العلماء يشرعون لمعرفة سر الكون

بدأ (الأربعاء) ما وصف بأنه اكبر وأغلى تجربة في تاريخ العلوم، بعد ان تم تشغيل اكبر نظام لتسريع تصادم الجزيئات في العالم، يعرف باسم «معجل هاردون». والهدف هو استكشاف أصل المادة ومحاكاة الانفجار العظيم الذي يعتقد العلماء أنه أسفر عن الكون في صورته الحالية.
وخلال التجربة، التي أُعد لها على مدى سنوات، وستجرى بالقرب من جنيف على الحدود الفرنسية السويسرية، ستُطلق مئات الملايين من بروتونات الذرة وجزيئاتها في نفق بطول 27 كيلومترا تحت الأرض بسرعة لم يسبق لها مثيل في تاريخ العلم. وينتج عن هذا كله 600 مليون تصادم بين الجزيئات في الثانية الواحدة، ويؤدي كل واحد من هذه التصادمات إلى انشطار آلاف الأجزاء من الجزيئات، التي ستُسجل وتُرصد تمهيدا للتعرف عليها.
وتبلغ تكلفة«معجل هاردون التصادمي الهائل» أكثر من أربعة مليارات يورو، وسيبدأ تشغيله رسميا في الحادي والعشرين من أكتوبر المقبل. وتشارك فيه كل دول العالم المتقدم.
البعض وصف المشروع بحكاية «أليس في بلاد العجائب».. كل شيء حولها غريب عجيب ومدهش، في حين وصفه آخرون بأنه مشروع يوم القيامة الذي سيفتح أبواب الجحيم، لأن المشروع ذاته الذي يستهدف التحقق من طريقة وتفاصيل نشوء الكون، يتحدى الطبيعة بصورة لا سابق لها، بل يمكن أن ينهي وجود البشرية كلها في طرفة عين، كما يقول معارضوه.
وبعيدا عن المخاوف التي وصلت إلى حد رفع عشرات القضايا أمام المحاكم الأميركية والأوروبية لوقف العمل في المشروع الذي انتظره العلماء منذ أكثر من عشرين عاما، فقد كشفت المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (الأربعاء الماضي 3 سبتمبر) عبر الإنترنت عن أكبر جهاز في العالم لتحطيم الذرة. وهو جهاز عملاق أسطواني الشكل يزيد طوله على سبعة وعشرين كيلومترا تم تركيبه في نفق يتراوح عمقه بين 150 و500 قدم تحت الأرض في منطقة الحدود السويسرية – الفرنسية قريبا من مدينة جنيف.
ويقول العلماء المشرفون على المشروع أن محطم الذرة سوف يستكشف أصغر مكونات الذرة ليصل بالتالي، وللمرة الأولى في تاريخ البشرية، إلى تمثيل واقعة الانفجار الكبير الذي تقول النظريات العلمية ان الكون نشأ بعد ذلك الانفجار وبسببه.
ويأمل العلماء أن يكون في إمكانهم بفضل هذا الجهاز العملاق إلقاء نظرة أكثر قربا على مكونات المادة لملء الفجوات المعرفية التي أوجدتها النظريات العلمية المتداولة حول نشوء الكون واحتمال تغيير أو تعديل بعض هذه النظريات.

شعاعان متعاكسان
ووفقا للخطط الموضوعة، التي وصل إلى سويسرا لمتابعتها علماء من ثمانين دولة، بينهم 1200 عالم من الولايات المتحدة وحدها، سيتم إطلاق شعاع من البروتونات في الجهاز المحاط من كل جوانبه بأكبر وأقوى مغناطيس اصطناعي عرفته البشرية حتى الآن، لتقطع أكثر من سبعة وعشرين كيلومترا عكس اتجاه عقارب الساعة، ولتظل تدور وتدور بمعدل أحد عشر ألف دورة في الثانية الواحدة، إلى أن تتساوى سرعة البروتونات مع سرعة الضوء.
وبعد التأكد من نجاح هذه المرحلة، سيتم إطلاق شعاع آخر من البروتونات في الاتجاه المعاكس لاتجاه الشعاع الأول هذه المرة، أي في اتجاه عقارب الساعة، ويظل الشعاعان يدوران في اتجاهين متعاكسين من دون أن يصطدما إلى أن تتساوى سرعة البروتونات في الشعاعين، ومن ثم يعمل العلماء على توجيه الشعاعين نحو بعضهما البعض من أجل أن يحدث الاصطدام والانفجار الكبير الذي يخشى البعض أن يسبب، نظرا إلى الطاقة الهائلة القوة المتولدة عنه، حدوث «ميني ثقب أسود» قد يهدد الكرة الأرضية كلها، لكن المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية المشرفة على المشروع تنفي هذا الاحتمال.
وفي داخل النفق يوجد مناطق على شكل قاعات ضخمة يصل حجم إحداها إلى حجم عمارة من سبعة طوابق، وقد تم في هذه القاعة وضع آلاف المجسات والأجهزة الدقيقة لقياس الطاقة المتولدة عن الانفجار.
أصغر من البروتون والنيوترون
يقول العلماء انه سيتولد عن الاصطدام الهائل انقسام البروتونات إلى أجزائها. وتجدر الإشارة هنا إلى أن العلماء كانوا حتى وقت قريب يؤكدون أن البروتونات والنيوترونات هي أصغر أجزاء الذرة، لكن العلم الحديث يؤكد خطأ هذا الاعتقاد، وأن هناك ما هو أصغر. وقد أطلق العلماء على الجزئين الأصغرين اسم «وارك» و«غلونز».
ويأمل العلماء خلق ظروف في المختبر تشبه الظروف التي أحاطت بأجزاء الثانية الأولى التي أعقبت الانفجار الكبير، لكي يتعرفوا، عن قرب وعلى الطبيعة، على ما يسمى المادة السوداء واللامادة، بالإضافة إلى الأبعاد الخفية للفضاء والزمن التي تحدث عنها أينشتاين في نظريته الشهيرة. وكان علماء كثيرون قد بدأوا قبل نحو عشرين عاما تجارب لخلق اصطدام بين مكونات الذرة في المختبرات على أمل الوصول إلى ما هو أصغر من البروتون والنيوترون، وقد نجحوا في النهاية في التعرف على الكوارك والغلونز.
ويوضح العلماء المتحمسون لنظرية الانفجار الكبير أن الأجزاء المتناثرة من البروتونات المحطمة في ذلك الزمن الموغل في القدم، كانت ذات قوة جاذبية هائلة بحيث استطاعت الالتصاق فورا بالكواكب والنجوم. وتقول المتحدثة الرسمية باسم الفريق الأميركي المشارك في المشروع كيتيوركوفيتش ان محطم الذرة الأوروبي، الذي تعتبر الولايات المتحدة واليابان أكبر المشاركين في تمويله، قد يغير الكثير من النظريات العلمية المتداولة. وتبلغ الحصة الأميركية في ميزانية المشروع 541 مليون دولار.

دعاوى لوقف المشروع
تقول الأخبار ان العشرات من جمعيات ومنظمات حقوق الإنسان رفعت دعاوى أمام المحاكم الأوروبية والأميركية تطالب بوقف العمل في المشروع الذي وصفته بأنه مشروع يوم القيامة الذي سيفتح أبواب الجحيم. وتجدر الإشارة إلى أن دعاوى مماثلة فشلت عام 1999 في تحقيق أهدافها لوقف العمل في مشروع مماثل، لكن أصغر حجما وأقل قوة، يتعلق بجهاز لتحطيم الذرة أقيم في مختبر مانهاتن الوطني بولاية نيويورك.
كما أثار محطم للذرة أقيم قبل أكثر من خمس سنوات خارج مدينة شيكاغو المئات من الشكاوى والدعاوى لكن من دون جدوى. ويحمل هذا المحطم اسم «فيرميلاب»، وهو مجهز بآخر ما توصلت إليه التكنولوجيا، لكن العلماء يقولون ان محطم الذرة المقام في سويسرا قادر على إنتاج طاقة تفوق ما ينتجه «فيرميلاب» بسبع مرات.

أخت فرح :إنه الرقص على حافة الهاوية أستغرب فعلا ً هذا الجنون الذي آل إليه بعض العلماء فإذا كان التوق إلى المعرفة فربما والحالة هذه قد لا تأتي المعرفة أبدا ً , و إذا كانت الشهرة أو الوضع الإجتماعي فأي عبث خلف حدود المجهول

أتمنى من الله أن تمر هذه التجربة بخير ...

هذا موقع ويب بإشراف العلماء القائمين على التجرية المذكورة

صادم الهادرون الكبير

أدى خلل في أجهزة المغناطيس الفائقة التبريد الخاصة بجهاز "صادم الهدرون الكبير" إلى توقف تجربة محاكاة "الانفجار الكوني الكبير" بعد مرور أسبوع على بدء تشغيل الجهاز.

ويمثل هذا الخلل أول اختبار جدي لمدى إمكانية النجاح في تنفيذ كل أجزاء مشروع محاكاة ما يعرف بالانفجار الكوني العظيم, حيث من المرجح تأجيل الخطط الرامية إلى البدء في تهشيم الجزيئات داخل "صادم الهدرون الكبير" نتيجة الخلل الحاصل.

وتسبب الخلل في ارتفاع درجة حرارة نحو 100 من أجهزة المغناطيس الفائقة التبريد إذ وصلت إلى 100 درجة مئوية.

وقال ناطق باسم المنظمة الأوروبية للبحوث النووية إنه "ليس من الواضح بعد متى يمكن استئناف العمل في جهاز تسريع الجزئيات الذي كلف 6.6 مليارات دولار أمريكي", مضيفا "أن الخلل الذي لحق بالجهاز لا يمثل "خبرا جيدا"، لكن وقوع مشكلات فنية من هذا النوع لم تكن غير متوقعة خلال مراحل الاختبار".

وتتمثل الخطوة المقبلة المهمة في تنفيذ مشروع محاكاة الانفجار الكوني العظيم في جعل الحزم تصطدم ببعضها بعضا لكن يبدو أن الخلل الحاصل أدى إلى استبعاد أي احتمال لتنفيذ هذه التجارب خلال الأسبوع المقبل على الأقل.

سيريانيوز

معلومات أكثر عن الموضوع

ثقوب سوداء كمومية

عندما يسمع المرء بالثقوب السوداء، يتيخيل مسوخ قادرة على ابتلاع سفن الفضاء،

بل و ابتلاع النجوم و كل شيء.ليس هنا بحثنا، نريد التحدث عن الثقوب التي قد تستطيع أعلى المسرعات طاقة إنتاجها كمصادم الهادرونات الكبير LHC الموجود في جنيف، فهي أقارب بعيدة لهذه الثقوب الكونية لأنها ستكون ميكروية و أبعادها تقارب أبعاد الجزيئات الأولية.

فهذه الثقوب لن تشطر النجوم و لن تسيطر على المجرات و إنما سوف تكون ذات خواص أكثر إثارة و غرابة! ذلك لأنها سوف تتبخر بعيد تشكيلها بسبب الآثار الكمومية.

و حتى نستطيع فهم آلية تكوين هذه الثقوب الميكرسوسكوبية علينا فهم مبدأ تشكل الثقوب السوداء بشكل عام:

لقد نشأ المفهوم الأولي للثقب الأسود بشكل عام في صيغته الحديثة عن نظرية النسبية العامة لآينشتاين التي تتنبأ بأنه إذا انضغطت المادة بما فيه الكفاية، فستكون ثقالتها كبيرة ذات جذب هائل إلى حد يجعلها تحد منطقة من الفضاء لا يستطيع شيء الافلات منها!

أما حدود هذه المنطقة فهي أفق أحداث الثقب الأسود black-hole’s event horizon يمكن للأشياء أن تسقط فيه و لا يمكن أن تخرج منه. و هي الثقوب السوداء الموجودة في كوننا الخارجي.

و حجم الثقب الأسود يتناسب طردا مع كتلته فأقصى حد لنصف قطر الشمس لتكون ثقبا أسود مع الضغط المستمر هو 3 كيلومترات فقط (مع التشديد أن احتمال أن تصبح شمسنا الحالية ثقب أسود ضئيل جدا لأن أصغر نجم يصبح ثقب اسود أن تكون كتلته مساوية ل 3 أو 4 أضعاف كتلة الشمس و المرجح أن تؤول شمسنا في نهاية عمرها لقزم أبيض).

و هكذا فكلما صغر الثقب ارتفعت درجة الضغط اللازم لتشكله. أما الكثافة التي يجب أن تصل إليها المادة المضغوطة فتتناسب عكسا مع مربع الكتلة. فالكثافة في ثقب أسود بكتلة الشمس هي 10^19 كغ/م2 أي أنها أكبر من كثافة نواة ذرة. و هي قريبة من أعلى كثافة يمكن أن يحدثها انهيار تثاقلي في الكون الحالي أما إذا كان الجرم أخف من الشمس فإنه لن ينهار و يبقر مستقرا بفعل قوى التنابذ بين جسيماته دون الذرية.

إن قوانين الفيزياء المعروفة تسمح بكثافة للمادة تصل إلى ما سيمى بحد بلانك Plank Value أي 10^97 كغ/م2 و عندها تصبح الثقالة قوية لحد تحطم التأرجحات الكمومية فيه بنية الزمكان. و ستكفي هذه الكثافة بتكوين ثقب أسود بعرض 10- متر فقط و هذا الطول يعرف بطول بلانك و كتلة هذا الثقب تساوي إلى 10- كيلوغرام (كتلة بلانك).

إن هذا الثقب الأسود هو أخف ثقب أسود حسب التوصيفات المتعارفة للثقالة. إن كتلته أكبر بكثير من كتلة جسيم أولي حيث أن كتلة البروتون 1.6x10-² كغ لكن حجمه أصغر بكثير من حجم جسيم أولي.

إن اشتراط وجود الكثافات العالية لتشكيل الثقوب السوداء ضروري لكنه غير كاف لأنه يجب لكي تتوقف منطقة ما في الفضاء عن التوسع و تنهار لتكون ثقب أسود، أن تكون كثافتها قد بلغت حدا أكبر من متوسط الكثافة أي أن تأرجح الكثافة أمر ضروري.

و يعلم الفلكيون أن هذا التأرجح وقع فعلا في النطق الكبيرة، و إلا لما تمكنت بنى عديدة كالمجرات و عناقيد المجرات، من الالتحام، إلا أنه كان لابد من تأرجحات أقوى في النطق الأصغر كي تتشكل الثقوب سوداء.

من اكتشافات ستيفن هوكينغ بأن الثقوب السوداء لا تبتلع الجسيمات فحسب، و إنما تقذفها أيضا! و تنبأ هوكينغ بإشعاع حراري للثقب على غرار جمر الفحم، درجة حرارته تتناسب عكسا مع كتلته و هي من مرتبة واحد من مليون كلفن من أجل ثقب كتلته تساوي كتلة الشمس! و تساوي 10 كلفن من أجل ثقب كتلته تساوي كتلة جبل كتلته تساوي 10 كغ و هي حرارة كافية لإصدار جسيمات كتلتها معدومة كالفوتونات و جسيمات كتلوية كالالكترونات و البوزيترونات.

و لما كان الاصدار يحمل معه طاقة، فإن كتلة الثقب الاسود تميل للتناقص فهو غير مستقر إلى حد بعيد حيث إصداره لجسيمات طاقتها عالية مع تضاؤله و تزايد درجة حرارته إلى أن ينفجر خلال ثانية واحدة بطاقة تساوي طاقة قنبلة نووية (مليون ميجاطن من المتفجرات)

[size=16]المسألة الأكثر إثارة في الفيزياء اليوم، هي إنتاج ثقوب سوداء بوساطة مسرعات الجسيمات Particle Accelerators.

مبدأ عمل المسرعات المصادمة التقليدية هي تسريع الجسيمات بالأمواج الميكروية حيث يتم توليد حقل كهربائي يسرع الجسيمات لسرعات قريبة من سرعة الضوء لتكتسب طاقة عالية قبل الصدم، و الغاية منه خلق شروط مشابهة للتي كانت موجودة حين ولد الكون فجأة في الانفجار الكبير Big Bang ، فمثلا تبلغ طاقة حزمة من البروتونات المسرعة إلى 7 تيريليون اليكترون فولط و عندما يتعلق الأمر بإنتاج كثافات عالية فمامن يضاهي المسرعات مثل المصادم LHC الذي سيبدأ بدأ عمله سنة 2007 في جنيف والذي يبلغ قطره 8.6 كم أو التيفاترون Tevatron في شيكاغو، حيث تسرع هذه الالات الجزيئات دون الذرية كالبروتونات حتى تبلغ سرعة تقترب من سرعة الضوء و تكتسب أثناء تسارعها طاقة حركية هائلة وفق قوانين النسبية.

ستبلغ طاقة البروتون نحو سبعة تيرا اليكترون فولط و هي طاقة مكافئة ل
10-²كغ حسب علاقة أينشتاين الشهيرة E=mc²أي 7000 مرة كتلة البروتون و هو في حالة السكون.
و عندما يتصادم الجسيمان من هذا القبيل عن قرب، تنحصر طاقتهما في حيز ضيق من الفضاء بحيث يتوقع أن تشكل الجسيمات المتصادمة من آن لآخر ثقبا أسود و ذلك حين تقترب من بعضها بقدر كاف.

إلا أن المشكلة هي أن الكتلة
10-² كغ بعيدة جدا عن القيمة التي تعطيها نظرية الثقالة المتعارفة إلى أصغر ثقب ممكن و التي تساوي 10- كغ و تعرف باسم قيمة بلانك.

إن منشأ هذا الحد هو مبدأ الارتياب في الميكانيك الكمومي: لما كانت الجسيمات تسلك أيضا سلوك الموجات في الميكانيك الكمومي، فإنها تنتشر عبر مسافات تتناقص بتزايد الطاقة و هي مسافات بحدود
19^-10 متر في طاقات المصادم LHC. و هكذا فهي أصغر حيز في الفضاء يمكن أن تتجمع فيه طاقة جسيم.
إنه حيز يسمح بكثافة 10 كغ/م² و هي كثافة كبيرة لكنها غير كافية لتكوين ثقب أسود، يجب أن تكون لديه طاقة بلانك و هي طاقة أكبر ب 10 مرة طاقة المصادم LHC. و مع أنه يمكن للمسرعات تكوين كائنات ترتبط رياضيا بالثقوب السوداء فلا تزال الثقوب السوداء على ما يبدو بعيدة المنال.
بحسب نظرية الأوتار الفائقةUperstrings Theory ، فبالاضافة للأبعاد الزمكانية الاربعة المعروفة حاليا، يوجد أبعاد اخرى للفضاء، و خلافا للقوى الأخرى يجب على الثقالة أن تنتشر في هذه الأبعاد و من ثم تزداد شدتها بشكل غير متوقع في المسافات القريبة.
في الأبعاد الثلاثة عندما تنقص المسافة بين شيئين إلى النصف تتضاعف قوة الثقالة أربع مرات، أما في الفضاء ذو 9 أبعاد فتزداد قوة الثقالة بمقدار 256 مرة و يمكن أن يكون هذا هذا المفعول مهما جدا إذا كان عدد أبعاد الفضاء الاضافية كبيرا جدا بما فيه الكفاية.
و هناك ما يعرف ب التراصات الملتوية لها نفس المفعول المضخم للثقالة كما أن إمكانية حدوث هذه التشكيلات أقوى إذا صحت نظرية الأوتار الفائقة.
جاءت الدراسات الحثيثة في مجال مصادمات الجسيمات مثل LHC أنه من الممكن في الحالات الاكثر تفاؤلا المقابلة لأصغر قيمة مقبولة لسلم بلانك، و إنتاج ثقوب سوداء بمعدل ثقب كل ثانية. يطلق الفيزيائيون على المسرع الذي ينتج جسيما بهذا المعدل ب المصنع حيث سيكون LHC مصنعا لهذه الثقوب....
و سيترك تبخر هذه الثقوب آثارا مميزة على المكاشيف لأن الأمر يختلف في حال تفكك الثقب الأسود عن المصادمات المألوفة التي تنتج عددا معتدلا من الجسيمات العالية الطاقة. فالثقب الأسود حسب هوكينغ يصدر طاقة و عددا كبيرا من الجسيمات في جميع الاتجاهات و بطاقات عالية جدا و يشمل نتاج التفكك جميع أنواع الجسيمات الموجودة في الطبيعة.
قد يقول البعض أن البحث عن ثقوب سوداء كمومية مستقرة مستحيل....لأن تركيزات الطاقة الكتلوية كالجسيمات الأولية، مستقرة في حالة واحدة و هي وجود قانون انحفاظ الشحنة الكهربائية و العدد البايروني (الذي يضمن استقرار البروتون في حال عدم خرفه) و لا يوجد قانون انحفاظ يضمن استقرار الثقب الأسود الكمومي، و حسب النظرية الكمومية إن كل ماهو ممنوع تحديدا هو إلزامي، و هكذا فالثقب الأسود يتفككبسرعةحسب القانون الثاني للتيرموديناميك الذي يمكن صياغته على الشكل:
"إذا تغيرت حالة النظام تلقائيا من حالة لأخرى فإت هذا التغير يتم بحيث يرافقه تزايد في الفوضى (الانتروبية) أو تظل ثابتة"
أي أن الثقب الأسود الكمومي (و حتى الموجود في الفضاء) لا يمكن أن يظل بشكل مستقر و إنما يبث بجسيمات و لا يبقى على حاله الأولية.....
و نستطيع القول بأنه إذا كانت المصادمات العالية الطاقة توليد ثقوب سوداء فإن الطبيعة تنتجها منذ أمد بعيد فوق رؤوسنا دون أن تلحق الضرر أو أذى على الجو المحيط حيث أن الأشعة الكونية الأعلى طاقة –البوتونات أو جسيمات أكثر ثقلا- و التي تصل لطاقة إلى 10^9 Tera eV تستطيع أن تنتج نحو مئة ثقب أسود في العام الواحد. و أن مصادمات النيوترينو الكونية قد تكون أكثر إنتاجية .
إذا استطاع العلماء تكوين ثقوب سوداء ميكروسكوبية فيسكونون قد بلغوا سلم بلانك، الذي هو على ما يعتقد أقصر طول ذي معنى، أي المسافة الحدية التي يحتمل أن تكون الأصغر من أجل الفضاء و الطول. و ستنتج جميع المصادمات ذات الطاقة الأعلى ببساطة ثقوبا سوداء أكثر ضخامة بدلا من تجزئة المادة الى أجزاء أصغر و بالتالي سوف يؤدي ظهور هذه الثقوب السوداء اغلاق أحد حدود العلم، إلا أنه سوف يحل محله أفق جديد و هو اكتشاف جغرافية أبعاد الفضاء الاضافية.

(في بعض المواضع وضعت الرمز ^ و هو دلالة على أس العدد لأن بعض الأرقام لم تظهر في برنامج الوورد)

مواقع مفيدة

http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=000CCC72-2AED-1264-980683414B7F0000

en.wikipedia.org/wiki/Micro_black_hole

منقول عن هذا الرابط

http://ascssf.bb-fr.com/cauuauuuauueuuuii-cauuuuuyuuuunuuuuui-f2/eae-oaica-saaaie-t309.htm[/size]

بســم الله الرحـــمن الرحـــــيم

يا علـــــــــــي مـــــــدد

أختي فرح وأخي معتز

شكراً لكم على هذه المعلومات القيّمة

وعلى جهودكم الطيبة في المنتدى

كان هناك خبر بأن التجربة هذه لم تتم بسبب عطل طارئ في آلية الإطلاق .

أخـــــــــــــوكم ......... دومــــــــــــــــاً

» لمعرفة باسورد أي إيميل في الياهو
» فيسبوك... لمعرفة مكان تواجدك..!!
» العلماء يكتشفون سبب الإصابة بالسكري
» أذكى رجل في العالم يحل معضلة أرقت العلماء لقرن
» العلماء يحلون لغز الشروق المبكر لشمس غرينلاند