تسجيل الدخول

تسجيل

ما يحدث في السماء أكثر مما يحدث على الأرض

المؤلف:  جيمس بيني

المصدر:  الفيزياء الفلكية مقدمة قصرية جدا

الجزء والصفحة:  ص12

2026-06-28

62

بدأت قصتُنا مع نيوتن الذي جعل القمر جزءًا من الأرض بإخضاعه لقوانين الديناميكا العادية. في ثلاثينيات القرن العشرين، أعاد الفلكي السويسري الغريب الأطوار فريتس زفيكي التركيز على السماء إلى حدٍّ ما بقوله إنه «إذا كان شيءٌ ما يمكن حدوثه، فسيحدث». أي إن «أي شيء» يمكن حدوثه وفقًا لقوانين الفيزياء سيحدث في مكانٍ ما في الكون، وبالأدوات الصحيحة وبقليل من الحظ يمكننا أن «نرى» حدوثه. يشير مبدأ زفيكي إلى أنه من المثمر التفكير بجدية في مسألة ما إذا كانت الأجسام الغريبة والأحداث الغريبة ممكنة من حيث المبدأ. إذا كانت معرفتك بالفيزياء جيدة، فستتمكن من حساب الكيفية التي ستبدو عليها الظواهر المرصودة لهذه الأجسام أو الأحداث، وربما حتى يمكنك تقدير مدى تكرارها. ثم يمكنك تشجيع الراصدين على البحث عن هذه الأحداث.

المثال الكلاسيكي لهذا النهج هو تحديد النجوم القزمة البيضاء. في عام 1930، قام سبرامنين شاندراسيخار برحلة طويلة من بومباي إلى ساوثهامبتون للعمل في جامعة كامبريدج. خلال الرحلة، تساءل عن كيفية تأثير ميكانيكا الكم الجديدة والمثيرة للجدل حينها في النجوم. وأثبت أن نجمًا، مثل الشمس، عندما ينفَد وقوده، سيبرد وينكمش إلى حجمٍ صغير للغاية — ستتقلَّص الشمس في ذلك الوقت إلى حجم الأرض — وأن الضغط الذي يحافظ على هذا الجِرم الثقيل للغاية من الانهيار تحت قوة الجاذبية الشديدة هو تجسيدٌ واضح لمبادئ ميكانيكا الكم؛ فعلى الرغم من أن النجم سيكون باردًا، فإن إلكتروناته ستتحرك بسرعة تقارب سرعة الضوء؛ لأن عدم تحركها بهذه السرعة سيجعل أقلَّها طاقةً يخرق مبدأ عدم اليقين لهايزنبرج، الذي يتطلب أن يكون للإلكترون ذي الموقع المُحدَّد إلى حدٍّ كبير زخمٌ غير مؤكَّد للغاية. علاوةً على ذلك، يمنع مبدأ استبعاد باولي شغل إلكترونَين للحالة الكَمِّية نفسها؛ لذا يتعين على معظم الإلكترونات شغل حالات طاقة عالية؛ لأن الحالات التي تتجنب التعارض مع مبدأ هايزنبرج مشغولة بالكامل.

عندما وصل شاندراسيخار إلى كامبريدج متحمسًا لنظريته الرائعة، شعر بصدمةٍ كبيرة عندما رفضَتها الشخصية البارزة في علم الفيزياء الفلكية، البريطاني السير آرثر إدنجتون، معتبرًا إياها هُراءً. لم يقبل إدنجتون مبدأ زفيكي، ولم يقبل أن فيزياء الكم، تلك النظرية الغامضة التي وُضعَت لشرح (إلى حدٍّ ما ولكن بطريقةٍ غير مُتقَنة) سلوك الذرات، تنطبق على النجوم بأكملها. لكن شاندراسيخار كان على حق، وهناك عددٌ كبير من هذه النجوم الباردة الفائقة الكثافة بالقرب من الشمس، التي تُحافظ على استقرارها بفضل تأثيرٍ فيزيائي يعتمد بالكامل على ميكانيكا الكم.