دراسات وأبحاث

لماذا يُعد الرقم 137 واحدًا من أكبر الألغاز في علم الفيزياء؟

|| Midline-news || – الوسط …

رقم حير العلماء وأساتذة الفيزياء من عشرات السنوات، ولم يفلح حتى حائزو جائزة نوبل في كشف غموضه، ورغم ذلك فهو جزء أساسي من عمليات فيزيائية في حياتنا اليومية، إنه الرقم 137. وفي تقرير بموقع «بيج ثينك» يسرد بول راتنر بعض الحقائق والألغاز حول هذا الرقم.

ويبدأ راتنر تقريره بسؤال عما إذا كان لعالمنا بنية أساسية يمكن رؤيتها من خلال الأرقام الخاصة، ليجيب قائلًا إن هكذا اعتقد الفيزيائي العبقري ريتشارد فاينمان (1918-1988) عندما قال إن هناك رقمًا ينبغي على جميع الفيزيائيين النظريين الكبار «القلق بشأنه».

واصفًا ذلك الرقم بأنه «واحد من أكثر الألغاز غموضًا في الفيزياء: رقم سحري أمامنا ولا يفهمه أحد».

 ظهوره في تقاطعات مهمة

ويشير التقرير إلى أن الرقم السحري، ويُسمى ثابت البنية الدقيقة، هو ثابت أساسي، تُساوي قيمته تقريبًا 1/137 أو 1/137.03599913 بالضبط. ويُشار إليه بالرمز اليوناني ألفا «α».

وينقل عن عالم الفيزياء والبيولوجيا الفلكية بول دافيس قوله لمجلة كوزموس الأسترالية إن ما يميز ألفا أنه يعد أفضل مثال على العدد الخالص، وهو العدد الذي لا يحتاج إلى وحدات، وهو يجمع في الحقيقة بين ثلاثة من ثوابت الطبيعة الأساسية؛ سرعة الضوء والشحنة الكهربية التي يحملها إلكترون واحد وثابت بلانك.

وما يُضفي على الرقم 1/137 جاذبيته هو ظهوره في تقاطعات مهمة من مجالات الفيزياء؛ مثل النسبية والكهرومغناطيسية وميكانيكا الكم.

ويرى لورانس إيفس، أستاذ الفيزياء في جامعة نوتنجهام، مثلما أورد التقرير، أن الرقم 137 هو الرقم الذي سنشير به إلى الكائنات الفضائية لإيضاح أن لدى كوكبنا قدرًا من التفوق وفهمًا لميكانيكا الكم. وسيعرف الفضائيون الرقم أيضًا، خاصة إذا كانوا قد وصلوا إلى العلوم المتقدمة.

أول سؤال للشيطان سيكون عن رقم 137!

وبحسب التقرير فقد شغل الرقم نفسه عددًا آخر من علماء الفيزياء الكبار، منهم فولفجانج باولي (1900-1958) الحائز على جائزة نوبل، الذي أصابه هوس بالرقم طيلة حياته. ويُذكر لباولي قوله مازحًا «عندما أموت سيكون أول سؤال أوجهه للشيطان هو: ما الذي يعنيه ثابت البنية الدقيقة؟».

أثناء محاضرة نوبل التي ألقاها في 13 ديسمبر (كانون الأول) عام 1946 في ستوكهولم، أشار باولي إلى ثابت البنية الدقيقة، قائلًا إنه ينبغي أن تكون هناك نظرية تحدد قيمة ذلك الثابت ومن ثم «تشرح الهيكل الذري للكهرباء، وهي السمة الأساسية لجميع المصادر الذرية للمجالات الكهربائية التي توجد في الطبيعة».

ومن بين استخدامات هذا الرقم العجيب، وفقًا للتقرير، قياس تفاعل الجزيئات المشحونة مثل الإلكترونات مع المجالات الكهرومغناطيسية. ويستطيع ألفا تحديد سرعة الذرة المُثارة في إطلاق الفوتونات. ويؤثر كذلك على تفاصيل الضوء المنبعث من الذرات.

وقد تمكن العلماء أيضًا من ملاحظة وجود نمطٍ من التحولات في الضوء الآتي من الذرات يُدعى «البنية الدقيقة» (سبب إطلاق هذا الاسم على الثابت). وقد لوحظ وجود هذه «البنية الدقيقة» في ضوء الشمس والأضواء الآتية من النجوم الأخرى.

لم يصمد أي تفسير

وأشار التقرير إلى أن هذا الثابت يظهر في حالاتٍ أخرى، ما يجعل علماء الفيزياء يتساءلون عن السبب الذي يجعل الطبيعة تُصر على هذا الرقم. وقد ظهر هذا الرقم في حساباتٍ فيزيائية متعددة منذ ثمانينات القرن التاسع عشر، ما استحث المحاولات من أجل الوصول إلى النظرية الموحدة العظمى، التي تضمنت الثابت وقتها.

وحتى هذه اللحظة لم يصمد أي تفسير بشأن هذا الرقم. ثم طرحت الأبحاث الجديدة أيضًا احتمال أن يكون الثابت قد ازداد على مر الستة مليارات سنة الماضية، حتى وإن كانت الزيادة طفيفة.

إذا أردت معرفة الحسابات الكامنة وراء ثابت البنية الدقيقة بشكلٍ أكثر دقة، فالطريقة التي تصل بها إلى ألفا هي وضع الثوابت الثلاثة h وc وe  سويًا في العملية الحسابية التالية:

ولأن الوحدات c وh وe تلغي بعضها، يتبقى الرقم «الخالص» 137.03599913. ولأسبابٍ تاريخية، مثلما يقول دافيس، يجري استخدام معكوس المعادلة 2πe2/hc = 1/137.03599913. وفي حال كنت تتساءل عن قيمة الكسر بالضبط فهي: 0.007297351

المصدر :مترجم – وكالات

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق