المغناطيس الذي تغلب على الأرض
اسمع، خليني أقولك شي ممكن يخليك تفكر في مغناطيس الثلاجة بشكل مختلف تماماً.
طيب، الحين روح امسك واحد من هذي المغناطيسات الصغيرة اللي تعلّق عليها قسائم السوبرماركت. فوقّفها فوق مشبك ورق. تحس بالقوة؟ المغناطيس يسحب المشبك وكأنه يطفيه لأعلى، يمسكه ثابت رغم إن planet أرضنا الضخمة تحاول تسحبه لتحت بكل قوتها.
والله هذا شيء عجيب إذا فكرت فيه. الأرض شيء خرافي الضخامة. نتكلم عن 6.6 سكستليون طن. ومع هذا، هذا المغناطيس الصغير يربح المعركة وكأنها لا شيء.
الفيزيائيين من زمان يحتارون في هذا الموضوع. ببساطة، الجاذبية ضعيفة بشكل لا يُصدق مقارنة بالقوى الثانية في هذا الكون. وأقصد ضعيفة بشكل مذهل — مو قريب أبد.
أرقام تخليك تحس بالدهشة
خليني أشرحلك هذا بأرقام كبيرة لدرجة إنها تكاد تكون غير قابلة للتصور.
داخل الذرة، قارن قوة جذب الإلكترون نحو البروتون عن طريق الكهرباء المغناطيسية مقابل الجاذبية. القوة المغناطيسية تربح ب factor يساوي:
واحد旁边带 39 صفر.
عشان تتصور: لو القوة المغناطيسية كانت مبنى Empire State، الجاذبية كانت بتكون... على فكرة، بالكاد electron واحد. على مقياس صغير جداً.
وهذي هي النقطة اللي ما تخلي الفيزيائيين ينامون بالليل: ما أحد يعرف ليش الجاذبية ضعيفة بهالشكل مقارنة بكل شي ثاني.
احتمال يخليك تحس بالدوخة
وهنا يبتدي الموضوع يصير أكثر إثارة.
في سنة 1998، ثلاثة فيزيائيين — نيماركانى-حامد، سافاس ديميتسوغلو، وجيا دفالى — اقترحوا شي يسمع وكأنه من فيلم خيال علمي. يمكن الجاذبية مو ضعيفة فعلياً. يمكن هي تظهر ضعيفة لأنها تتسرب لأبعاد ما نشوفها.
فكر فيها كذا. لما تشغل لمبة في غرفة صغيرة، الضوء يملاها بسرعة ويبان ساطع. بس في مستودع كبير؟ نفس الضوء ينتشر ويبان خافت لأنه عنده مساحة أكبر بكثير يملاها.
هذي الفكرة بالضبط اللي اقترحها الفيزيائيين عن الجاذبية. بينما القوى الثانية — المغناطيسية وغيرها — محبوسة في الأبعاد الثلاثة اللي نعرفها، الجاذبية يمكن عندها وصول لأبعاد أكثر. أبعاد مخفية. directions ثانية ما تقدر عيوننا ولا أدواتنا تحس فيها.
يعني الجاذبية ما هي ضعيفة — هي مخففة. تنتشر في أبعاد أكثر مما ندرك.
ليش هذا الكلام منطقي
وهنا الموضوع يصير أفضل. الحسابات actually تنطبط.
يمكن تتذكر من المدرسة إن مساحة سطح الكرة تنمو مع مربع نصف القطر. لو ضاعفت المسافة من مصدر الضوء، الضوء ينتشر على أربعة أضعاف المساحة. يصير أضعف بالضرورة.
لكن هذا لأننا نعيش في فضاء ثلاثي الأبعاد. لو كنا نعيش في عالم ثنائي الأبعاد، كنّا نحط circles بدل spheres. محيط الدائرة ينمو بنفس نسبة نصف قطرها — أبطأ بكثير من مساحة سطح الكرة.
هذا يعني إن القوى تتصرف بشكل مختلف حسب عدد الأبعاد اللي عندها تشتغل فيها. ولو الجاذبية عندها أبعاد إضافية تتسرب فيها، يصير منطقي إنها تظهر أضعف في شريحة الواقع ثلاثية الأبعاد اللي نعيش فيها.
البحث عن ثقوب سوداء صغيرة
طيب، كيف العلماء يختبرون هذي الفكرة الغريبة؟
هنا يبتدي الشي يطلع مثير. لو فيه أبعاد مخفية صغيرة، ممكن نلاقي دليل عليها في شكل ثقوب سوداء صغيرة جداً.
التفكير يسير كذا. عادةً، الثقوب السوداء تتكون لما تنهار نجوم ضخمة تحت جاذبيتها. بس لو الجاذبية تصير أقوى على مقاييس صغيرة جداً — أصغر من أي شي فكّرسنا فيه يوماً — يمكن يصير ممكن نعمل ثقوب سوداء بمادة أقل بكثير.
الفيزيائيين يبحثون activamente عن هذي الثقوب السوداء المجهرية باستخدام مصادمات الجسيمات مثل المصادم الكبير للبوسونات (LHC). لو لقوها، كان دليل قاطع إن الأبعاد الإضافية حقيقية.
وش راح يعني هذا
تخيّل للحظة إن النظرية صحيحة. يعني الحين، وأنت تقرأ هذا الكلام، جاذبية جسمك تشد أشياء في أبعاد ما تشوفها. قوة جذب كتلتك تمتد لاتجاهات غير مرئية، تنتشر أرق مما تخيلنا يوماً.
هذا تفكير غريب، أليس كذلك؟ القوة اللي تخلي رجلك على الأرض، اللي تمسك الكواكب في مداراتها، اللي تصير مصير المجرات — يمكن هي مجرد همس من حقيقتها، تتسرب إلى واقعات ما اكتشفناها بعد.
نعيش في فقاعة ثلاثية الأبعاد، بينما الطبيعة الحقيقية للجاذبية تشتغل بطريقة بالكاد نقدر نتخيلها.
ما أدري عنك، بس أنا الحين بتأكيد راح أنظر لمغناطيس الثلاجة بشكل مختلف. اللي يبدو عادي يمكن يكون تلميح لشيء عميق الغرابة عن هذا الكون اللي نسميه بيتنا.