعلق بمفهومين آخرين: مبدأ المحلية ومفهوم اينشتاين «المحلية الواقعية». تختبر التجارب ما إذا كان العالم الحقيقي يرضي الواقعية المحلية أم لا، الأمر الذي يتطلب وجود بعض المتغيرات المحلية الإضافية (وتسمى «خفية» لأنها ليست سمة من سمات نظرية الكم) إلى تفسير سلوك الجسيمات مثل الفوتونات والإلكترونات. وفقا لنظرية بيل، إذا كانت الطبيعة تعمل فعليًا وفقًا لأي نظرية للمتغيرات المخفية المحلية، فستكون نتائج اختبار بيل مقيَّدة بطريقة خاصة قابلة للقياس الكمي. إذا كان قد تم إجراء اختبار بيل في المختبر ولم تكن النتائج مقيدة، فهذا يعني أنها لا تتفق مع فرضية وجود متغيرات خفية محلية. مثل هذه النتائج ستدعم الموقف القائل بأنه لا توجد طريقة لشرح ظاهرة ميكانيكا الكم من حيث الوصف الأكثر جوهرية للطبيعة والذي يتماشى مع قواعد الفيزياء الكلاسيكية. تم إجراء العديد من أنواع اختبار بيل في مختبرات الفيزياء، وغالبًا بهدف تحسين مشاكل التصميم التجريبي أو التركيب الذي قد يؤثر من حيث المبدأ على صحة نتائج اختبارات بيل السابقة. هذا هو المعروف باسم «إغلاق الثغرات في تجارب اختبار بيل».

المادة المظلمة
لا احد يعرف بالتأكيد ماهي المادة المظلمة

-كلمة مظلمة هي فقط دليل على جهلنا بماهيتها فلم يستطع احد رصدها، فهي لا تتفاعل مع القوى الكهرومغناطيسية الموجودة في الكون، لا تبعث او تعكس او تمتص الإشعاعات الكهرومغناطيسية، اذا كيف استدل علماء الفلك على وجودها،

-بدأ الامر عندما اخترعت عالمة الفلك ڤيرا روبن طريقه لتحديد سرعة دوران النجوم في المجرات الحلزونية التي تم رصدها،

-لاحظت ڤيرا وفريقها ان النجوم في اطراف المجرة تتحرك بسرعة كبيرة جدا عن ماتم احتسابه،

-الصورة التالية توضح اختلاف السرعة عن المتوقع حيث ان الخط العلوي يوضح ما وجد بالفعل والخط السفلي يوضح ما تم توقعه بالقوانين و المعادلات، حيث يشير الخط السيني (R) إلي ابتعاد النجوم عن مركز المجرة والخط الصادي(v) الى سرعتها

-ومن هنا بدأ التسآؤل عن كنه المادة التى تعطى كتلة تجعل النجوم تتحرك بسرعة من الواضح أن هناك مادة اخرى لم يتم رصدها ولا تصدر أي إشعاعات كهرومغناطيسية وتم تسميتها بالمادة المظلمة.

-ايضا تم رصدها بواسطه عدسة الجاذبية وهي حدوث انحناء و تحدب في الموجات الضوئية نتيجة تأثرها بقوى الجاذبية.

كتلة المادة المظلمة كبيرة، فبعد اكتشافها ودراسة العديد من المجرات وغيرها تبين بأنها ذات كتلة كبيرة جداً. وأن الكون الذي نراه سيكون مختلفًا جداً بدونها وبحساب الجاذبية في الكون المنظور تبين بأن المادة المظلمة تشكل ٨٥٪ من الكتلة في الكون، أما المادة العادية التي نعرفها فهي تشكل فقط ١٥٪ من الكون المنظور. وهذا يبين تأثير المادة المظلمة في الكون ككل.

وعن طريق حساب مدى الانحناء في الضوء نستطيع ان نحدد كتلة الجسم الذي مر به الضوء اذ كلما زادت كتلته زاد الانحناء، ايضا وجد ان هناك اماكن بالكون يزيد به الانحناء عن ما هو متوقع مما زاد التأكيد على وجود المادة المظلمة.

وفي النهاية لا يوجد تعريف او دليل شامل عن وجودها ما زال العلماء يحاولون تحديد كنها وايضا رصدها ويوجد بعضهم يشكك في وجودها من الأساس، وحسب مقترحات احد علماء الفلك لنسب الكون فالمادة المرصودة تشكل ٥٪ والمادة المظلمة ٢٦.٨٪ و الطاقة المظلمة ٦٨.٢٪.
فكان هناك اقتراحين، الأول أن هناك نوع من أنواع المادة لا يمكننا رصدها لأنها لا تتفاعل مع المادة العادية ولا تطلق موجات كهرومغناطيسية. ولأنها كذلك فهي تبدو لنا سوداء وكأنها غير موجودة. ولأنها أيضاً مجهولة
. فسميت المادة المظلمة Dark Matter. طبيعة المادة لا تزال مجهولة. والتأثير الوحيد لها الذي نستطيع رصده هو أن لها كتلة. وبالتالي فلها جاذبية أيضاً وتؤثر على حركة المواد الأخرى فقط بتأثير الجاذبية.

الاقتراح الثاني هو أن فهمنا لقوانين الجاذبية خاطئ، وأن هناك اختلافًا في تصرف الجاذبية عند المسافات الكبيرة كالمسافات بين النجوم وبين المجرات.