"الأكوان الموازية والأكوان المتعددة" : [2] المستوى اﻷول - First Level Parallel Universe

تكلمة للمقال اﻷول اللي كان مقدمة للأكوان والعوالم الموازية .. اللي كتبته هنا المقال ده هيكون عن المستوى اﻷول من اﻷكوان الموازية وده أبسط وأقرب طريقة ممكن نتخيلها للأكوان الموازية

الحكاية دي معتمدة على فرضين مهمين جدا :

1- الكون ممتد للمالانهاية أو على اﻷقل نظريا

2- في الكون اللانهائي ده كل ترتيب جسيمات ممكن يتشكل داخل Hubble Sphere ممكن يتكرر في واحدة تانية جنبة
* لو Hubble Sphere جديدة عليك شوف المقالة دي على السريع قبل م تكمل

ايه بقى اللي بيحصل؟

تخيل اننا عندنا جنيهين " 2 جنيه " هيبقى لهم 4 أشكال ( إما الاتنين ملك - الاتنين كتابة - 1 ملك و2 كتابة -  2 ملك و 1 كتابة )

لو حطينا جنبهم كمان 2 جنيه .. فيه احتمال يكونوا نفس الشكل واحتمال ﻷ
تخيل لو جبنا 1000 جنية وقسمناهم كل 2 جنيه مع بعض .. أكيد هنلاقي تشابهات كتير جدا في اﻷشكال بين كل زوج والتانية

كبر المثال ده جدا على الكون
دلوقتي احنا عندنا الحتة بتاعتنا من الكون - اللي هي Hubble Sphere - وفيها الذرات مرتبة بالشكل اللي بنشوفه من مجرات ونجوم وكواكب وغيره

تخيل اننا جبنا عدد كبيير جدا جدا من الـ Huble Spheres وحطيناه جنب بعضه .. ساعتها هتكون فيه احتماليه ان واحدة منهم تكون مطابقة للي احنا عايشين فيها
ودها معناه انه لو الكون لانهائي فعلا أكيد في مكان ما بعيد بشكل مبالغ فيه جدا هنلاقي نفس الترتيب اللي موجود عندنا وبالتالي مجرة زي مجرتنا بالظبط فينا نجم زي نجمنا بالظبط وكوكب زي كوكبنا بالظبط

باﻷرقام بقى الحاجات دي ايه ؟

Hubble Sphere واللي هي تعتبر أبعد حاجة ممكن نشوفها حوالي 42 مليار سنة ضوئية ( 4*10^24 متر )

وبعد دي فيه شكل تاني من ترتيب الذرات وبنعتبره كون موازي تاني بس مش زي الكون بتاعنا
وهكذا لغاية م نلاقي واحدة شبهنا بالظبط .. ودي هتكون على بعد ( 10^10^118 متر ) يعني واحد وقدامه 1180 صفر وبعدها هتلاقي أول كون موازي لنا فيه نفس ترتيب الذرات في كوننا

صورة ملخصة كل حاجة كده عشان نفهم الحاجات الملخطة دي :D

الصورة من مقال في مجلة  Scientific American

بس لحظة قبل م نخلص .. حتة ان الكون لا نهائي دي مش مبلوعة شوية .. لكن احنا دلوقتي عندنا نظرية التضخم الكوني " Cosmic Inflation " بتدعم الحكاية دي بشكل كبير وبما انها أنجح نظرية حتى اﻵن فسرت بداية الكون ف نتائجها والحاجات اللي بتترتب عليها المفروض ناخدها في الحسبان على انها حاجة مهمة وبالأخص فكرة الـ Eternal Inflation واللي فيها فيه طول الوقت أكوان بتولد وأكوان تندمج وأكون تندثر مع مرور الزمن ف ده يبقابل فضاء لا نهائي مبدئيا

إنتظروا المستوى الثاني في مقال قادم إن شاء الله ~

وكالعادة .. نرحب بالاستفسارات واﻷسئلة والتعليقات

Observable Universe VS Hubble Sphere : الفرق بين الكون المنظور وكرة هابل

مبدئيا بعتذر عن " كرة هابل " دي بس هي ملهاش حاجة غير كده :D

هي إيه الحكاية ؟

الكون اللي احنا عايشين فيه له حدود .. ممكن الحدود دي تكون حدود رؤيتنا وممكن تكون حدود فعليه بس منقدرش نأكد بشكل قاطع وبتجربة مباشرة على حكاية ان الكون ممتد إلى مالانهاية وبالتالي عندنا التعريفين دول لتحديد حدود الكون

اﻷول الكون المنظور :

ده الجزء من الكون اللي نقدر نشوفه
بس ده معناه إن فيه حاجات موجودة منقدرش نشوفها ؟

الإجابة بالتأكيد هي نعم .. فيه أماكن منقدرش نشوفها
ليه بقى ؟

وفقا لمشاهدات ادوين هابل وكل المشاهدات بعد كده لغاية م بقت حقيقة علمية .. الكون بيتمدد
والغريب في الموضوع انه بيتمدد بسرعة كبيرة جدا كل م نبعد عن مجرتنا سرعة ابتعاد المجرات بتزيد وده معناه انها هتفضل تزيد لغاية م توصل لمنطقة عندها المجرات بتبتعد عننا بسرعة الضوء وده معناه إن الضوء اللي هيطلع منها مش هنشوفه

المنطقة دي محيطة بينا من كل الإتجاهات وعاملة شكل كرة .. ودي هي حدود الكون المنظور
الحتة من الكون اللي نقدر نشوفها

ايه بقى حكاية البتاعة التانية دي ؟َ " Hubble Sphere "

المناطق اللي بيتسع عندها الكون بسرعة الضوء مش مستحيل نشوفها
ممكن نشوفها عادي بس بعد م الضوء ياخد وقت كبير عشان يتخطاها ويوصلنا هنا .. ممكن بعد فترة كبيرة

وده لان فيه اختلاف بين المعدل اللي بتتغير بيه حد هابل عن المقدار اللي بيتسع بيه الكون وده لان المعدل اللي الكون بيتسع بيه بيزيد مع الزمن وده بيخلي معدل اتساع كرة هابل أقل من المعدل اللي الكون بيتسع بيه

صورة توضيحية بتوضح الطريقة اللي بتتقلص بيها كرة هابل مقارنة باتساع الكون

فيديو كويس جدا بيشرح الفرق للي يحب :

Parallel Universers & Multiverse - "الأكوان الموازية والأكوان المتعددة" : [1] مقدمة

كتيربنسمع كلمة عالم موازي , أكوان موازية , عوالم أخرى والناس بتوع الكوميكس ماشاء الله بقوا بيلزقوها ف كل حاجة
بس ايه الكلام العلمي ورا الحكاية دي ؟ أو ايه هو مفهوم الـ أكوان المتعدد أو الموازية عن الناس بتوع الفيزيا !

الموضوع كبير شويتين وله أكتر من مستوى وأكتر من سبب وأكتر من شكل هنختصرهم في 4 مستويات بناءا على قربهم من عقولنا

قبل م نبدأ خلونا الأول نفرق بين حاجتين مهمتين .. الأكوان الموازية والأكوان المتعددة .. فيه فرق كبير بينهم

الأكوان المتعددة: هي فكرة ان فيه كون تاني وتالت ورابع بعيدين عننا مكانيا وزمنيا قد تتوافق قوانين الفيزيا وثوابت العالم والظواهر المألوفة فيهم وقد تختلف كل كون منهم مستقل بذاته كصورة توضيحية ممكن نعتبرها اللي في بداية المقال

الأكوان الموازية: هي أكتر من مسار موجودين في نفس الكون وده تخيل أو نتيجة من نتايج ميكانيكا الكم في المقام الأول هو بعيد عننا ادراكيا بمعنى انه ممكن يحصل في نفس المكان والوقت اللي بيحصل فيه حاجات تانية مختلفة تماما بس ادراكنا أو دماغنا بيختار حاجة واحدة بس يفهمها ويسمعها ويشوفها
مثلا: حضرتك حاليا في موقف المفروض تختار فيه بين انك تكمل قراءة وبين انك تقفل وتشوف حاجة تانية الطبيعي انك لو اخترت حاجة من دول التانية متحصلش .. بس وفقا لقوانين وعالم الكم الخيارين بيحصلوا بس كل واحد منهم بيكون في عالم موازي مختلف لكن دماغنا بيعيش في عالم واحد بس منهم وفقا للإحتمالية الأكبر في كل شكل من أشكال الكون دي

زي كده القصة المشهورة جدا لقطة شرودنجر .. هي حية وميتة في نفس الوقت لكن لما تفتح عليها الصندوق عقلك بيكون اختار مسار واحد يكمل إدراكه فيه !

المرة الجاية ان شاء الله هنتكلم عن المستوى الأول ^_^

Parsec - pc

الـ pc أو الـ  Parsec .. هي أكبر وحدة لقياس المسافات على غير المتعارف عليه عند المعظم انها السنة الضوئية

 هي ايه الـ pc دي ؟

الأول التسمية :

دي اختصار لـ parsec

الكلمة نفسها جاية من تعريف الوحدة دي وهي parallax of one arc-second

ف اتاخدت par و sec واتحطوا مع بعض وبقى ده الاسم

قيمتها :

3.0856776 * 10^16 متر

حوالي 3.26 سنة ضوئية

هي جت كده ازاي ؟

لو عملنا مثلث قائم فيه ضلع طولة 1 au .. أو 1 وحدة فلكية " الوحدة الفلكية هي المسافة بين الارض والشمس .. تقريبا 149.6 مليون كيلو متر "

ويقابله زاوية قياسها 1 ثانية 

هيكون ضلع المثلث التاني هو قيمة الـ parsec اللي بنتكلم عنها

ليه بقى ؟

دي حاجة من تعريف الوحدة نفسها .. لانها عبارة عن المسافة بين الارض وبين جسم ما تكون زاوية الـ parallax * الخاصة به 1 ثانية .. ومن هنا جه المثلث اللي حسبنا بيه مقدار الوحدة

* Parallax : هي اختلاف الموضع الظاهري نتيجة اختلاف الزاوية اللي ببص على الجسم منها

من الاخر كده .. قرب صباعك خالص في نص عينيك وبص بعين واحدة .. مرة اليمين ومرة الشمال .. وركز في اللي هيبان ويكأنه ورا صباعك .. كل مرة هتشوف خلفية مختلفة كأن مكانه تغير ! .. هو ده بقى

صورة بتوضح الكلام ده والمثلث هو اللي بين النقط بالـ 3 ألون المختلفة

Image Credit : wikipedia

النسبية الخاصة 1

كلنا بنسمع عن آينشتاين وعن النسبية بس ناس تقول انها حاجة معقدة وناس تقول يا عم د آينشتاين سيبك من الكلام ده وكده كده معادلات وحاجات كده ف مش هفهم وكده ~

هنحاول مع بعض نخلي الموضوع سهل وبسيط كل فترة كده كلمتين عن حاجة في النسبية من البداية

الأول ... هي الحكاية بدأت من ايه بالظبط ؟!
الموضوع من أيام جاليليو .. جاليليو قال مبدأ بسيط وجامد جدا في نفس الوقت " مبدأ النسبية "
قال انه مفيش أي تجربه مهما كانت تقدر تعملها وتقيس بيها السرعة المطلقة لأي جسم وان نتائج التجربة دي مش معتمدة على سرعته " اللي بيعمل التجربة يعني " بالنسبة للناس التانين اللي مش داخلين معانا في التجربة

يعني .. لو أنا " أ " قررت اني أقيس سرعة واحد تاني " ب " ف القياس بتاعي ده معتمد بس على السرعة النسبية بيني وبين " ب " وملهاش علاقة خالص بسرعة واحد تاني وليكن " جـ "
بالتالي القياس هنا هو الفرق بيني وبين " ب " فقط
إذا: القياس اللي أنا قسته هو نسبي لاني لو بتحرك بسرعة معينة هتأثر على قياسي ده .. حتى لو أنا واقف ف الارض يتتحرك حول محورها لآ وبتتحرك كمان حوالين الشمس ! لآ وكمان الشمس ذات نفسها بتتحرك حوالين مركز المجرة ! ومركز المجرة نفسه بكامل نجوم المجرة بيتحرك ف الحركة متسلسلة ومقدرش ألاقي مكان في الكون كله أقول عليه انه ساكن سكون مطلق
انما أقدر أقول هو ساكن بالنسبة لـ كذا

وده كان أول مبدأ قامت عليه النظرية النسبية

المبدأ التاني كان من نتائج معادلات ماكسويل وهي ان الضوء سرعته ثابتة مهما كان الملاحظ أو مهما تحركت معاه أو ضده بأي سرعة كانت .. لو اتنططت هتشوف الضوء بيتحرك بسرعة الضوء دايما مهما كان مكانك أو حركتك
ايه ده !! .. يعني مفيش مسافة وزمن وكده !
لآ مفيش
ولأول مرة في التاريخ تظهر سرعة مفيش فيها مسافة ولا زمن .. كانت المعادلات دي صدمة ومفاجأة كبيرة جدا .. حتى لما تفكر في الموضوع .. فعلا الموضوع مرعب لاننا فاهمين ان السرعة هي تغير في المسافة في وقت معين !
أنا انتقلت من " أ " إلى " ب " في وقت كذا
يجي الحاج ماكسويل ويقولك لآ .. الضوء مبيفهمش كده .. الضوء ملوش دعوة لا بمسافات ولا بزمن هو معتمد بس على الوسط اللي هيمشي فيه !!
وعملوا تجارب بالعبيط بقى عشان يثبتوا الكلام ده وكانت النتيجة نجاح في كل مرة مهما حاولوا
ومن أشهر التجارب تجربة ميكسلون ومورلي هنتكلم عنها المرة الجاية ان شاء الله

كده تكلمنا عن البداية وعن الاساس .. مبدأين
1: مبدأ النسبية لجاليلو
2: ثبات سرعة الضوء

An Illustrated Guide to Relativity

لأي حد نفسه يبدأ في النسبية الخاصة .. كتاب بسيط ورائع جدا والشرح فيه من البداية بطريقة سهلة

Download

اقصر مسافة بين نقطتين ؟!

تعودنا دايما اننا نقول ان اقصر مسافة بين نقطتين هي الخط المستقيم !
لكن هل الكلام ده صح ؟

لو عاملنا العبارة دي تعامل مجرد .. اه الكلام ده صح
طب لو عاملناه في الحقيقة ؟! .. لآ الكلام ده مش صح

ليه بقى ؟!!

وفقا للنسبية العامة لآينشتاين .. اي جسم له كتلة لو حطيناه في الفضاء " Spacetime " - سموه كده لان الفراغ نفسه متعلق بالوقت ومفيش بينهم انفصال وفقا للنسبية الخاصة - هيعمل curve فيه
حجم التشوه ده أو المنحنى هيكون بناءا على كتلة الجسم .. في الحقيقة نقدر نقول الكثافة عشان الدقة

الحكاية دي بيكون شكلها كده بالضبط ..

الصور دايما أقرب للعقل :D

وهو ده سبب الجاذبية في المقام الأول ... ممممم نشوف فيديو !

وبتعميم الفكرة .. كل حاجة حوالينا موجودة ف الـ spacetime ده .. لانه عبارة عن حاوية كبييييييرة جدا فيها الكون كله
لدرجة ان الضوء نفسه لازم يمشي جواه واحنا كبشر أو كواكب أو أدوات أو أي حاجة ... موجودة جواه
بمعنى انه لو كان منحني كل حاجة في حياتنا هتكون واخدة نفس شكل الانحناء ده
فمعنى كده اننا لو كنا فاكرين ان الضوء بيمشي في خطوط مستقيمة يبقى الكلام ده غلط ؟!!
أيوه بالظبط كده .. الضوء بيمشي ف الـ spacetime مش في خطوط مستقيمة
لآ وكمان أثبتوها بالتجربة انهم لاحظوا تأثير الشمس في الـ spacetime ده عن طريق متابعة نجم موجود ورا الشمس في وقت الكسوف ولو الشمس بتعمل كده بجد هنقدر نشوفه
وفعلا عملوها وطلع الكلام صح ... زي م ف الصورة كده

كده اثبتنا ان الكلام ده صح وهو اللي بيعمل الجاذبية وبيسبب انحناء الضوء وكل حاجة موجودة فيه .. ومنها المسطرة اللي هقيس بيها المسافة !

تعالوا نشوف الصورة دي كده ~

معنى كده اني لو معايا مسطرة وبقيس مسافة هقيس الخط الأزرق .. اللي هو نازل وطالع ومنحني أصلا وهتكون المسطرة نفسها واخدة الشكل ده معايا وكل حاجة حواليا واخدة نفس الشكل ف مش هحس بيه

لكن في الواقع فيه خط تاني اقصر بكتير جدا من الموضوع ده وهو الخط الأحمر
ف بالتالي هو ده الخط المستقيم المجرد او المطلق مش الخط المستقيم اللي بنقيسه .. لاننا بنقيش الأزرق لكن في الواقع هو المفروض الأحمر هو الأقصر .. معنى كده ان قياسنا اللي بنقول عليه مستقيم .. لو شفناه بشكل مطلق مش هنلاقيه مستقيم !

وبالتالي اقصر مسافة بين نقطتين .. هي الخط المستقيم اللي من غير تشوه في الـ Spacetime :D

Exoplanets !

كل يوم بنشوف ان الناس اكتشفت كوكب جديد خارج المجموعة الشمسية بيكون بيننا وبينه كام ألف سنة ضوئية السؤال هنا بيعرفوا ازاي ؟! خاصة ان الموضوع صعب جدا تقدر تتخيلها على انك واقف قدام عربية ومشغل نور ولاعة وبعدين نور العربية اتفتح !
لكن الاجابة بسيطة:
فيه أكتر من طريقة للحكاية دي

الطريقة الأولى:
المفروض ان الكوكب ده بيلف حوالين نجم وأي جسمين بيلفوا حوالين بعض الاتنين بيتحركوا .. حركة الكوكب عارفينها لكن النجم نفسه بيتحرك في شكل تقريبا دائري حوالين مركز الكتلة الخاص بالجسمين
ف من حركة النجم دي بيعرفوا ان كان فيه كواكب حواليه ولا لأ ويقدروا يعرفوا الكتلة بالنسبة لكتلة النجم عن طريق حجم المسار اللي بيتحرك فيه النجم
بيسموا الحركة دي : Reflex motion
فيه Simulation ظريف بيوضح الحكاية دي هنا ~
http://phet.colorado.edu/sims/my-solar-system/my-solar-system_en.html

الطريقة التانية:
اننا نكون محظوظين والنظام النجمي اللي بنتابعه يكون على مستوى يسمح لنا اننا نشوف الكوكب وهو بيعدي من قدام النجم " زي م كان حصل مع الزهرة كده ف 2012 كان قلل نسبة اضاءة الشمس بحوالي 1 من 100 الف جزء " .. الموضوع بيكون صعب شوية لكن مش مستحيل

الطريقة التالتة:
من تأثير الجاذبية بان اي حاجة لها كتلة بتعمل Distortion ف الـ Space Time ف بالتالي لو فيه كوكب ووراه نجم الضوء اللي جاي من النجم هيحصله الظاهرة اللي بيسموها Gravitational Lensing لما تكون على نطاق كبير انما ف حالة الكواكب بيكون التأثير صغير عشان كده بيسموها Gravitational Micro-Lensing
فكرة بسيطة جدا مع شوية صور للظاهرة على نطاق المجرات هنا ~
http://physics-4-all.blogspot.com/2014/08/gravitational-lens.html

الطريقة الرابعة:
التصوير المباشر العادي للنجم وجنبه الكوكب .. لكن هنا بيكون الموضوع اصعب من كل اللي فات لاننا بنقارن مصدر الضوء نفسه مع حاجة بتتعكس جزء بسيط منه ممكن يدخل هنا شوية Quantum عشان يفصلوا الضوء اللي جاي من الاتنين وحاجات من كده

^_^

COSMOS : Carl Sagan

كتاب أكتر من رائع للعبقري [ Carl Sagan ]

[ Download ]

Gravitational Lensing

في كل الصور اللي فوق دي هنلاقي حاجة مشتركة .. انه لو فيه نقطة ضوء كبيرة وساطعة شوية " مجرة أو مجموعة مجرات - Cluster - " بيكون الضوء حواليها في شكل دائري
اسم الظاهرة : " Gravitational Lens "
اللي بيحصل ان الضوء الساطع ده مجرة ولها كتله كبيرة .. الكتلة الكبيرة دي بتتسبب في ان الضوء اللي جاي من مجرات بعدها بيحصله اللي موجود في الصورة ده .. وبتكون على شكل كرة رغم ان المجرة ممكن تكون على هيئة " Disk " بسبب وجود المادة المظلمة " Dark Matter " على هيئة كرة وسموها بالاسم ده لان تأثير كتلتها موجود لكن التلكسوبات متقدرش ترصدها أو تتعامل معها