معلومات غريبة وعجيبة

*حجم الذرة :

الذرات متناهية الصغر وعدد أفوجادرو هو عدد ذرات الهيدروجين في جرام واحد من الغاز ، وليس غاز الهيدروجين من الأشياء التي نقابلها في حياتنا اليومية ، ولغرض التعرف على مدى صغر الذرات ، فلنفكر بدلاً من ذلك في قطعة من الكربون ، الفحم ، أو الماس ، ولأن كل ذرة كربون تزن 12 ضعف ذرة الهيدروجين ، فإن العدد نفسه من ذرات الكربون المماثل لجرام واحد من ذرات الهيدروجين يزن 12 جرام ، وعشرة جرامات تزن أكثر قليلاً من ثلث أوقيه ، أما إثنا عشر جرام فهي تزن أقل قليلاً من نصف أوقية ، وملعقة كبيرة من السكر ، أو ماسة كبيرة ، أو قطعة صغيرة من الفحم ن كلها تحتوي على عدد أفوجادرو من الذرات 6×10 أس 23 (أي العدد 6 متبوعاً بثلاثة وعشرين صفراً) ، كيف نضع هذا العدد في منضورنا ؟ أو كيف نتصوره ؟! ،

يطلق على الأعداد الكبيرة جداً عادةً ((أعداد فلكية)) ، والكثير من الأعداد الفلكية بالفعل كبيرة ، وسنحاول إيجاد عدد كبير من الفلك يمكن مقارنته بحجم الذرة ،

يعتقد الفلكيون بأن عمر الكون 15 بليون سنة تقريباً ، 15×10 أس 9 سنة ، والعدد 10 أس 23 أكبر كثيراً من 10 أس 9 ، ولنحول الآن عمر الكون إلى رقم أكبر من ذلك مستخدمين أصغر وحدات الزمن وهي الثانية ، تحتوي كل سنة على 365 يوم ، وكل يوم على 24 ساعةً ، وكل ساعة على 3600 ثانية ، وإذا قربنا الأرقام فإن كل سنة تحتوي على 32 مليون ثانية ، أي نحو 3×10 أس 7 ثانيةً ، وبذا فإن 15 بليون سنة تحتوي على 45×10 أس 16 ثانية ، وذلك بإتباع قاعدة جمع الأسس في حالة الضرب مثل 10 أس 9 و 10 أس 7  لتعطي 10 أس 16 ، ومرة أخرى بالتقريب فإن عمر الكون بالثواني هو 5×10 أس 17 ، وهذا العدد أقل كثيراً جداً من 6×10 أس 23 بمقدار 6 في الأس ، ولا يبدو ذلك سيئاً جداً عندما يكون لدينا الأس 23 للعدد 10 لنتعامل معه ، ولكن ماذا يعني ذلك ؟، فلنقسم 6×10 أس 23 على 5×10 أس 17 ، وبطرح الأسس فإننا نحصل على رقم يفوق قليلاً 1×10 أس 6 أي مليون ،

والآن تخيل كائناً خارقاً يراقب تطور كوننا منذ لحظة الإنفجار الكبير حتى وقتنا الحاضر ، وقد زود هذا الكائن بنصف أوقية من الكربون النقي ، أي مايعادل 12 جرام تقريباً ، أو أقل قليلاً من ملعقة طعام ، وبملقط فائق الصغر ، بحيث يمكنه إلتقاط ذرة واحدة من ذرات الكربون الذي معه ، فإذا بدأ الكائن منذ خلق الكون لحظة الإنفجار الكبير في إزالة ذرة واحدة من الكربون كل ثانية ليلقيها بعيداً ، فإنه يكون حتى الوقت الحاضر قد إلتقط 5×10 أس 17 ذرة ،

فما هو الجزء المتبقي ؟

بعد كل ذلك النشاط والعمل الدؤوب على مدى 15 بليون سنة منذ بداية خلق الكون حتى وقتنا الحاضر ، يكون الكائن قد أزال جزء واحد فقط من مليون جزء من ذرات الكربون التي تحتويها الحفنة القليلة في الملعقة التي في يده ،

وما تبقى من الكمية القليلة أكبر مليون مرة من الجزء الذي أستبعد !!!

فهذه فكرة مبسطة عن مدى صغر حجم الذرة !!!

*المقاييس في العوالم الصغرى والكبرى :

المقاييس على المستويين الصغري والعظمي أو العالم الجزيئي والعالم الكوني من المسافات الصغيرة إلى المسافات الكبيرة التي لا يمكن تخيلهما

القياسات الكونية :

عدد المجرات في الكون 100 بليون مجرة ، تحتوي كل مجرة منها على 200 إلى 300 بليون نجم ، بعضها أصغر من شمسنا ، وبعضها بحجمها ، والبعض أكبر منها بمئات الألوف من المرات ، وعمر الكون 14 بليون سنة ، ورغم هذه الأعداد المهولة من المجرات والنجوم فإن أغلب حجمه خلاء ، حيث يبعد القمر عن الأرض 140000 ميل ، فلو أمكننا أن نطير إليه بنفائة عادية لوصلنا إليه خلال 20 يوم ، أما للوصول إلى الشمس فتتطلب الرحلة 21 عاماً ، أما أقرب نجم لنا وهو الفا قنطورس فتحتاج الرحلة إلى مليون سنة للوصول إليه ،

في مجرتنا ما يقرب من 300 بليون نجم ولكن هذه النجوم مبعثرة عبر فجوة هائلة قطرها 100000 سنه ضوئية ، أي المسافة التي يقطعها شعاع ضوء يسير بسرعة 300000 كيلو متر في الثانية في 100 الف سنة ،

القياسات الجزيئية :

أما بالنسبة للقياسات في عالم الجزيئات فتبلغ من الصغر بما لا يتخيله العقل وتتم العمليات التفاعلية فيها بحجم صغير يقاس بأجزاء بسيطة من بلايين الأجزاء من الثانية ،

فقدرة العين البشرية على الرؤية لا تتعدى سمك شعرة الإنسان التي يبلغ عرضها 100 ميكرون ، حيث يمكن طي عشرين شعرة لتصبح بعرض رأس دبوس ، وحبة اللقاح يمكن أن يجتمع منها 10000 حبه على رأس دبوس ، أما خلية الدم البيضاء فيبلغ عرضها 12 ميكرون مما يعني إمكانية تجمع عدد 28000 كرة خلية دم بيضاء على رأس الدبوس ، أما جزيء الهيموجلوبين في الخلية البشرية فيبلغ قطره 5 نانومترات وهو سدس حجم الفيروس ، أما الذرات فحجمها من الصغر بحيث يمكن حشد 3 ذرات في نانومتر واحد بمعنى أن عدد الذرات التي يمكن أن تقطن رأس دبوس يبلغ تريليون (الف بليون) من الذرات ، ولكن ورغم هذا الحجم الصغير الذي يقارب العدم فإن حجم الذرة الذي يقاس بأقل من نانومتر واحد مكون من الفراغ مجرد حيز من الفراغ ، أما كتلة الذرة الحقيقة فهي في نواتها التي تشكل أكثر من 99.9 في المائة من كتلة الذرة ، عندما تقف فوق ميزانك سوف تقيس أساساً مجموع وزن نوى ذراتك ، لو كان يمكنك نزع أنوية ذراتك كلها من جسمك فسيهبط وزنك إلى 20 جرام أو وزن مسمار وهي وزن الإلكترونات وهي الجسيمات الأولية الأساسية التي تدور حول الأنوية في ذرات جسمك المنزوعة النواة ذات الكثافة ، الإلكترون له كتلة أقل من 1/1800 من كتلة نواة ذرة بسيطة إلا أن سحابة الإلكترونات التي تحيط بنواة الذرة هي التي تعين حرف الذرة وحجمها ، قطر نواة الذرة هو فحسب 1/100000 من قطر الذرة كاملة الذي يقل عن نانومتر واحد والذي يرسم حدوده الإلكترون بمجالات ونطاقات دورانه حول النواة ، إذا نظرنا إلى المشهد من زاوية القياسات الأكثر إثارة فسنرى أنه في حين أن النواة هي التي تصنع تقريباً كل كتلة الذرة ، إلا أن كتلة الذرة التي نقدر أهميتها لا تشغل إلا جزءاً من واحد من التريليون من حجمها ،

وهنا نعود للإستعارات المجازية للمقاسات ، إذا إعتبرنا أن نواة الذرة هي كرة سلة تقع عند مركز الأرض ، فستكون الإلكترونات كبذور الكرز وتدور هذه البذرة الإلكترون في طنين في أبعد طبقة خارجية من جو الأرض ، إلا أنه مابين كرة السلة القابعة في عمق مركز الأرض كنواة وبين بذرة الكرز التي تدور في أعلى طبقات جو الأرض كإلكترون لا يوجد سوى الفراغ ،

لا يوجد أي شيء مما في باطن الأرض أو فوقها أو في أجوائها ، فهل تخيلتم حجم الفراغ في الذرة فيما بين النواة والإلكترونات التي تدور حولها كما تدور الأرض حول الشمس .

*الزمن :

يقول روبرت جيف من معهد ((ممت)) : (فكرة الزمان فكرة أساسية في مجال أبحاثي في فيزياء الجسيمات ولكننا نتعامل فيها بأزمنة تختلف إختلافاً شاسعاً عن المفاهيم البشرية للحياة اليومية ، نحن نتعامل بأمور مثل الوقت الذي يستغرقه الضوء حتى يجتاز أحد البروتونات لزمن من جزء من تريليون من الثانية) .

يقسم الزمن إلى وحدات أصغر فأصغر فالمللي ثانية واحد من الألف من الثانية والميكرو واحد من المليون والنانو واحد من البليون والبيكو واحد من الترليون والفمتو واحد من مليون البليون من الثانية الواحدة ، وهذا هو الزمن الذي تخصص في كشف العمليات التي تحدث في أجزاءً منه عندما تتفكك وتتكون الروابط الكيميائية ، ومن رواد هذا المجال العالم العربي أحمد زويل ، الذي فاز بجائزة نوبل عن تصويره لهذه العمليات التي تحدث في جزء من واحد مليون من بليون الثانية ، وهذا الوقت لا يمكن ملاحظته وتصويره بالكميرات التي تستخدم الضوء العادي حيث جزيئات أو موجات الضوء أكبر من الجزيئات المراد مراقبتها وتصويرها ولكن يتم التصوير بكامير خاصة تستخدم شعاع ليزر مصمم لهذا الغرض وتسمى كاميرا ليزر الفيمتو ،

عند العشر من الثانية تحدث طرفة العين ، وعند جزء من المائة من الثانية يستطيع طائر الطنان أن يخفق بجناحه مرة واحدة ، أما المللي ثانية فهو الزمن الذي تستغرقة ومضة فلاش كاميرا التصوير العادية ، وعند زمن الميكرو ثانية فإن الأعصاب ترسل رسالة إلى مخك عن الألم في جزء من جسمك ، في النانو ثانية تتم العمليات في الكمبيوتر ، وفي كل ثلاثة من البيكو ثانية تتفكك الروابط التي تربط جزيئات الماء ثم تتكون ثانية ، يستغرق الإلكترون 24 أتو ثانية ليستكمل دورة واحدة حول النواة والأتو ثانية هي أقصر جزء من الزمن يستطيع العلماء قياسه ويمثل جزء من بليون بليون من الثانية .

*الزمن بعد رابع :

تتحدث النظريات العلمية عن الزمن وبأنه بعد رابع يدخل في نسيج الكون المكاني الذي يتكون من 3 أبعاد مكوناً الزمكان الذي يتكون من 3 أبعاد مكانية وبعد رابع زماني ، كما تتطرق إلى سهم إتجاه الكون ولماذا يتجه سهم الزمن من الماضي إلى الحاظر في إتجاه مطابق لتمدد الكون وموافق لسهم الزمن النفسي الذي يشعر به الإنسان ، ويعزى هذا التطابق إلى إحدى قوانين الفيزياء وهو قانون الإنتروبيا الذي ينص على تزايد الإختلال مع مرور الزمن فالكأس مثلاً ينكسر ولكنه لا يعود لحالته المثالية مرة ثانية ،

وقد تطرقت النظريات لبعض المظاهر الخيالية والتي تتعلق برجوع الزمن للخلف في حالة إنخساف الكون وهو من الإفتراضات المتوقعة لنهاية الكون حيث يفترض أن ينخسف الكون بعودته إلى نقطة إنفجاره مما يؤدي إلى أن ينتقل الزمن بعكس الإتجاه الحالي حيث نتذكر المستقبل ولا نتذكر الماضي وحيث تنعكس المضاهر في الكون مثل إعادة شريط سينمائي فينكسر الكأس قبل أن يصنع ويموت الإنسان قبل أن يولد ’ في مضاهر غريبة لم يألفها العقل البشري.

إلا أن هناك نظريات أقرب للواقع عن نهاية الكون ومنها أن الكون سينخسف ولكن ليس بالعودة إلى الخلف بل بالإستمرار في نفس الإتجاه ، وعندها فسوف يستمر سهم الزمن في نفس إتجاهه الحالي حتى تصطدم المجرات وتنصهر الذرات وتنسحق النوى وتتلاصق الجسيمات ويعود الكون إلى نقطة بحجم جسيم ذري وبحرارة وكثافة لا نهائية ، لينفجر بعد ذلك مكرراً دورة مستمرة لا نهائية من الإنفجار والإنخساف مثل ضربات القلب.

فسبحان الله العظيم القائل في محكم آياته :

((يَوْمَ نَطْوِي السَّمَاءَ كَطَيِّ السِّجِلِّ لِلْكُتُبِ كَمَا بَدَأْنَا أَوَّلَ خَلْقٍ نُعِيدُهُ وَعْدًا عَلَيْنَا إِنَّا كُنَّا فَاعِلِينَ)).

*الأكوان الموازية :

ويتطرق العلم كذلك إلى بعض النظريات التي تقول بأن هناك أبعاد أخرى للكون ولكنها صغيرة جداً بحيث لا نلاحظها ، حيث تفترض بعض النظريات بأن الكون مكون من إحدى عشر بعداً وبأن هذه الأبعاد الإضافية قد تقوست على نفسها وبأنه صغيرة الحجم ولا يمكن الإحساس بوجودها ،

كما أن هناك بعض النظريات التي تتحدث عن وجود عدد من الأكون ، وبأن كوننا هو كون وليد إنبثق من كون آخر ذو أبعاد أكثر الذي إنبثق بدوره من كون آخر أكبر.

كما تتحدث بعض النظريات عن كون الثقوب السوداء عبارة عن ممرات دودية تؤدي إلى أكوان أخرى أو يمكن السفر من خلالها عبر الزمن والعودة للماضي أو الذهاب للمستقبل أو الإنتقال إلى مسافات كبيرة في الكون لا يمكن قطعها من خلال الأبعاد الحالية المحسوسة.

*نسيج الكون ونظرية الأوتار الفائقة :

وهناك نظريات تتحدث عن كون النسيج الكوني لا ينتهي عند جسيمات أولية غاية في الصغر ، بل يتكون في حده النهائي من نسيج من الأوتار الفائقة الصغر وهي أصغر من أصغر الجسيمات الذرية وتتكون المادة من تذبذب هذه الأوتار مثلما ينتج الصوت من إهتزاز أوتار الآلات الموسيقية ، حيث تخلق الجسيمات من الطاقة أي تقريباً من العدم .

*مصير النجوم :

تتحكم كتلة النجم في مصيره عند نفاذ وقوده وقد حُددت الحدود الحرجه لكتل النجوم بواسطة طالب هندي إسمه (تشاندرا سيخار) وسميت هذه الحدود بإسمه ، حيث إكتشف العلاقة بين كتلة النجم ومصيره النهائي عند نفاد وقوده عندما كان مستقلاً الطائرة متجهاً من الهند إلى إنجلترا لدراسة علم الفلك ،

ومصير النجم يتحدد حسب كتلته التي تحدد مصيره وشكله النهائي كما يلي :

1- إذا كانت كتلة النجم دون حدود (تشاندرا سيخار) أي مثل كتلة شمسنا أو أقل قد يتوقف في النهاية عن التقلص ليستقر على شكل (قزم أبيض) ويكون ذا كثافة عالية تبلغ مئات الأطنان في الإنش الواحد ونشاهد عدداً كبيراً من هذه النجوم البيضاء وكان أحد أول ما إِكتُشِف نجم يدور حول الشعرى أسطع نجم في السماء.

2- عندما تكون كتلة النجم ضعف كتلة شمسنا فإنه يستمر في التقلص حتى يصبح حجمه أصغر بكثير من حجم (القزم الأبيض) ليصبح (نجم نيوتروني) وتحقق هذه النجوم مبدأ الإستبعاد وهو تنافر بين النيترونات والبروتونات أكثر منه بين الإلكترونات ولذلك سميت (نجوم نيوترونية) قد لا يتعدى نصف قطرها عشرة أميال أو نحوه مع كثافة عالية تعد بمئات الملايين من الأطنان في الانش الواحد وتم التنبؤ بوجودها ولم يتمكن أحد من مشاهدتها في حينه ولم تكتشف إلا بعد فترة طويلة.

3- ولكن النجوم التي تتجاوز كتلتها حدود (تشاندرا سيخار) تواجه مشكلة كبيرة عند نفاذ وقودها قد تنفجر أو تقذف بعض المادة لتخفيف كتلتها إلى مادون الحدود كي تتفادى الإنسحاق بالجاذبية ، إلا أن قلب النجم ينخسف فتكون النتيجة مذهلة حيث أن النجم يتحول إلى نقطة تسمى (الثقب الأسود) حتى آينشتاين كتب مقالا أعلن فيه أنه لا يمكن للنجوم أن تتقلص إلى الصفر وأهملت هذه الفكرة إلى ما بعد الحرب العالمية الثانية ثم ثبت صحتها.

*أحجام الكواكب والنجوم في الكون :

يبلغ قطر أكبر نجم تم إكتشافه 2800000000 (بليونين وثمان مئة مليون كيلو متر) ، ويصبح حجم الأرض مقارنة به أصغر من حجم رأس دبوس مقارنة بسلسلة جبال الألب ، ولكي تتصور حجم هذا النجم بالمقايسس الأرضية ، فإن طائرة نفاثة تطير بسرعة 900 كيلو متر في الساعة ، والتي يمكن أن تدور حول الكرة الأرضية في خلال يوم واحد ، تحتاج إلى 1100 (ألف ومائة) سنة لتدور دورة واحد حول هذا النجم .

*مادة الحياة :

جميع الكائنات الحية مكونة من الكربون ، من الفيروس الذي يقبع في المنطقة الواقعة بين الحياة واللاحياة ، فهو لا يتصف من صفات الحياة إلا بقدرته على نسخ نفسه بإستخدام الخلية الحية ، إلى الإنسان ، مروراً بجميع أنواع الحيوانات ، والحشرات ، وكذلك النباتات المتنوعة .