رون كوبرر/Millennium Images، المملكة المتحدة
تخيل أنك تنطلق على مركبة فضائية تستطيع السفر بسرعة الضوء. لن تصل بعيدًا. حتى الوصول إلى الجانب الآخر من مجرة درب التبانة سيستغرق 100,000 سنة. ويستغرق الوصول إلى مجرة أندروميدا، أقرب جيراننا المجرية، 2.5 مليون سنة أخرى. وهناك نحو 2 تريليون مجرة خلف ذلك.
الواسع والمتناهي الصغر
إن شساع الكون يتحدى الفهم. ومع ذلك، على المستوى الأساسي، يتكون الكون من جسيمات صغيرة. “إنه بلد أجنبي إلى حد ما – الصغير جدًا والكبير جدًا”، يقول عالم الفيزياء الجزئية آلان بار من جامعة أكسفورد. “لا أعتقد أنك تفهمه حقًا، فقط تعتاد عليه.”
أهمية المقياس
مع ذلك، تحتاج إلى بعض الفهم للمقياس لتتمكن من تقدير كيفية عمل الواقع.
المقاييس الكبيرة
لنبدأ بالكبير، مع الخلفية الكونية الميكروية (CMB)، الإشعاع الذي أُطلق بعد 380,000 سنة من الانفجار الكبير. “أكبر المقاييس التي قمنا بقياسها هي ميزات في CMB”، يقول عالم الفلك بيدرو فيريرا من جامعة أكسفورد أيضًا. ساعدتنا هذه القياسات في تحديد قطر الكون المرئي بـ 93 مليار سنة ضوئية.
المقاييس الصغيرة
على الجانب الآخر من المقياس، أصغر الكيانات هي الجسيمات الأساسية مثل الكواركات. ومع ذلك، ترسم الفيزياء الكمومية هذه الجسيمات كنفاطات بلا أبعاد في حقل كمومي، بدون حجم على الإطلاق. فما هو أقصر مسافة ممكنة؟
المسافة الأقصر
في الفيزياء النظرية، تُعرف هذه المسافة بالمسافة بلانك، وهي حوالي 1.616×10−351.616 \times 10^{-35} متر. عند هذه المسافة، تصبح تأثيرات الجاذبية الكمومية مهمة، وهي خارج نطاق الفيزياء التقليدية.
التفاعل بين الكمومي والكبير
فهم كيفية تفاعل هذه المقاييس المختلفة هو مفتاح لفهمنا للكون. تتعامل الفيزياء الكمومية مع الجسيمات الصغيرة وتأثيراتها على المستوى المجهري، بينما تتعامل النسبية العامة مع الجاذبية والبنية الكبيرة للكون. البحث عن نظرية توحد هاتين النظريتين هو هدف رئيسي للفيزياء الحديثة.
الخلاصة
من الصعب فهم كل من الكبير جدًا والصغير جدًا، ولكن فهم المقياس هو جزء أساسي من فهم كيفية عمل الكون. سواء كنا ننظر إلى أكبر الهياكل في الكون أو أصغر الجسيمات، فإن التفاعل بين هذه المقاييس المختلفة هو ما يشكل الواقع كما نعرفه.
4o
