الفيزياء والرياضيات

المجرات، النجوم، الكواكب، الأقمار، الشُهب، النيازك، الكائنات الحية، وكُلُ شيء في هذا الكون يتكون من وحدات مُتناهية الصِغَر تُعرَف بالذرات. تلك الذرات هي التي تُعْزَى إليها خواص المادة الكيميائية والفيزيائية، ويرجع أصل كلمة ذرة إلى كلمة ‏”أتوموس” في اللغة الإغريقية، والتي تعني غير القابل للإنقسام؛ إذ كان يُعتَقَد أنه ليس هناك ما هو أصغر من الذرة. (وهل يوُجد ماهو أصغر من الذرة؟)* وقد قدَّم فلاسفة الإغريق من القرن الخامس قبل الميلاد أولى الإفتراضات بخصوص الذرة، فمثلًا افترض “ديموقريطس” أن لكُل ذرة شكل مُحدَّد كالحصوات الصغيرة، وهذا الشكل هو ما يحكُم خواص تلك الذرة، وجاء ارسطو الذي استنكر فكرة ديموقريطس عن ……اقرأ المزيد

هل بالفعل استحق الفيزيائي الراحل ستيفن هوكينغ جائزة نوبل لإسهاماته في مجال الفيزياء؟ وإذا كانت نظريةٌ ما تبدو أنيقة رياضياً وتفسيرية، فهل يعفينا ذلك من إجراء تجارب للتحقق من صحتها كما هو حاصل في بعض نظريات الفيزياء الحديثة؟ وكيف يمكننا أن نفرق ونضع ترسيم واضح بين العلم الحقيقي والعلم الزائف؟ كل هذا وأكثر تجدونه في هذا المقال الشيق. من أشهر الفيزيائيين المعاصرين، الفيزيائي النظري الذي وافته المنية قبل وقت قصير ستيفن هوكينج. والذي جعلنا دوماً نتساءل لماذا لم يتم منحه جائزة نوبل؟  ترتبط الإجابة على هذا السؤال بثلاثة أعمدة اساسية في العلم. أقيمت في أوائل القرن السابع عشر، والتي كانت ……اقرأ المزيد

المشكلة الأولى: الجمع بين النسبية العامة والنظرية الكمية في نظرية واحدة يمكنها القول بأنها نظرية كاملة عن الطبيعة (يطلق على ذلك مشكلة الجاذبية الكمية) يمكننا أن نقسم العالم إلى مملكتين، المملكة الذرية حيث تهيمن ميكانيكا الكم، وحيث يمكننا عادةً تجاهل الجاذبية[1]. المملكة الأخرى هي التي تخص الجاذبية وعلم الكون، وحيث يمكننا غالبًا تجاهل الظواهر الكمية فيها. لكن هذا لا يمكن أن يكون سوى حل مؤقت ومرحلي. يعتبر تجاوزه أول مشكلة كبيرة يتم حلها في الفيزياء النظرية. للنسبية العامة مشكلة مع اللانهائيات، لأنه داخل أي ثقب أسود تصبح كثافة المادة وقوة مجال الجاذبية لا نهائيان بسرعة. عند النقطة التي تصبح فيها ……اقرأ المزيد

لطالما كانت فكرة التخفي فكرة مستحيلة طيلة التاريخ البشري. كانت هذه الفكرة  جزءاً من العديد من قصص الأفلام الشهيرة  كعباءة هاري بوتر (harry potter) و حقل الاخفاء في  (star trek)  و سلسلة سيد الخواتم وغيرهم الكثير، كما كانت جزء من ميثولوجيا العالم القديم.  ومع تطور العلم، خاصة الفيزياء و علم البصريات اصبحت امكانية جعل الاشياء لا مرئية مجرد مسألة وقت لا غير. بدءاً من أعمال الإغريق مروراً بإبن الهيثم ووصولاً إلى نيوتن وماكسويل وانتهاءاً بعصرنا الحالي و اكتشاف ما يعرف بالمواد الخارقة (metamaterials)، اصبح التفكير بالتخفي ممكنا. في القرن التاسع عشر قام ماكسويل بحساب سرعة الموجات الكهرو مغناطيسية ليصل لنتيجة ……اقرأ المزيد

الطاقة المُظلمة (Dark energy) بالرغم من أن الجاذبية تَشُد الأجسام لبعضها البعض وتُسبب إنحناء فى نسيج الزمكان إلا أن الكون يظل طبقا للمُشاهدات الكونية فى توّسُع مُتزايد ولهذا السبب افترض العُلماء وجود طاقة خفية تُسبب هذا التوسع وأسموها الطاقة المُظلمة أو الداكنة. وأكثر النماذج قبولاً لتفسير الطاقة الداكنة بالنسبة للعلماء أنها تُعتَبر ثابت كوني، وهى خاصية مُتأصلة فى الفضاء نفسه حيث تملك الطاقة الداكنة في هذا النموذج ضغطاً بقيمة سالبة، مما يُسبب التضخم الكوني المُتسارع، إذ أن هذا التوسع يخلق فضاءاً جديداً ومعه أيضاً طاقة مُظلمة أكثر وهكذا. العلماء يعرفون الآن أن أكثر من 70 % من محتوى الكون كله ……اقرأ المزيد

لنجيب على هذا التساؤل يجب ان نناقش اولاً ظاهرة غريبة فى عالم الكوانتم وتسمى بالسببية الرجعية (Retrocausality) حيث وجد العلماء أنهم قد يستطيعون أن يغيروا في حَدَثٍ حَصَل فعلاً في الماضي. ببساطة وكأن الجسيم دون الذري يعرف ماذا سوف يحدث فى المستقبل وطبقا لما سوف يحدث فإنه سوف يُغيرُ من سلوكه هذا طبقا لتجربة اسمها الخيار المتأخر الماحي الكمي (Delayed choice quantum eraser) وهي تجربة مشابهة جداً لتجربة الشق المزدوج (double slit) وتعرف أيضاً بتجربة شقي يونغ.   فى تجربة الشق المزدوج المعروفة حيث يقوم مدفع إلكتروني بإطلاق الكترون من خلال حاجز به فتحتان، وعند وضع الراصد (هو جهاز يستطيع ……اقرأ المزيد

نحن ندرس الرياضيات لكننا لا نفهم ما هي تطبيقاتها في الحياة. سنتكلم في هذا المقال عن تطبيقات ساحرة ومهمة جداً وغير معروفة تحويلات فورييه التي يجدها الكثير من الطلبة أمراً مملاً لا صلة له بالواقع. سلاسل فورييه هي عملية رياضية تستخدم لتحويل الدوال الرياضية من مجال الزمن إلى مجال التردد ماذا يعنى ذلك ؟؟ معناه ببساطة ان الترددات دائما تقاس بدوال   sin/cosوهذه الدوال مهمة جدا فى مجال الترددات والاشارات والموجات لانها تحدد لنا شكل تردد الاشارة بوضوح. وهي مفيدة لتحليل الإشارات ومعرفة الترددات التي تتضمنها، كما أن لها تطبيقاً في حل المعادلات التفاضلية. واسم العملية مشتق من اسم العالم الفرنسي ……اقرأ المزيد