لماذا الرقم 137 هو أحد أعظم الألغاز في الفيزياء
لقد حير ثابت البنية الدقيقة العلماء منذ القرن التاسع عشر
قد يحمل الرقم 1/137 أدلة على النظرية الموحدة الكبرى
يتم توحيد النسبية والكهرومغناطيسية وميكانيكا الكم من خلال العدد
هل يمتلك الكون من حولنا بنية أساسية يمكن رؤيتها من خلال أرقام خاصة؟
اشتهر الفيزيائي اللامع ريتشارد فاينمان (1918-1988) بذلك ، قائلاً إن هناك عددًا يجب على جميع علماء الفيزياء النظرية ذوي القيمة "القلق بشأنه". أطلق عليه "أحد أعظم ألغاز الفيزياء اللعينة: رقم سحري يأتي إلينا دون أن يفهمه الإنسان"
هذا الرقم السحري ، المسمى بثابت البنية الدقيقة ، هو ثابت أساسي بقيمة تساوي 1/137 تقريبًا. أو 1 / 137.03599913 ، على وجه الدقة. يشار إليه بالحرف اليوناني
alpha - α.
ما يميز ألفا هو أنه يعتبر أفضل مثال على رقم خالص ، رقم لا يحتاج إلى وحدات. إنه يجمع في الواقع ثلاثة من الثوابت الأساسية للطبيعة - سرعة الضوء ، والشحنة الكهربائية التي يحملها إلكترون واحد ، وثابت بلانك ، كما أوضح الفيزيائي وعالم الأحياء الفلكية بول ديفيز لمجلة كوزموس. إن الظهور عند تقاطع مجالات الفيزياء الرئيسية مثل النسبية والكهرومغناطيسية وميكانيكا الكم هو ما يعطي 1/137 جاذبيتها
يعتقد الفيزيائي لورانس إيفز ، الأستاذ في جامعة نوتنغهام ، أن الرقم 137 سيكون هو الرقم الذي ترسله إلى الفضائيين للإشارة إلى أن لدينا قدرًا من السيادة على كوكبنا ونفهم ميكانيكا الكم. سيعرف الفضائيون الرقم أيضًا ، خاصةً إذا طوروا علومًا متقدمة
شغل هذا العدد أيضًا علماء الفيزياء العظماء الآخرين ، بما في ذلك الحائز على جائزة نوبل وولفجانج باولي (1900-1958) الذي كان مهووسًا بها طوال حياته
"عندما أموت ، سيكون سؤالي الأول للشيطان هو ما معنى ثابت البنية الدقيقة؟" مازح باولي
أشار باولي أيضًا إلى ثابت البنية الدقيقة خلال محاضرة نوبل التي ألقاها في 13 ديسمبر 1946 في ستوكهولم ، قائلاً إن النظرية ضرورية لتحديد قيمة الثابت وبالتالي "تشرح التركيب الذري للكهرباء ، والذي يعد صفة أساسية لكل الذرات. مصادر المجالات الكهربائية التي تحدث بالفعل في الطبيعة
أحد استخدامات هذا الرقم الغريب هو قياس تفاعل الجسيمات المشحونة مثل الإلكترونات مع المجالات الكهرومغناطيسية. يحدد ألفا مدى السرعة التي يمكن للذرة المثارة أن تصدر بها فوتونًا. كما أنه يؤثر على تفاصيل الضوء المنبعث من الذرات. تمكن العلماء من ملاحظة نمط من تغيرات الضوء القادمة من الذرات تسمى "البنية الدقيقة" (مع إعطاء الثابت اسمه). شوهد هذا "الهيكل الدقيق" في ضوء الشمس والضوء القادم من النجوم الأخرى
الأرقام الثابتة في المواقف الأخرى تجعل الفيزيائيين يتساءلون لماذا. لماذا تصر الطبيعة على هذا الرقم؟ ظهرت في العديد من الحسابات في الفيزياء منذ ثمانينيات القرن التاسع عشر ، مما حفز العديد من المحاولات للتوصل إلى نظرية موحدة كبرى من شأنها أن تدمج الثابت منذ ذلك الحين. حتى الآن لم يترسخ أي تفسير واحد. قدمت الأبحاث الحديثة أيضًا إمكانية أن الثابت قد زاد بالفعل خلال الستة مليارات سنة الماضية ، على الرغم من أنه طفيف
إذا كنت ترغب في معرفة الرياضيات وراء ثابت البنية الدقيقة بشكل أكثر تحديدًا ، فإن الطريقة التي تصل بها إلى ألفا هي عن طريق وضع الثوابت الثلاثة
h و c و e معًا في المعادلة
اترك تعليقا:
