تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
قانون التكاثف
المؤلف: نقولا حداد
المصدر: فلسفة التفاحة (جاذبية نيوتن)
الجزء والصفحة: (ص62 – ص66)
2023-03-27
1051
كل فوتونة بين ست فوتونات من حولها في الجهات الست، وهي ميالة للدنو إلى كل واحدة منها، أو بتعبير الاصطلاح الجاذبي كل واحدة راغبة في استدعاء أية واحدة من اللواتي حولها إليها، ولأنهنَّ جميعًا على مسافات متساوية بينهنَّ فلا تستطيع الواحدة منهنَّ أن تختار واحدة دون الأخريات، حتى ولو كانت لهنَّ خصلة الدوران المحوري.
فإذا فرضنا أن الكون غير متناه بل هو ممتد من جميع النواحي إلى ما لا نهاية له، وهو أمر يستحيل تصوره فتكون الذرات الإيثرية أو الفوتونات في وضعها الذي تصوّرناه متوازنة فيما بينها، وليس ثمة من داعٍ أو عامل لتحريكها بعضها نحو بعض، بل تبقى كذلك إلى أبد الآبدين، أو إلى أن تطرأ عليها قوة أجنبية تحرّكها وتخلُّ توازنها هذا فتشرع في تطورها تجمعًا وتفرقا فأين القوة الأجنبية؟
وإنما نحن علمنا أن الحيز الكوني متناه أي محدود الحجم حوله فراغ نعتبره عدمًا، وليس عندنا دليل قط أنه انشقّ من كون أعظم غير متناه، وإن كان هذا لا يستحيل حدوثه إلا عند عقلنا الذي لا يستطيع تصور اللامتناهي.
فلنبق على فرضنا الأول وهو أن كوننا المادي وحيد فريد، وقد وُجِدَ منذ الأزل بحر فوتونات بشكل كروي يحيط به الفراغ المطلق أو العدم، وحينئذٍ نرى الفوتونات متوازنة فيما بينها إلا في قشرة سطحه الكروي، فهناك نرى كل فوتون منجذبًا إلى خمس فوتونات من جهات خمس دون الجهة السادسة، وأن التوازن في القشرة السطحية مختل، وإذن فوتونات القشرة تدنو إلى ما بين الخمسة بحسب قانون تعدد القوات المتسلطة على جسم واحد واختلاف جهاتها كما هو معلوم في علم الطبيعة، وحينئذٍ تصبح فوتونات الطبقة التي تحت القشرة أكثر عددًا وتقاربًا، فتجذب فريقًا من الطبقة التي تحتها، ويحدث تجمع في قشرة جديدة فتختل الموازنة في الطبقة الرابعة وتهبط إلى طبقة تحتها ويحدث تجمع آخر قد يكون أعظم من التجمع الأول أو أقل. ولا يخفى أنه إذا اختلَّ التوازن في ناحية اختل في جميع النواحي، وحينئذ يطلق العنان لحركة التقارب والتباعد في كل ناحية، ولا يمكن تصوير كيفية ذلك بانتظام، فهو في نظر العقل البشري سلسلة مصادفات لا ضابط لها، وهكذا تحدث تجمعات متوالية تتعاضد بينها قوات تقارب مختلفة، ومهما كانت الطبيعة منظّمة ومحافظة على التشاكل Symmetry فلا بد أن يزداد اختلال التوازن من كل ناحية.
وفيما نحن نتصوّر التجمع في طبقات غضضنا النظر عن اختلال التوازن في الطبقات الكروية نفسها الأمر الذي يمزّقها إلى تجمعات صغيرة، وهذا التمزق محتمل جدا، بل هو منتظر إذا كان عدد فوتونات القشرة وترًا لا شفعًا، أو وتر الوتر بحيث يستحيل أن تنقسم القشرة إلى جماعات متساوية العدد من غير فضلة، فالفضلة وحدها إما أن تكون مجموعة أصغر أو أن تنضم إلى مجموعة أخرى أكبر ، وهذا التفاوت في أحجام المجموعات واختلاف المسافات بينها يزيد في اختلال التوازن، ويُنشئ اضطرابا في بحر الحيز الكوني الفوتوني، وحينئذٍ نستطيع أن نتصور ذلك البحر الإيثري اللطيف يتحول رويدا رويدا إلى جماعات غيمية هنا وهناك بتناسب قليل، وهي ما يسمونه سُدُمًا (جمع سديم). يمكنك أن تتصوّر هذه الدرجة الأولى في نشوء الكون المادي وتصوره إذا ملأت إناءً حليبًا ثم عصرت عليه ليمونة حامضة، يكفي أن تهنَّ الإناء قليلا فترى زلال اللبن تكتل كتلا متقطعة، وإذا ساعدت حركة التكتل بأن تحرّك اللبن بملعقة لكي يتوزّع فيه حامض الليمون رأيت الكتل متوزّعة في مصل اللبن الصافي هنا وهناك، ولولا جاذبية الأرض لما كنت تراها ترسب متجمعة، بل تبقى متوزّعة في كل ناحية من المصل، وتبقى في حركتها الدورانية التي أحدثها التحرك بالملعقة إلى الأبد.
على هذا النحو نشأ التكاثف الأول في بحر الحيز الكوني وتولدت التكاثفات Condensations المتعددة التي السدم هي الأولى، وهي الدور الثاني من أدوار الكون المادي.
قانون الدوران
هذا التكاثف استلزم الحركة – حركة الانتقال في الحيز من نقطة إلى نقطة – وقد فرضنا أنها طبيعة في الفوتونات متبادلة بين بعضها والبعض على قاعدة أن الأقرب يقترب إلى الأقرب، والعدد الأكثر يستدني العدد الأقل.
فإذا فرضنا أن جميع فوتونات الطبقة السطحية تهبط إلى الطبقة التي تحتها (نعني إلى جهة المركز) وكلتاهما إلى ما تحتهما كانت النتيجة تقلُّص البحر الفوتوني وتكاثفه في كرة أصغر إلى أن يصبح أخيرًا جِرْمًا واحدًا عظيمًا كثيفًا جدا، وأكثفه في مركزه بحيث لا يستطيع العقل تصور مقدار كثافته، ولا حركة دورانية فيه بل يكون بجملته ساكنًا وأجزاؤه ساكنة بنسبة بعضها إلى بعض، ولكن المشاهد في تعدد السدم يخالف هذا الفرض الذي ترفضه طبيعة الحال وينقضه قانون التجمع والتكاثف كما رأيت، فقد رأيت أن الاختلال في التوازن بين الفوتونات يجعل حركات التجمع مختلفة الاتجاه إلى جميع الجهات؛ ولذلك تحدث عدة تكاثفات.
ولذلك إذا تصوّرنا أن حركة التقارب بين الفوتونات وبين جماعاتها المتكونة حديثا غير متجهة كلها اتجاهًا واحدًا نحو مركز الحيّز الكوني، بل بعضها متعامد وبعضها معارض على زوايا مختلفة وبعضها معاكس، فحينئذٍ نقدر أن نتصور التكاثف مبتدئًا بحركة دورانية منذ بدأ تكاثف الطبقة الخارجية الأولى. وبعدئذ نتصور كل تكاثف آخر مجاريًا للتكاثف الأول في اتجاه دورانه، وحينئذٍ نرى البحر الكوني كله دائرًا حول مركزه بسرعات مختلفة في مناطقه بعضها أسرع من بعض، وبعضها أبطأ من بعض، وإنما كلها تدور في اتجاه واحد. وإذا صح افتراضنا هذا وعزّزته الظاهرات وهو أن للفوتون حركة طبيعية أخرى؛ أي حركة الدوران المغزلي مع حركة التقارب، كان ثمة سبب آخر لتكون التكاثفات دائرة على محورها، وهو اكتساب هذا الدوران من دوران الفوتونات.
نرى شاهدًا على هذا في الجيرسكوب فإنه يدير معه الوعاء الذي هو فيه إذا لم تمنعه قوة أخرى، فإذا تصورت الفوتونات كلها تدور على محاورها في اتجاه واحد سهل عليك أن تتصور مجموعاتها متخذة هذه الحركة نفسها وفي نفس الاتجاه، فالحركة الدورانية Angular Momentum التي يكتسبها الكل من أجزائه هي سنة طبيعية منطقية، ومن هذا القانون نشأ قانون بقاء الحركة الدورانية أي دوامها Conservation of Angular Momentum وتوزعها من الكل على الأجزاء التي تفرعت منها كما هي مشروحة في متون علم الميكانيكيات، فإذا تشبع ذهنك بهذا القانون جيدًا سَهُل عليك أن تتصور دوران السدم وأجزائها كأنها موروثة من أصل واحد وهو دوران البحر الكوني منذ اختلال توازنه وبدء اضطرابه
وكلما استقل تكاثف أو سديم (كما هو مصطلح على تسميته) بنفسه ورث حركة الدوران هذه من الأصل الذي اشتُقَّ منه، وجعل يدور على نفسه بنفس الاتجاه، وإن وجدت بعض السُّدُم تتحرك أو تدور باتجاه مخالف للاتجاه العام؛ فبسبب شيء من فوضى التكاثف والاشتقاق التي أحدثها اختلال التوازن كما تقدم القول؛ لأنه في بحر عظيم كهذا مؤلف من ذرات صغيرة بالنسبة إلى عظمه وحركتها زهيدة بالنسبة إليه لا يمكن أن يشرع بتحرُّكه الدوراني كمجموع تحركا تام الانتظام والتشاكل بين أجزائه Symmetrical، فلا بد من حدوث شواذ زهيدة بين حركات أجزائه، فهذه النتيجة – أي دوران متجمعات الفوتونات – هي ما نراه في السدم الموجودة الآن، والتي نرصدها ونرى نماذجها في أدوارها المختلفة نراها جميعًا تدور على محاورها بسرعات متفاوتة من شبه السكون إلى سرعة مئات الأميال بالثانية حسب موقعها في المجموع، وبعدها عن المركز.
بدء عمل الجاذبية وقانون التكاثف
متى شرعت مادة الحيز الكوني تتكاثف على نحو ما شرحناه يشرع قانون الجاذبية يتضح لنا جذبًا فدفعًا؛ لأنه حالما يبتدئ التكاثف يبتدئ أيضًا تكون البروتونات والالكترونات، إذ لا يوجد مانع يمنعها من التكون ما دامت موادها موجودة والحركة اللازمة لها حادثة وحينئذ نرى الذريرات تتكون من الفوتونات والذرات من الذريرات والجزيئات تتألف كيماويا، ونرى بقايا باقية من ذريرات البحر الفوتوني أو ذريرات البحر الإيثري إن كانت غير فوتونية تنصدم من دوران البروتونات ودوران الالكترونات حولها.
وبالاختصار؛ نقول إن قانون الجاذبية العام جذبًا ودفعًا يشرع عمله بوضوح، وعليه فعملية التكاثف تكون خاضعة: أولاً لقوة الجاذبية، وثانيًا لسرعة الأجزاء التي يتكون منها التكاثف بحيث لا يزيد السديم المتكوّن عن حجم محدود، ولا ينقص عن حجم آخر محدود وإلا فلا يثبت أي إنه يجب أن يكون توازن بين قوة الجاذبية فيه وسرعة دوران أجزائه حول مركزه، وإلا فهو مقلقل مزعزع. ولا يخفى أن قانون بقاء قيمة الحركة الدورانية أي دوامها Conservation of Angular Momentum يقضي بأن لا تتلاشى قيمة الحركة الدورانية، بل هي ككل حركة يمكن أن تنتقل من جسم إلى آخر، أو تتوزّع إلى أجسام في الحيز حسب اتساعه، وبموجب هذا القانون كلما تقلص جرم أو سديم وصغر حيزه ازدادت سرعة دورانه؛ لأن قيمة حركته الدورانية لم تنقص بنقص حجمه، جميع حركات الدوران على الأرض متماشية على هذا القانون، والمشاهد من حركات السُّدُم والأجرام الدورانية يطابق هذا المبدأ والقانون كل المطابقة.