إننا نعيش على صعيد واحد من الكون، لكن هناك المزيد
تلك الأبعاد الخفية للواقع في كل مكان
بعيدًا عبر السنين الضوئية وتحت أقدامنا وحتى بداخلك وبداخلي
إننا مخلوقون من ذرات
هناك ذرات في عينيك أكثر من مجموع النجوم في كل المجرات بالكون المعروف
وينطبق الشيء نفسه على أي جسم صلب
أكبر من طرف أصبعك قليلاً
أنا عبارة عن ثلاثة مليار مليار مليار
ذرات مرتبة بشكل معقد (تدعى (نيل ديغرون تايسون
أنت مجموعة مماثلة لكن باسم مختلف
لا نفكر عادة بأنفسنا على هذا النحو
لأن هذا المستوى من الواقع يكمن وراء نطاق حواسنا
لكننا لن ندع ذلك يوقفنا
يمكننا أن نتعمق أكثر في الأعجوبة
" الكون: رحلة الزمكان " الموسم الأول الحلقة السادسة "بعنوان: التعمق الغير منتهي"
:ترجمة Amateurs Translators Club محمد بخيت
الذرات تتسبب في أشياء مضحكة
لتفهم الماء، يجب أن تعرف ما تفعله ذراته
كل جزيء من الماء يتألف من اثنين من ذرات الهيدروجين الضئيلة
مرتبطتين بذرة أكسجين أكبر
H2O لهذا نسميه
إن لم يكن ساخنًا جدًا أو باردًا جدًا
كانت ستتمكن الجزيئات من الانزلاق والسقوط عبر بعضها البعض
لا يزال هناك بعض اللزوجة بين الجزيئات
لكن ليست كافية لتجعلهم جمادًا صلبًا
وهذا ما يجعل الشيء سائلاً
الشمس تدفئ الماء وبالمزيد من الطاقة
الجزيئات تتحرك أسرع هذه هي الحرارة
هذه الجزيئات تتحرك بسرعة كافية
لكسر الروابط الضعيفة التي تربطها بجيرانها
هذا هو التبخر
الهواء الذي نتنفسه يتكون من جزيئات النيتروجين والأكسجين
مع بخار الماء المتناثر وثاني أكسيد الكربون
والقادم هو التكثيف
قطرة الندى هي نصر مؤقت للتكثيف على التبخر
لكنه نصر كافٍ للتكثيف
إنه كون صغير بعوالمه الخاصة مخلوقات ودراما
لاستكشاف العوالم النائية لقطرة الندى هذه
سنحتاج لسفينة
:سفينة بمحركين مزدوجين العلم والخيال
هذه (متناعلة) وحيدة الخلية
واحدة لديها العديد من مهارات الصيادين والمحاربين
والتي تطوف في قطرة الندى
لكن يتم اصطيادها أيضًا
(الدايلبتس) العدو اللدود للـ(متناعلة)
المتناعلة) قد تكون محظوظة) وتقوم بضربة مباشرة
حتى لو لم يحدث ذلك
الارتداد من الوابل، سيُحدث مسافة بين (المتناعلة) ومهاجمها
ماذا يسعني أن أقول؟ هذه هي الحياة في قطرة الندى
هذا الصغير هو دب الماء إنه حيوان أصغر من رأس الدبوس
لا تقلل من شأنهم
دببة الماء تعيش على كوكبنا قبلنا بكثير
منذ حوالي 500 مليون سنة
مقابل كل واحد منا يوجد على الأقل مليار منهم
يمكنهم العيش في أي مكان على الأرض
في القمم المتجمدة لأطول الجبال وفي مراجل البراكين المندلعة
وفي أسفل المحيطات العميقة
دببة الماء قوية جدًا
يمكنهم النجاة عراة في الفراغ الفضائي
لقد نجو من أكثر خمسة عوامل انقراض شاملة على هذا الكوكب
يمكننا العفو عن زائر من عالم آخر يقول أن الأرض هي كوكب دببة الماء
إذا كنا سنصل للجزء السفلي من قطرة الندى
فمن الأفضل أن نسرع
كل ورقة وشجرة صغيرة من الطحالب
لديها مئات الآلاف من الأفواه المجهرية تسمى الثغور
النباتات تتنفس من خلالها
تستنشق ثاني أكسيد الكربون وتُخرج الأكسجين الذي نحتاجه للحياة
النباتات يمكنها النجاة بدوننا
لكننا وبقية الحيوانات لن نكون موجودين بدونهم
النباتات تستخرج الغذاء من أشعة الشمس
نحن والحيوانات لا يمكننا ذلك
لنرى كيف يفعلون ذلك يجب أن نتعمق أكثر
ونجعل أنفسنا أصغر بألف مرة للوصول لمكانهم الثمين
المكان الذي يحفظون :به الشيء الهام
الكلوروفيل
هذا هو الجزيء الذي يحول أشعة الشمس لطاقة
كل واحدة من تلك المستطيلات هي خلية نباتية
وتلك الشاحنات الخضراء الصغيرة هي مصانع للطاقة
إن تمكنا من سرقة أسرارهم التجارية سيؤدي بنا ذلك لثورة صناعية جديدة
لكن للتجسس عليهم يجب أن نتعمق أكثر
أي عالم غريب لديه سفينة الخيال التي ستحملنا لهذا الزمن؟
إنه الكون المحتوي لقطرة الندى
إننا في مهمة تجسس صناعي
إن تمكنا من معرفة الأسرار التجارية لعملية التصنيع في هذه البلاستيدات الخضراء
لنقل أن مستقبلنا كله على المحك
هذه البلاستيدات تستخدم أشعة الشمس
لكسر جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين
إنها تجمع الهيدروجين بثاني أكسيد الكربون لتكوين السكر
وتطلق الأكسجين وكأنه من النفايات
لنرى كيف يحدث ذلك يجب أن نتعمق أكثر
ونصبح أصغر
إننا نتحدث عن المستوى الذري
!أجل
خط الإنتاج هذا هو قلب المجمع الصناعي الجزيئي
على المستوى الجزيئي
الأمور تحدث بسرعة كبيرة علينا لأن نراها
لذلك سيتحتم علينا أن نبطئها حوالي مليار مرة
هذه الجزيئات الكبيرة هي ثاني أكسيد الكربون
كل واحد منهم مكون من ذرة كربون وذرتين أكسجين
عندما تضرب أشعة الشمس جزيء كلوروفيل أخضر
ينشئ ذلك حركة سلسلة من التفاعلات الكيميائية
تفكك جزيئات الماء وتحرر الإلكترونات الحيوية
وهذا كله مجرد نوبة النهار
عندما تمد أشعة الشمس المجرى القادم من الطاقة
هناك نوبة ثانية تعمل ليلاً ونهارًا
تستخدم الطاقة الشمسية المحفوظة في الاحتياطي
طاقة الإلكترونات الحرة التي تعمل
بتجميع ثاني أكسيد الكربون بالهيدروجين من الماء
والمنتج النهائي هو السكر الذي يخزن الطاقة الشمسية
البلاستيدات تجمع الطاقة الشمسية منذ ثلاثة مليارات سنة
هذه البطارية الشمسية الشبه مجهرية هي ما تغذي كل الغابات والحقول
والعوالق البحرية والحيوانات ونحن البشر
الغلاف الحيوي الذي يعمل بالطاقة الشمسية
يجمع ويعالج ست مرات أكثر قوة من حضارتنا برمتها
إننا نفهم على المستوى الكيميائي كيف يعمل التمثيل الضوئي
يمكننا إعادة العملية في المختبر لكننا لسنا بارعين كالنباتات
وهذا غير مفاجئ
باعتبار أن الطبيعة كانت تعمل على ذلك لمليارات السنين
وإننا قد بدأنا للتو
لكن لو تمكنا من معرفة الأسرار التجارية للتمثيل الضوئي
كل مصدر آخر للطاقة :نعتمد عليه حاليًا
كالفحم والنفط والغاز الطبيعي سيفوت أوانه
التمثيل الضوئي هو الطاقة النظيفة الرئيسية
إنها لا تلوث الهواء وفي الواقع خالية من انبعاثات الكربون
التمثيل الضوئي الاصطناعي على نطاق كبير بما يكفي
من الممكن أن يقلل ظاهرة الاحتباس الحراري
التي تؤدي لتغيير المناخ لاتجاه خطير
المكان يتلاشى حان وقت الخروج من هنا
كم هي خاطفة حياة قطرة الندى
إنها تتكاثف من الهواء في برد الليل فقط لتتلاشى في حرارة النهار
وماذا عن سكانها دببة الماء؟
سيكونون بخير
يمكنهم العيش بدون مياه لعدة سنوات
من الصعب التخيل، لكن النباتات غطت سطح الأرض
لمئات مليارات السنين قبل أن يطرحوا أول زهرة لهم
هذا منذ حوالي مئة مليون سنة قبل أن تنقرض الديناصورات بقليل
لابد أن عالمنا كان مظهره سيئًا نسبيًا حينها
يهيمن عليه ظلال الأخضر والبني
أجل، كان هناك أشجار عملاقة وسرخس وحياة نباتية أخرى
لكن ليس اللون البنفسجي للسوسن ولا القرمزي ولا الأحمر لورد اللانكاستر
الأوركيد كانت من أنواع الزهور الأولى التي ظهرت على الأرض وهم الأكثر تنوعًا
العالِم (داروين) كان مولعًا بشكل خاص (بالأوركيد المذنبة لـ(مدغشقر
زهرة لقاحها مخفيًا أسفل سنبلة طويلة
لا يمكن أن يكون هناك تجربة أقوى من قوتها التنبؤية
على أساس نظريته للتطور عبر الانتقاء الطبيعي
تكهن (داروين) أنه في مكان ما
(على جزيرة (مدغشقر لا بد أن يكون حشرات طائرة
بألسنة طويلة بشكل غير عادي كافية للوصول للقاح
لم يرَ أحد وحشًا كهذا هناك من قبل
لكن (داروين) أصر أنه لابد من وجود حيوان بهذا الوصف
أناس قليلون حينها صدقوه
لم يمر سوى 50 عامًا حتى أُثبت أن (داروين) على حق
في 1903، (سفنجيدا) ضخمة كانت تدعى بفراشات سفينكس
(تم اكتشافها في (مدغشقر انجذبت بعطر الأوركيد المذنبة
الفراشة شربت لقاحها بلسانها الطويل
(بالضبط كما توقع (داروين
الأمر مذهل أكثر من اكتشاف فراشات سفينكس
%عندما تعتبر أن أكثر من 90
من الغابات المطيرة في (مدغشقر) قد دُمرت (في السنوات التي تلت تنبؤ (داروين
هذا النوع من الفراشات كان من السهل أن ينقرض
مع كل الآخرين
كل واحدة منهم عبارة عن بيت شعري فريد ضمن قصيدة الحياة
التي كُتبت بواسطة ذرات دهور التطور
(رائحة زهور الـ(ليلك
إنها إحدى هذه الروائح التي تثير الذكريات
التي مرتبطة بهذه الرائحة منذ فترة طويلة
لكن كيف يحدث ذلك؟
كيف لرائحة أن تجعل فيلمًا يشتغل في عقلك؟
إنه ليس شيئًا يمكننا رؤيته
هل يمكن أن يكون موجة من الطاقة كالضوء؟
أو نوعًا ما من الجسيمات المجهرية؟
إنها في الواقع جزيء
كل رائحة نشمها، سواء أكانت تأتي من خبز محترق
أو البنزين أو زهور الليلك
إنها سحابة من الجزيئات
تلك الجزيئات لها أشكال معينة
عندما أستنشقهم
تحفز مجموعة معينة من الخلايا المستقبلة في أنفي
ثم تسافر إشارة كهربائية لعقلي
الذي يحدد هذه الرائحة بأنها الليلك
الروائح الأخرى لها جزيئات مختلفة بأشكال مختلفة
لكن عندما أشم زهرة أو دخان من نار
أو شحوم من الجير أُغمر غالبًا بالذكريات
لمَ هذا الشيء البسيط مثل رائحة زهرة
يمكن أن يذكرني بذكريات قوية؟
الأمر متعلق بتطور المخ
إحساسنا بالشم ينفتح
عندما يتم تحفيز العصب الشمي في المخ
يقع هذا العصب قريبًا جدًا من اللوزة المخية
الهيكل الذي هو جزء لا يتجزأ من تجاربنا العاطفية
(إنه أيضًا قريب جدًا من (الحصين الذي يساعدنا على تشكيل ذكرياتنا
شبكة الخلايا العصبية التي تحمل إشارة الرائحة
من أنفي إلى مخي قد تم تعديلها بدقة
على مدى مئات ملايين السنين من التطور
إنها آلية النجاة التي يمكن أن تنبهنا
من الخطر أو ترشدنا لبر الأمان
إن كان يمكنك أن ترصد حيوانًا مفترسًا
قبل أن يكون قريبًا منك كفاية ليضربك
أو الحريق الذي يمكن أن يحيط بك في الغابة
لديك فرصة أفضل للنجاة ونقل جيناتك للجيل القادم
هذه الرائحة الجميلة من حقل الزهور هذا
تحفز مزيجًا فريدًا من الإشارات العصبية
هذه التركيبة الدقيقة فقط يمكن أن تذكرني
بذكرى الليلك المخزنة بمخي
!أتساءل ماذا ينوون ربما سنعرف لاحقًا
لكن أولاً، هناك كون آخر خفي ينتظرنا
النباتات تتنفس في هدوء
تستنشق جزيئات ثاني أكسيد الكربون وتنفث جزيئات الأكسجين
وأنا أفعل العكس
على عكس ندفة الثلج أو بصمات الأصابع
الذرات أو الجزيئات من نفس النوع متطابقة تمامًا مع بعضها البعض
مع كل شهيق
نستنشق جزيئات كعدد النجوم في كل المجرات في الكون المرئي
ومع كل زفير يتعمم مع الهواء ويختلط تدريجيًا بالقارات
يصبح متوافرًا للآخرين ليتنفسوه
تنفس معي
شهيقنا حوالي 100 مليون جزيء
مر خلال رئتين الجميع الذين عاشوا من قبلنا
فكر في الأمر هذا النوع من التناسخ الذري
هو رابط آخر لأسلاف بعيدة عنا
بما فيهم الذين اكتشفوا أول مرة الأكوان الغير مرئية
هذه الأكوان حقيقة مثلي ومثلك وهم يحيطون بنا
كانت لحظة عندما تيقظنا لطريقة جديدة للتفكير والرؤية
حدثت منذ حوالي 2500 عامًا
على الجزر اليونانية التي توجد بين إمبراطوريات الشرق والغرب
تجار وسياح وبحارة اختلطوا بحرية
وتبادلوا حكايات الملوك والآلهة العظيمة
في المدن الأيونية مثل (ميليتس)، التي هي الآن (تركيا)
أهم العناصر الأساسية
من الطريقة التي نعيش بها الآن، قد ظهرت أول مرة بها
هنا للمرة الأولى إعادة تمثيل جوانب الحياة
تم تنفيذها من قبل متخصصين مع توقع لمس شيئًا عميقًا
داخل قلوب الجمهور أو جعلهم يضحكون فحسب
أجريت المسرحيات الأولى والأعمال الدرامية والكوميدية
:هنا أيضًا وُلدت فكرة جديدة جذرية الحكومة من قِبل الشعب
أول معرفة محدودة ناقصة ثم كما هي الآن الديمقراطية
وفكرة أن المواطن العادي قد يمتلك بعض الحقوق
جاءت لنا من هذا الزمان والمكان
لكن من وجهة نظري، الابتكار الأكثر جذرية من الجميع
الذي أتى لنا من هذا العالم القديم، فكرة
أن الأحداث الطبيعية لم تكن عقابًا أو ثوابًا
من الآلهة المتقلبة
يمكن تفسير طريقة عمل الطبيعة
دون استدعاء الظواهر الخارقة
أول شخص فكر في ذلك (كان رجلاً يدعى (ثاليس
عندما كان يصفق الرعد أو تهتز الأرض
لم يكن بسبب شيء فعلته جعل الآلهة الصعبة تستاء
لا، بل كان نتيجة عمليات طبيعية التي كنا قادرين على فهمها
على الرغم من عدم نجاة كل الكتب التي قيل أنه كتبها
ثاليس) حمى فكرة) :لا تزال قائمة حتى الآن
فكرة أن الكون ليس فوضويًا
وأن الكون تحكمه قوانين الطبيعة التي يمكننا أن نكتشفها في الواقع
هذه هي المغامرة الملحمية (التي بدأت في ذهن (ثاليس
(بعد قرن فقط من وفاة (ثاليس عبقري آخر قد ظهر
وهو وليس غيره كان أول من اكتشف وجود
الأكوان المخفية التي تحيط بنا
(ديمقراط) من (أبديرة) كان عالمًا فذًا
رجلاً لديه رغبة كبيرة في معرفة الكون
والتمتع
هذا هو الرجل الذي قال ذات مرة: "الحياة بدون الحفلات
ستكون مثل طريق لا "نهاية له من بدون نهاية
أتعني أن هذا كل شيء؟ هذا كل ما يوجد؟
مجرد مجموعة من الذرات في الفراغ؟
أجل فكر بالأمر
العالم لابد أنه خُلق
من جزيئات لا تُحصى غير قابلة للتجزئة في الفراغ
خلاف ذلك، لا شيء قد يتحرك أو ينمو أو ينقسم أو يتغير
بدون ذرات وفضاء خالٍ لهم للتحرك
كان سيكون العالم صلبًا وثابتًا وميتًا
لذا، لا تحزنوا يا أصدقائي
فكروا فحسب في الاحتمالات اللانهائية
التي تنشأ من الترتيبات المختلفة لتلك الذرات
في نخب الذرات الموجودة
في هذا الكأس وفي هذا الخمر
ونخب هذا الضحك الذي سببته الذرات
خلال صلصال الكأس هناك حبوب معدنية مجهرية
أنواع مختلفة من البلورات كل منها ببنية ذرية خاصة بها
الهياكل المعدنية رائعة لكن بهم ذخيرة محدودة
حبة من الكوارتز هي مجموعة من نفس ثلاث ذرات
متكررة دون اختلاف، مرارًا وتكرارًا
حتى مجموعة معدنية معقدة نسبيًا مثل التوباز
التي تتألف من عشرة أو ما يقرب من الذرات
يمكنها تكرار التركيب الذري المطابق
مرارًا وتكرارًا
لرفع الأمر لبُعد آخر
للتحرر من سجن المجموعة المتكرر بلا نهاية
أنت بحاجة لذرة يمكنها الترابط بكل الاتجاهات
مع ذرات أخرى مثلها وكذلك ذرات من أنواع مختلفة
انظر لذرة الكربون العنصر الأساسي للحياة على الأرض
لماذا؟
الكربون استثنائي لأنه يمكنه الترابط مع
ما يصل لأربع ذرات أخرى في نفس الوقت
يمكنه الترابط مع أنواع كثيرة من الذرات الأخرى
وأيضًا مع ذرات كربون أخرى
يمكنهم الالتواء في حلقات وتكوين مع بعضهم سلاسل
وبناء جزيئات أكثر تعقيدًا بكثير من أي بلورات
لا يوجد ذرة أخرى لها نفس المرونة
حتى الذرات التي لها خصائص كيميائية مماثلة
مثل السليكون
لا يمكنهم تشكيل مجموعة متنوعة مذهلة من الجزيئات
مثل الكربون
الجزيئات المبنية على الكربون التي نسميها البروتينات
جزيئات الحياة
تحتوي على مئات الآلاف من الذرات
ذرات الكربون هي أساس الجزيئات التي تجعل كل شيء حي على الأرض
بما في ذلك نحن
هذا هو الفرق بين الصخور والكائنات الحية
الحياة يمكنها خلق جزيئات هائلة بأحجام مذهلة ومعقدة
وعدم ترك الأمر للابتكار
والتطوير وحتى الحب
رويدك أيها الأب لم يلمسها قط حقًا
في الحياة اليومية في عالمنا على نطاق الذرات
الأشياء المادية لا تُلمس حقًا
كل ذرة لها نواة صغيرة في وسطها
محاطة بسحابة من الإلكترونات من خطوط القوة
وحيث تقترب الذرات من بعضها
السحب الإلكترونية للفتى تدفع السحب الإلكترونية للفتاة بعيدًا
أكثر من 99% من جوهر أي ذرة يتركز في نواتها
والنواة محاطة بسحابة إلكترون التي تولد حقل غير مرئي للقوة
وتتصرف كعامل ممتص للصدمات
تكوين سحابة الإلكترون يحدد طبيعة العنصر
في المجرى العادي للأمور هنا على الأرض
النواة لا تُلمس
لدينا إحساس باللمس
لكن في الحقيقة هذه مجرد حقول القوة الغير مرئية لدينا
تتداخل وتصد بعضها البعض
النواة صغيرة جدًا بالمقارنة مع بقية الذرة
إذا كانت ذرة في حجم هذه الكنيسة
نواتها ستكون بحجم هذه النقطة من الغبار
الذرة معظمها مساحة فارغة
لفهم طبيعة المادة يجب أن نتعمق أكثر
لمكان أصغر مئة :ألف مرة من الذرة
نواتها
الذرة الأبسط والأكثر وفرة في الكون هي الهيدروجين
نواتها تتكون من بروتون واحد مما يجعل الهيدروجين العنصر الأول
السحب التي تحيط بها
هي العوالم حيث يُسمح الإلكترون الوحيد الموجود بالتجول
ماذا يجري عندما يكون لديك نواة تتكون من بروتونيّن؟
البروتونان يتنافران
من أجل إبقائهم سويًا في النواة
نحتاج لجسيمات أخرى تسمى النيوترونات
مهمتهم هي حفظ البروتونات من عدم الخروج عن المسار
إنها تطغى على البروتونات بقوتها النووية القوية الجذابة
نواة ببروتونيّن هي العنصر الثاني
المعروف باسم الهيليوم
نواة بستة بروتونات هي العنصر السادس
وهو الكربون البنية الأساسية للحياة
نواة ذرة الذهب بها 79 بروتونًا
إنهم يجذبون 79 إلكترونًا في السحب المحيطة للنواة
الطريقة التي يتفاعل بها الضوء مع هذه الإلكترونات
هي ما تجعل للذهب بريقًا
كل بروتون إضافي في النواة
يتطلب نيوترونات كافية لربطهم ببعضهم البعض
إلى حد معين
هناك حد أقصى لعدد النيوترونات
يمكنك الضغط على النواة قبل أن تصبح غير مستقرة
أعرف مكانًا
حيث النويات لذرات مختلفة يلمسون بعضهم في الحقيقة
الشمس تبدو وكأنها جسم صلب لكنها ليست كذلك
إنها ساخنة جدًا لدرجة أن كل ذراتها دائمًا في حالتها الغازية
الروابط التي تضم الذرات
لتكوين المواد الصلبة والسائلة على الأرض
ليست قوية بما يكفي لتحمل حرارة الشمس الكبيرة
تلك التيارات المقوسة من الغازات المتوهجة
التي تُحجّم الأرض
مُرشدة بواسطة حقول قوى مغناطيسية التي تنطلق من أسفل سطح الشمس
لمَ الشمس ساخنة جدًا؟
لأن جاذبيتها الكبيرة المذهلة تضغط ذراتها معًا
طاقة الجاذبية تتحول إلى طاقة الذرات المتحركة
هذه هي الحرارة
كلما تعمقنا في الشمس كلما زاد ضغط الذرات
وكلما ارتفعت درجة الحرارة
في لُب الشمس
الذرات تتحرك بسرعة كبيرة لدرجة أنها عندما تتصادم، فإنها تلتحم
ونوياتها تتصل
الشمس هي مفاعل انشطار نووي مصنوع بواسطة جاذبيتها الخاصة
هناك توازن بين سَحب الجاذبية والغازات الساخنة الخارجة
هذا التوازن دام لمليارات السنين
موفرًا الاستقرار الذي جعل تطور الحياة على الأرض ممكنًا
في لُب الشمس انصهار الهيدروجين للهيليوم
يطلق الطاقة النووية على شكل فوتونات
جسيمات الضوء هذه تصل للسطح ببطء
حيث نراها على أنها أشعة الشمس
الهيليوم هو رماد الفرن النووي الشمسي
الشمس هي نجم متوسط الحجم
لُبها ليس إلا حمامًا دافئًا حرارته 10 مليون درجة
ساخنًا بما يكفي لدمج الهيدروجين
لكنه بارد جدًا لدمج الهيليوم
هناك نجوم كثيرة في المجرة أكثر سخونة من الشمس
لأنهم أكثر ضخامة ولديهم جاذبية أكبر
مثل هذه النجوم تصهر الهيليوم لعناصر أثقل
مثل الكربون والأكسجين
في أواخر عمرهم ينشرون بلطف هذه العناصر بالفضاء
نجوم أخرى، أكبر ضخامة تعيش سريعًا وتموت صغيرة
في انفجارات السوبرنوفا الكارثية
في مجرتنا، مثل هذه النجوم تنفجر حوالي مرة كل قرن
هذه الانفجارات أكثر سخونة بكثير من لُب الشمس
ساخنة كفاية لتحويل عناصر مثل الحديد
لعناصر أثقل بكثير وقذفهم في الفضاء
أكبر سحابة ماجلان هي مجرة مجاورة لمجرتنا درب التبانة
إنها مرئية في السماء في نصف الكرة الجنوبي
عندما ينفجر نجم متفجر سطوعه يضاهي مجرته بأكملها
لكن كل هذا الضوء ما هو إلا 1% فقط
من الطاقة المتحررة بالانفجار
بقية الطاقة تنجرف بواسطة الجزيئات الأكثر شيوعًا والأكثر غموضًا في الكون
هناك التريليونات منهم يمرون من حولك الآن
ومع ذلك تعقب واحد منهم فقط
سيقودنا لواحد من أغرب الأماكن على سطح الأرض
مطاردة النيوترينو هي أندر الرياضات
المسافة التي يجب أن يقطعها شخص لمطاردتهم مذهلة للغاية
مرحبًا بكم في تجربة كاميوكاندي
منجم (كاميوكا) باليابان للكشف عن النيوترينوات
إننا على عمق أكثر من نصف ميل تحت الأرض
:ربما تسأل "من بتمام عقله"
من شأنه أن يدفن مرصدًا" "فلكيًا تحت الأرض بهذا العمق؟
أولئك الذين يصطادون الفرائس :الأكثر مراوغة في الكون
النيوترينو
هذه المجموعة الهائلة من أجهزة الكشف عن الضوء
محاطة بـ50000 طن من الماء المقطر
إنه فخ مصمم لالتقاط النيوترينوات فقط
الجسيمات الأخرى، مثل الأشعة الكونية
معظمهم من البروتونات والإلكترونات التي تهبط علينا من الفضاء
لا يمكنهم العبور من كل تلك الصخور التي فوقنا
لكن هذا الأمر لا يشكل عقبة أمام النيوترينو
النيوترينو يمكنه العبور خلال مئة سنة ضوئية من الفولاذ
دون حتى أن تقل سرعته
النيوترينوات بالكاد تتفاعل مع الأمر
لهذا، أنت بحاجة لفعل الكثير حتى تُمسك بواحدة منها
في تلك المناسبات النادرة عندما يتصادم النيوترينو مع جسيم من مادة عادية
ينتج وميض من الضوء شبحي على شكل حلقات
إننا ننتظر جسيمات وزنها يكاد يكون صفرًا
حتى الإلكترون الضئيل لديه كتلة أكبر منها بمليون مرة
!هناك
عندما حدث انفجار نجمي في سحابة ماجلان الكبيرة في 1987
هذا ما كان يشبه بداخله حينها
الآن، تذكر، سحابة ماجلان الكبيرة تظهر في نصف الكرة الجنوبي لدينا
لذلك النيوترينوات لم تعبر خلال نصف ميل من الصخور فوقنا
كان عليهم المرور خلال آلاف الأميال
من الصخور والحديد تحتنا للوصول لهذا الكاشف
لكن أروع شيء كان أن تلك النيوترينوات
صدمت الأرض قبل ثلاث ساعات من ظهور ضوء الانفجار النجمي
إن كان لا شيء يمكنه السفر أسرع من الضوء
كيف يكون ذلك ممكنًا؟
هذا نجم ميت يتحرك
ربما يبدو عاديًا لكن بداخله
هناك شيء كارثي يحدث
هذا النجم الأزرق العملاق قد بدأ بالفعل بالانفجار من الداخل
مثلما تفر الفئران من سفينة تغرق، النيوترينوات
تُنتج في لُب النجم المتفجر وتتسابق بسرعة تقارب سرعة الضوء
وتخرج من النجم خلال بضع ثوانٍ فقط
لكن موجة الغاز المتفجر تسير ببطء من لُب النجم
في 1/10.000 من سرعة الضوء
حتى تصل أخيرًا لسطح النجم ويحدث الانفجار النجمي لعام 1987
استغرق الانفجار ساعات
ليصل لسطح النجم وينفجر كليًا
ويفصح عن نفسه لنا
كان للنيوترينوات سبق كبير
لهذا وميض ضوء الانفجار وصل للأرض
بعد وقت كبير من حمام النيوترينوات
قبل أن يصطاد أحد النيوترينوات كانت موجودة في ذهن الفيزياء النظرية
(تمامًا كما عرف (شارلز داروين
أنه لابد من وجود مخلوق له أنف طويلة
(يحلق في مكان ما في (مدغشقر
فيزيائي في القرن العشرين (يدعى (فولفغانغ باولي
كان يسعى جاهدًا لجسيم
لينقذ واحدة من أركان الفيزياء الحديثة
قانون الحفاظ على الطاقة
لمَ لم أتراجع إذن؟
لأن قوانين العلم تختلف جذريًا عن مساعي الإنسان الأخرى
من أجل أن تصبح الفكرة قانونًا علميًا
يجب أن تكون غير قابلة للتغيير
لهذا كنت على استعداد للمراهنة بهذا الوجه
على قوانين حفظ الطاقة
الآن، إن حاولت ذلك في المنزل
احرص على عدم إعطاء كرة البندول دفعة
هذا إضافة للطاقة
وبالتأكيد ستعود الكرة وتقوم ببعض الأضرار
يجب أن تتركها فحسب، هكذا
بترك الكرة أنت تعطيها طاقة الجاذبية
وهو من المحتمل أن تنخفض وتسرع
الكرة ستكون بأقصى سرعتها عندما تكون أسفل قوس تحركها
في هذه اللحظة تحول الكرة كل طاقتها من الجاذبية لطاقة الحركة
بينما تتأرجح، الكرة تتبادل باستمرار
واحدة من هذين النوعين من الطاقة مع الأخرى
لكن إجمالي الطاقة لا يزال ثابتًا
هذا مثال لقانون حفظ الطاقة
بمجرد تحرير الكرة
لا يمكنها الحصول على طاقة أعلى من الطاقة التي بدأت بها
محال أن تطير وتكسر أنفي
حسابات الطاقة دائمًا متوازنة بدقة
ليس هناك شيء كالغش
في القرن العشرين
عندما حسب علماء الفيزياء لأول مرة طاقة الذرات بدقة
اندهشوا من اكتشاف انتهاكًا واضحًا لهذا القانون
اكتشفوا أن بعض الذرات المشعة نواتها يمكنها إخراج الإلكترون تلقائيًا
هذا يحول الذرة لعناصر مختلفة
لقد كان الفيزيائيون مندهشين
طاقة الإلكترون الهارب بالإضافة للعنصر الجديد
تشكل طاقة أقل من طاقة النواة الأصلية
لكن القانون يقول
أنت ليس عليك تدمير" "أو خلق طاقة
أين ذهبت الطاقة المفقودة إذن؟
في عام 1930 فولفغانغ باولي) تنبأ)
أنه لابد من وجود جسيمات غير مُكتشفة
تسرق الطاقة المفقودة
في ذلك الوقت، (باولي) حزن
لأن مثل هذه الجسيمات قد تكون صغيرة جدًا
وسريعة ومراوغة ولن يتم اكتشافها أبدًا
ومع ذلك، كان هناك فشل في تخيله
لأن العلم يبحث دائمًا عن وسيلة للتعمق أكثر
بعد جيل
نيوترينوات (باولي) تم اكتشافها لأول مرة
في إشعاع مفاعل نووي
وإننا نعثر عليهم منذ حينها بصعوبة
هناك علماء اليوم
يحاولون إيجاد وسيلة لترويض تلك النيوترينوات
بالعودة لبداية الزمن
لقد ذهبنا بقدر ما ذهبوا للتوصل لجدار الأبدية
جدار الأبدية ليس شيئًا جديدًا
أجدادنا واجهوه
تقريبًا بمجرد تخيله لأول مرة
قبل مليون يوم في القرن الـ13 قبل الميلاد
المصريون بنوا هذا (المعبد في (أبو سمبل
لتكريم ذكرى الفرعون رمسيس الثاني مُبين هنا في أربعة تماثيل ضخمة
يوجد حتى أعلى هذا الملك العظيم
(رأس الصقر (رع حوراختي إله الشمس عند الفراعنة
لقد صُمم المعبد ليدخل ضوء الشمس المشرقة الحرم بالمعبد يومين فقط في السنة
عند دخول الأشعة المعبد تقوم بتلميع تماثيل الآلهة
بضوئها الذهبي
قبل دخول الحرم
حتى حينها، يبقى إله واحد في الظل
بتاح)، إله الخلق عند الفراعنة)
كما لو أن أصل الكون يجب أن يكون مخبئًا للأبد
اشعر بأشعة الشمس على وجهك، الطاقة التي تُدفئك
بدأت رحلتها منذ حوالي 10 مليون سنة
في لُب الشمس
على عكس النيوترينوات
الفوتونات احتاجت
كل هذا الوقت لشق طريقها من لُب الشمس للسطح
لماذا؟
لأنهم كانوا يصطدمون مليارات المرات في الثانية
مع ذرات الشمس، كل تصادم يرسلهم في اتجاه عشوائي
لكن بمجرد أن يصلوا أخيرًا للسطح يكونون أحرارًا للاندفاع دون توقف بسرعة الضوء
في مجرد ثماني دقائق و20 ثانية من الشمس إليك
أشعة عمرها 10 مليون سنة على وجهك
ماذا كان يجري عندما غادر هذا الضوء لُب الشمس؟
التقويم الكوني يضغط
التاريخ الكامل للـ 13.8 مليار سنة للكون في سنة واحدة فقط
كل شهر يمثل حوالي مليار سنة كل يوم يمثل حوالي 40 مليون سنة
الكون عتيق جدًا، لدرجة أن في التقويم الكوني
منذ 10 مليون سنة تعود بنا نفس المدة
للساعة السادسة مساءً لآخر مساء من اليوم الأخير في هذه السنة
ماذا عنا؟
البشر لم يتطوروا بعد
منذ 10 مليون سنة أسلافنا كانوا قرودًا
يتأرجحون على أشجار أفريقيا
بالنسبة لنا، عشرة ملايين سنة، يبدو كوقت طويل جدًا
لكنها فقط فترة ما بعد الظهيرة على الجدول الزمني للكون
الشمس بدأت بصهر الهيدروجين منذ 4500 مليون سنة
31أغسطس على التقويم الفلكي
مجرتنا درب التبانة عمرها حوالي 10 مليون سنة
المجرات الأولى تشكلت قبل حوالي بضعة مليارات سنة
وشيء ما يمنعني من الرجوع بالزمن أكثر
ما هذه؟
إنها طبيعة الضوء والوقت
لأن الضوء يسافر بسرعة متناهية
لنراقب الفضاء يجب أن نعود للوقت المناسب
لذلك، كلما رأينا أبعد كلما كان الضوء أقدم
هذه بقدر ما هي عودة في تاريخ الكون
كما نرى مع الضوء
إنها صورة الكون في بدايته
عندما كان عمره فقط 380,000سنة
هذه 15 دقيقة في أول يوم في يناير
في التقويم الكوني
إن نظرنا بقدر ما يمكننا أن نرى في أي اتجاه
باستخدام التلسكوبات الفضائية
هذا ما نراه
التوهج المتبقي من الانفجار العظيم
تخيل أن كل المادة والطاقة من الكون المرئي
كانت تتركز في شيء ليس أكبر من هذه
هذا هو حجم الكون
عندما كان عمره 1/تريليون تريليون تريليون من الثانية
كل المادة والطاقة للمئة مليار مجرة
المنتشرة الآن عبر مليارات السنين الضوئية
كانت محتجزة ذات مرة في شيء بحجم الكرة الزجاجية
هل يمكنك أن تتخيل كم يجب أن تكون هذه الكرة مغلقة بإحكام؟
سميكة جدًا لأن لا يتحرك من خلالها أي ضوء
لكن لا يوجد عائق لأمثال النيوترينوات
الانفجار الأعظم لابد أنه أنتج أرقامًا هائلة من النيوترينوات
التي طارت دون عوائق خلال هذا الزحام الذي لا يمكن تصوره
الشيء الذي جعلهم تقريبًا مستحيل اكتشافهم
هو ما سمح للنيوترينوات للإبحار خلال الستارة
التي تخفي بداية الزمن
أين هم الآن؟
إنهم هنا وهناك
في كل مكان في جميع أنحاء الكون
النيوترينوات هي مخلوقات بداخلك
من كرة زجاجية، للكون
هذا هو الطريق الذي وضعنا (عليه (ثاليس) و(ديمقراط
قبل حوالي 2500 سنة
طريق من البحث لا نهاية له
مطاردة قاسية ومنتظمة لعوالم جديدة
وتعمق دائم لفهم الطبيعة
من منكم سيكمل المسيرة ويأخذ بيدنا لنكمل الطريق؟
||:تمت الترجمة بواسطة|| Amateurs Translators Club محمد بخيت لطلبات واستفسارات الأفلام الوثائقية https://www.facebook.com/atcsubs