مصطلحات فيزيائية وفلكية من الجيد أن تعرفها (الجزء الثاني)

مصطلحات فيزيائية
1

سبق وأن قدمنا في الجزء الأول من هذا المقال تعريفًا لعددٍ من المصطلحات والمفاهيم الفلكية والفيزيائية، ونتابع ذلك علّنا نوفق بتقديم فكرةٍ شاملة قدر الإمكان عن هذه التعاريف:

الوصول السريع الى المصطلحات:

مصطلحات فيزيائية مهمة

الطاقة المظلمة Dark Energy

هي شكلٌ غير مرئي وافتراضي من أشكال الطاقة، جاذبيتها دافعة وتتخلل كل الفضاء، ومن المحتمل أن تفسر عمليات الرصد الأخيرة المتعلقة بمظهر الكون الآخذ بالاتساع بمعدلٍ متسارع. وفي بعض نماذج علم الكونيات، تشكل الطاقة المظلمة 74% من إجمالي طاقة الكون. وتبقى طبييعتها الدقيقة لغزًا غامضًا، رغم أنّ الثابت الكوني الذي افترضه أينشتاين يُعد حاليًّا مرشحًّا واعدًا.

مصطلحات فيزيائية - الطاقة المظلمة في الكون

المادة المظلمة Dark Matter

هي مادة لا تصدر أي ضوء ولا تتآثر بالقوى الكهرومغناطيسية، لكن وجودها يُستدل عليه من تأثيراتها الجذبوية على المادة المرئية. ومن المتوقع أن تمثل المادة المظلمة من 6 إلى 7 أضعاف المادة الاعتيادية المتوهجة في الكون، وتبقى كذلك طبيعتها مجهولة.

فك الترابط Decoherence

هي العملية التي تفقد خلالها الأجسام والأنظمة الكمومية بعضًا من خواصها الكمومية غير الاعتيادية، كالتراكب أو القدرة على الظهور في عدة أمكنة في آنٍ واحد، وذلك عند تفاعل هذه الأنظمة أو الأجسام مع محيطها. وعندما يُفك ترابط جسيم ما، تنهار دالته الموجية، ويختفي أي تراكب كمومي ويستقر في حالته المرصودة في ظل الفيزياء الكلاسيكية.

مصطلحات فيزيائية - فك الترابط
الكثافة Density

هي كتلة المادة مقسمة على حجمها، وهي مقياسٌ لمدى تراص مكونات المادة أو تبعثرها، فللهواء على سبيل المثال كثافةٌ منخفضة، أمّا الحديد فكثافته مرتفعة. وبنص قانون بويل على أنّ كثافة المادة تزداد بزيادة الضغط المطبق عليها أو بانخفاض درجة حرارتها.

الأبعاد Dimensions

هي الاتجاهات المستقلة في الزمكان. وما نعرفه هو الأبعاد الثلاثة في الفراغ (الطول والعرض والارتفاع، أو شرق- غرب، شمال- جنوب أو أعلى-أسفل)، ولا نعرف سوى اتجاهًا واحدًا للزمن هو الماضي والمستقبل، لكن نظرية الأوتار الفائقة تنص على وجود كون بعشرة أبعاد.

الحمض النووي الريبي منقوص الأوكسجين DNA

يتألف جزيء DNA من سلسلتي نكليوتيدات طويلتين ملتفتين حول بعضهما البعض، أمّا العمود الفقري لهذه السلاسل فيتألف من مجموعات من السكر والفوسفات تتصل ببعضها بروابط إستيرية وتكون البنية على هيئة حلزونية ملتفة. ويُعد جزيئ الDNA مسؤولًا عن الصفات الوراثية على المدى الطويل، ويحدد تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات. وتنتظم جزيئات ال DNA في بنى تُدعى الصبغيات chromosomes، كما تضم التعليمات الوراثية المستخدمة في تطور ووظائف جميع الكائنات الحية والفيروسات. صاغ كلًّا من جيمس واتسون وفرانسيس كريك أول نموذجٍ دقيق لبنية ال DNA عام 1953.

تنتقل المعلومات الوراثية من الDNA إلى نواة الخلية بواسطة جزيئات ال RNA، وهي الحمض النووي الريبي الناقل (الرسول)، ويهيمن على بعض العمليات الحيوية في الخلية. ويُعد كلٌّ من ال DNA وRNA وحدات بناء الحياة الأساسية.

مصطلحات فيزيائية - دي ان اي DNA و RNA
الشحنة الكهربائية Electric Charge

خاصية من خصائص الجسيمات المجهرية، وقد تكون الشحنة موجبة كالبروتون أو سالبة كالإلكترون. تتنافر الجسيمات متمائلة الشحنة مع بعضها البعض، بينماتتجاذب الجسيمات مختلفة الشحنة. ويُدعى حقل القوة المجاور للشحنة الكهربائية بالحقل الكهربائي، أما جريان الجسيمات المشحونة عبر ناقل فيدعى التيار الكهربائي.

الحقل الكهربائي Electric Field

حقل القوة المحيطة بشحنة كهربائية (كما أنّ الحقل المغناطيسي هو حقل القوة الذي يحيط بالمغناطيس). يؤلف الحقلان الكهربائي والمغناطيسي سويًّا الحقل الكهرومغناطيسي الذي يشكل أساس الضوء وغيره من الأمواج الكهرومغناطيسية، وأي تغير في أحد الحقلين سيحرض تغيرات في الحقل الآخر، كما هو موضح في معادلة جيمس كلارك ماكسويل.

القوة الكهرومغناطيسية أو الكهرومغناطيسية 

هي القوة التي يطبقها الحقل الكهرومغناطيسي على الجسيمات المشحونة كهربائيًا. وهي واحدةٌ من القوى الأساسية الأربع في الفيزياء (إلى جانب الجاذبية والقوى النووية القوية والضعيفة)، القوة المسؤولة عن معظم القوى التي نختبرها في حياتنا اليومية. وتعد القوى الكهرومغناطيسية العاملة بين البروتونات والإلكترونات المشحونة كهربائيًا داخل الذرات وبين الذرات مسؤولةً بشكلٍ أساسي عن تجميع مكونات المادة النظامية مع بعضها البعض.

وعلى الرغم من أنها تفوق قوة الجاذبية بـ 10 مرفوعة للأس 42 مرة، لكنها قوةٌ أقل هيمنة على نطاقات أكبر لأن التفاعلات الجذبوية والتنافرية تميل لتلغي بعضها البعض. وكالجاذبية، تخضع القوة الكهرومغناطيسية لقانون تربيع عكسي، وتتناسب قوتها عكسًا مع مربع المسافة بين الجسيمات. يتوسط هذه القوة أو تعمل بواسطة تبادل الفوتونات بين الجسيمات. وتعد القوى الساكنة الكهربائية إحدى مجالات القوى الكهرومغناطيسية، وهي تنشأ حين يكون جسيمان مشحونان كهربائيًّا بحالةٍ ساكنة.

الأشعة الكهرومغناطيسية أو الأمواج الكهرومغناطيسية

تتألف الموجة التي تنتقل عبر الفضاء بسرعة الضوء من حقلٍ كهربائي يكبر ويخبو بشكلٍ دوري وبالتناوب مع حقلٍ مغناطيسي بدوره هو الآخر يكبر ويخبو. تحمل الموجات الكهرومغناطيسية طاقةً وزخمًا يمكن لهما الانتقال حين تفاعلها مع المادة.
ولزيادة التردد، يحتوي الطيف الكهرطيسي موجات راديوية وموجات ميكروية وموجات عالية التردد وأشعة تحت حمراء وضوءًا مرئيًّا وأشعة فوق بنفسجية وأشعة سينية وأشعة غاما.

مصطلحات فيزيائية - الأشعة الكهرومغناطيسية

الإلكترون Electron

جسيم دون ذري سالب الشحنة. وهو جسيم ابتدائي غير قابل للتجزئة عادةً ما يوجد دائرًا حول نواةٍ ذرية. ويكون الإلكترون في الذرة (الذي يوجد بنفس تعداد بروتونات نواة الذرة وبالتالي تكون الذرة بالمجمل متعادلة كهربائيًّا) مقيدًّا ليشغل مواضع مدارية منفصلة ومحددة أو قواقع حول النواة. وتلعب التفاعلات بين إلكترونات الذرات المختلفة دورًا أساسيًّا في تشكيل الروابط الكيميائية وظواهر مثل الكهربية والمغناطيسية والموصلية الحرارية. ويعود الفضل باكتشاف الإلكترونات إلى الفيزيائي البريطاني تومسون عام 1897.

مصطلحات فيزيائية - ذرة اليورانيوم
العنصر Element

هو مادة لا يمكن أن تتجزأ بالوسائل الكيميائية. إنها مادة كيميائية نقية مؤلفة من الذرات التي لها العدد الذري نفسه (عدد البروتونات نفسه في نواتها). وهناك 92 عنصرًا توجد بشكلٍ طبيعي على الأرض، وكل المواد الكيميائية مؤلفة من هذه العناصر (رغم اكتشاف 25 عنصرًا إضافيًّا كمنتجات جانبية للتفاعلات النووية). وتكون العناصر ذات العدد الذري 83 أو أكبر غير مستقرة أصلًا، وتعاني تحللًا إشعاعيًّا. وعادةً ما تُشاهد قائمة العناصر الكيميائية فيما يُعرف بالجدول الدوري وفقًا لترتيب أعدادها الذرية.

مصطلحات فيزيائية - الجدول الدوري
الجسيمات الأساسية (العنصرية) Elementary Particle: هو جسيم لايمكن تجزئته (أي أنّه ليس مؤلفًا من جسيمات أصغر) ولذا فهو أحد وحدات البناء الأساسية للكون وتتألف منه الجسيمات الأخرى. إنّ كلًّا من الكواركات والإلكترونات والنيوترينوات والفوتونات والميونات والغلونات (إلى جانب جسيماتها المضادة) هي جسيمات أساسية، أما البروتونات والنترونات والمؤلفة من الكواركات، فهي ليست جسيمات أساسية.

مصطلحات فيزيائية - أنواع الجسيمات الأساسية
الطاقة Energy

تُعرف أحيانًا بأنها القدرة على القيام بعمل أو إحداث تغيير، لكن تعريفها صعب عمومًا. ووفقًا لقانون حفظ الطاقة، لا يمكن خلق أو إفناء الطاقة لكن يمكن تغييرها إلى أشكال مختلفة، منها الطاقة الحركية والكامنة والحرارية والثقالية والصوتية والضوئية والمرنة والكهرومغناطيسية. والوحدة القياسية العلمية لقياس الطاقة هي الجول.

التشابك Entanglement

ظاهرة في النظرية الكمومية ووفقًا لها تكون الجسيمات التي تتفاعل مع بعضها البعض معتمدةً على بعضها البعض في حالاتها الكمومية وخصائصها، إلى الحد الذي تفقد فيه هذه الجسيمات فرديتها وتسلك بالعديد من الطرق سلوك كيان واحد. وعند مستويات معينة، تبدو الجسيمات المتشابكة وكأنها تعرف حالات وخصائص بعضها.

مصطلحات فيزيائية - التشابك
الإنتروبي Entropy

قياس الفوضى على مستوى نظام والجزيئات المؤلفة له. وبتحديد أكثر، في الترموديناميك هو قياس عجز طاقة الجملة عن إنجاز عمل. وينطوي القانون الثاني في الترموديناميك على فكرة أنّ الانتروبي لا تتناقص أبدًا، لكنها عوضًا عن ذلك تميل للازدياد مع الزمن، لتقترب من قيمةٍ عظمى عند الوصول إلى التوازن الحراري. والمثال التقليدي على الإنتروبي المتزايدة هو انصهار الجليد في الماء حتى يصل كليهما إلى درجة حرارة مشتركة.

أفق الحدث Event Horizon

هو حدٌّ وحيد الاتجاه في الزمكان المحيط بالثقب الأسود. ولا يمكن لأية مادة أو ضوء يعبر أفق حدث ثقب أسود أن يغادره، ولا يمكن لحدثٍ حاصل ضمن أفق الحدث أن يؤثر على راصدٍ خارجي.

مصطلحات فيزيائية - أفق الحدث
الحياة الخارجية Exogenesis

هي الفرضية التي تشير إلى أنّ الحياة انتقلت إلى الأرض من مكانٍ آخر في الكون. ويتصل بهذا المصطلح مفهوم آخر أكثر محدودية وهو (التبذر أو Panspermia)، وهي فكرة أنّ بذور الحياة وُجدت سابقًا في جميع أرجاء الكون، وبأن الحياة على الأرض ربما نشأن عن هذه البذور.

الجسيم الغريب Exotic Particle

هو جسيم نظري تقول بعض نظريات الفيزياء الحديثة بوجوده، خصائصه المزعومة خارجة عن المألوف. من الأمثلة على ذلك التاكين tachyons، وهي جسيمات تنتقل بسرعة أكبر من سرعة الضوء، والجسيمات فائقة الكتلة وضعيفة التفاعل WIMPs والتي لا تتآثر بالكهرومغناطيسية أو القوى النووية القوية، والأكسيونات وهي جسيمات عديمة الشحنة الكهربائية وهي ذات كتلة بالغة الصغر وتفاعلها ضعيف جدًا مع القوى الضعيفة والقوية، والنيوترينوات وهي الجسيمات التي تنتقل بسرعة تقترب من سرعة الضوء وتفتقر إلى شحنة كهربائية ولها القدرة على العبور من خلال المادة النظامية وبشكلٍ هادئ.

الكون المتوسع Expanding Universe

هو كون يزداد حجمه باستمرار وتتباعد مكوناته (مجرات، عناقيد، وغيرها) عن بعضها البعض. وعلى الرغم من أنه على شفا نقيض من فكرة الكون الساكن الذي افتُرض وجوده عبر التاريخ، لكن الفلكي إدوارد هابل أكد الفكرة عام 1929 من خلال مشاهداته لانحرافات الأشعة الحمراء لنجوم السيفيدات المتغيرة البعيدة، كما أنّها متسقة مع معظم حلول معادلات أينشتاين في النسبية العامة. وتشير إلى أنّ الكون فيما مضى كان بالغ الصغر، وأنّه بدأ بحدث انفجار عظيم.

مصطلحات فيزيائية - الكون المتوسع

هل تريد معرفة مصطلحات فيزيائية أخرى غير الموجودة في القائمة؟

1

شاركنا رأيك حول "مصطلحات فيزيائية وفلكية من الجيد أن تعرفها (الجزء الثاني)"