منذ ما يزيد قليلا عن أسبوع، الفيزيائيون الأوروبيون أعلن لقد قاموا بقياس قوة الجاذبية على أصغر مقياس على الإطلاق.
في تجربة ذكية على سطح الطاولة، قام باحثون في جامعة ليدن في هولندا، وجامعة ساوثهامبتون في المملكة المتحدة، ومعهد الضوئيات وتقنيات النانو في إيطاليا بقياس قوة تبلغ حوالي 30 أتون نيوتن على جسيم كتلته أقل بقليل من نصف مليجرام. الأتون نيوتن هو جزء من مليار من مليار من النيوتن، وهي الوحدة القياسية للقوة.
الباحثون قول يمكن لهذا العمل أن "يكشف المزيد من الأسرار حول نسيج الكون" وقد يكون خطوة مهمة نحو الثورة الكبيرة القادمة في الفيزياء.
ولكن لماذا هذا؟ إنها ليست النتيجة فقط: إنها الطريقة، وما تقوله عن المسار إلى الأمام لفرع من نقاد العلوم، كما يقول نقاد العلوم، قد يكون محاصرًا في حلقة من ارتفاع التكاليف وتناقص العائدات.
الجاذبية
من وجهة نظر الفيزيائي، الجاذبية قوة ضعيفة للغاية. قد يبدو هذا أمرًا غريبًا لقوله. لا تشعر بالضعف عندما تحاول النهوض من السرير في الصباح!
ومع ذلك، بالمقارنة مع القوى الأخرى التي نعرفها - مثل القوة الكهرومغناطيسية المسؤولة عن ربط الذرات معًا وعن توليد الضوء، والقوة النووية القوية التي تربط نوى الذرات - تمارس الجاذبية جذبًا ضعيفًا نسبيًا بين الأجسام.
وعلى المقاييس الأصغر، تصبح تأثيرات الجاذبية أضعف فأضعف.
من السهل رؤية تأثيرات الجاذبية على الأجسام بحجم نجم أو كوكب، ولكن من الصعب جدًا اكتشاف تأثيرات الجاذبية على الأجسام الصغيرة والخفيفة.
الحاجة إلى اختبار الجاذبية
على الرغم من الصعوبة، يريد الفيزيائيون حقًا اختبار الجاذبية على نطاقات صغيرة. وذلك لأنه يمكن أن يساعد في حل لغز عمره قرن من الزمان في الفيزياء الحالية.
تهيمن على الفيزياء نظريتان ناجحتان للغاية.
الأول هو النسبية العامة، التي تصف الجاذبية والزمكان على نطاقات واسعة. والثاني هو ميكانيكا الكم، وهي نظرية الجسيمات والحقول - اللبنات الأساسية للمادة - على نطاقات صغيرة.
هاتان النظريتان متناقضتان في بعض النواحي، ولا يفهم الفيزيائيون ما يحدث في المواقف التي يجب أن تنطبق فيها كلتا النظريتين. أحد أهداف الفيزياء الحديثة هو الجمع بين النسبية العامة وميكانيكا الكم في نظرية "الجاذبية الكمية".
أحد الأمثلة على الحالة التي تكون فيها الجاذبية الكمومية ضرورية هو الفهم الكامل للثقوب السوداء. وقد تنبأت النسبية العامة بذلك، وقد لاحظنا ثقوبًا ضخمة في الفضاء، ولكن من الممكن أيضًا أن تنشأ ثقوب سوداء صغيرة على المستوى الكمي.
ومع ذلك، في الوقت الحاضر، لا نعرف كيفية الجمع بين النسبية العامة وميكانيكا الكم معًا لإعطاء تفسير لكيفية عمل الجاذبية، وبالتالي الثقوب السوداء، في عالم الكم.
نظريات جديدة وبيانات جديدة
تم تطوير عدد من الأساليب للنظرية المحتملة للجاذبية الكمية، بما في ذلك نظرية الأوتار, حلقة الجاذبية الكموميةو نظرية المجموعة السببية.
ومع ذلك، فإن هذه الأساليب نظرية تماما. ليس لدينا حاليًا أي طريقة لاختبارها عبر التجارب.
لاختبار هذه النظريات تجريبيًا، سنحتاج إلى طريقة لقياس الجاذبية على مستويات صغيرة جدًا حيث تهيمن التأثيرات الكمومية.
وحتى وقت قريب، كان إجراء مثل هذه الاختبارات بعيد المنال. يبدو أننا سنحتاج إلى قطع كبيرة جدًا من المعدات: حتى أكبر من أكبر مسرع للجسيمات في العالم، وهو مصادم الهادرونات الكبير، الذي يرسل جسيمات عالية الطاقة تدور حول حلقة طولها 27 كيلومترًا قبل اصطدامها ببعضها البعض.
تجارب الطاولة
وهذا هو سبب أهمية قياس الجاذبية على نطاق صغير مؤخرًا.
التجربة التي أجريت بشكل مشترك بين هولندا والمملكة المتحدة هي تجربة "منضدية". ولم يتطلب الأمر آلات ضخمة.
تعمل التجربة عن طريق تعويم جسيم في مجال مغناطيسي ثم تمرير ثقل أمامه لمعرفة كيف "يهتز" استجابةً لذلك.
وهذا مشابه للطريقة التي "يهتز بها" أحد الكواكب عندما يتأرجح أمام كوكب آخر.
ومن خلال رفع الجسيم بالمغناطيس، يمكن عزله عن العديد من التأثيرات التي تجعل اكتشاف تأثيرات الجاذبية الضعيفة أمرًا صعبًا للغاية.
إن جمال مثل هذه التجارب المنضدية هو أنها لا تكلف مليارات الدولارات، مما يزيل أحد العوائق الرئيسية أمام إجراء تجارب الجاذبية على نطاق صغير، وربما أمام إحراز تقدم في الفيزياء. (أحدث اقتراح لخليفة أكبر لمصادم الهادرونات الكبير سيكون تكلف $ 17 مليار دولار.)
العمل للقيام به
تعتبر التجارب المنضدية واعدة للغاية، ولكن لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به.
تقترب التجربة الأخيرة من المجال الكمي، لكنها لا تصل إلى هناك تمامًا. ستحتاج الكتل والقوى المعنية إلى أن تكون أصغر لمعرفة كيفية عمل الجاذبية عند هذا المقياس.
نحتاج أيضًا إلى أن نكون مستعدين لاحتمال أنه قد لا يكون من الممكن دفع تجارب الطاولة إلى هذا الحد.
وربما لا تزال هناك بعض القيود التكنولوجية التي تمنعنا من إجراء تجارب الجاذبية على المقاييس الكمومية، مما يدفعنا إلى العودة نحو بناء مصادمات أكبر.
العودة إلى النظريات
ومن الجدير بالذكر أيضًا أن بعض نظريات الجاذبية الكمومية التي يمكن اختبارها باستخدام تجارب الطاولة تعتبر جذرية للغاية.
تشير بعض النظريات، مثل نظرية الجاذبية الكمومية قد يختفي المكان والزمان بمقاييس صغيرة جدًا أو طاقات عالية. إذا كان هذا صحيحًا، فقد لا يكون من الممكن إجراء تجارب على هذه المقاييس.
ففي نهاية المطاف، التجارب كما نعرفها هي نوع من الأشياء التي تحدث في مكان معين، عبر فترة زمنية معينة. إذا كانت نظريات كهذه صحيحة، فقد نحتاج إلى إعادة التفكير في طبيعة التجريب ذاتها حتى نتمكن من فهمها في المواقف التي يغيب فيها المكان والزمان.
من ناحية أخرى، فإن حقيقة قدرتنا على إجراء تجارب مباشرة تتضمن الجاذبية على نطاقات صغيرة قد تشير إلى وجود المكان والزمان في نهاية المطاف.
والتي سوف تثبت صحتها؟ أفضل طريقة لمعرفة ذلك هي الاستمرار في التجارب المنضدية، ودفعها إلى أبعد ما يمكن.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
الصورة الائتمان: جاريك بارسغيان / Pixabay
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://singularityhub.com/2024/03/04/gravity-experiments-on-the-kitchen-table-why-a-tiny-tiny-measurement-may-be-a-big-leap-forward-for-physics/
- :يكون
- :ليس
- :أين
- 30
- a
- من نحن
- غائب
- مسرع
- حسابي
- في
- الأفعال
- بعد
- منذ
- الكل
- أيضا
- an
- و
- آخر
- أي وقت
- التقديم
- اقتراب
- هي
- تنشأ
- حول
- البند
- AS
- At
- جاذبية
- الى الخلف
- الحواجز
- الأساسية
- BE
- مستحضرات التجميل
- لان
- كان
- قبل
- أقل من
- أفضل
- ما بين
- كبير
- أكبر
- المليارات
- ربط
- اسود
- الثقوب السوداء
- Blocks
- على حد سواء
- الفرع
- جلب
- ابني
- لكن
- by
- CAN
- حمل
- اغلاق
- CO
- COM
- دمج
- يأتي
- جميل
- مقارنة
- أجرت
- إجراء
- محادثة
- تصحيح
- التكلفة
- التكاليف
- استطاع
- Counter
- الإبداع
- ائتمان
- النقاد
- حالياًّ
- حاليا
- يصف
- بكشف أو
- المتقدمة
- صعوبة
- تناقص
- do
- لا
- دولار
- نطاق
- سيطر
- هيمنت
- لا
- سهل
- الآثار
- تماما
- معدات
- المجلة الأوروبية
- حتى
- EVER
- مثال
- تجربة
- تجارب
- جدا
- حقيقة
- بعيدا
- شعور
- حقل
- الاسم الأول
- يطفو على السطح
- في حالة
- القوة
- القوات
- إلى الأمام
- تبدأ من
- تماما
- العلاجات العامة
- توليد
- دولار فقط واحصل على خصم XNUMX% على جميع
- منح
- Go
- هدف
- الذهاب
- الجاذبية
- خطورة
- كان
- نصفي
- يد
- يحدث
- يحدث
- الثابت
- أصعب
- يملك
- مساعدة
- مرتفع
- ثقوب
- كيفية
- كيفية
- لكن
- HTTPS
- ضخم
- if
- أهمية
- in
- بما فيه
- معهد
- إلى
- المشاركة
- تنطوي
- معزول
- IT
- إيطاليا
- م
- احتفظ
- أنواع
- علم
- كبير
- أكبر
- آخر
- قفز
- حقوق الملكية الفكرية
- ضوء
- مثل
- تحديد
- آلية
- حقل مغناطيسي
- مغناطيس
- الرئيسية
- جعل
- القيام ب
- كثير
- كتلة
- الجماهير
- هائل
- مايو..
- قياس
- قياس
- علم الميكانيكا
- طريقة
- ربما
- تقدم
- الأكثر من ذلك
- كثيرا
- سر
- الطبيعة
- حاجة
- بحاجة
- هولندا
- جديد
- نيوتن
- التالي
- المعاهد الوطنية للصحة
- ملاحظة
- نووي
- عدد
- الأجسام
- of
- on
- ONE
- منها
- or
- أخرى
- خارج
- على مدى
- صفحة
- خاص
- الماضي
- مسار
- نفذ
- أداء
- فيزياء
- قطعة
- المكان
- كوكب
- أفلاطون
- الذكاء افلاطون البيانات
- أفلاطون داتا
- من فضلك
- البوينت
- بسبب، حظ
- إمكانية
- ممكن
- محتمل
- يحتمل
- وتوقع
- أعدت
- يقدم
- يمنع
- التقدّم
- واعد
- مقترح
- إثبات
- دفع
- دفع
- كمية
- ميكانيكا الكم
- تماما
- جذري
- الوصول
- عرض
- في الحقيقة
- مملكة
- الأخيرة
- مؤخرا
- نسبيا
- نسبية
- إزالة
- يزيل
- تطلب
- الباحثين
- حل
- استجابة
- مسؤول
- نتيجة
- ثورة
- حق
- s
- قول
- يقول
- حجم
- النطاقات
- علوم
- الثاني
- أسرار
- انظر تعريف
- بدا
- بدت
- يرسل
- إحساس
- طقم
- ينبغي
- حالة
- حالات
- المقاس
- صغير
- الأصغر
- So
- بعض
- ساوثامبتون
- الفضاء
- المكان والزمان
- معيار
- Star
- خطوة
- لا يزال
- صريح
- قوة
- قوي
- ناجح
- هذه
- اقترح
- أرجوحة
- جدول
- TAG
- التكنولوجية
- تجربه بالعربي
- اختبار
- اختبارات
- من
- أن
- •
- هولندا
- المملكة المتحدة
- منهم
- then
- نظري
- نظرية
- هناك.
- تشبه
- هم
- شيء
- الأشياء
- وهكذا
- الوقت
- إلى
- سويا
- نحو
- المحاصرين
- صحيح
- يحاول
- اثنان
- Uk
- مع
- فهم
- وحدة
- جامعة
- us
- استخدام
- جدا
- بواسطة
- المزيد
- تريد
- وكان
- طريق..
- طرق
- we
- ضعيف
- أضعف
- أسبوع
- وزن
- ابحث عن
- متى
- التي
- لماذا
- سوف
- مع
- للعمل
- أعمال
- العالم
- قيمة
- سوف
- حتى الآن
- زفيرنت
- التكبير