التنسيق بين الحركة الحرة والنسبية العامة

مبدئيًا الحركة الحرة هي حركة الأجسام ما لم تؤثر عليها قوى خارجية.

إذ كانت الحركة الحرة في الفيزياء الكلاسيكية (فيزياء نيوتن) كان يتعامل معها في القانون الأول لنيوتن (قانون القصور الذاتي) (الجسم الساكن يبقى ساكنًا، والمتحرك يبقى يتحرك بسرعة ثابتة وخط مستقيم) ومع الجاذبية يتبع القانون الثاني للتسارع كذلك.

وبما أن الجاذبية في زمن نيوتن كانت تُعد قوى، لذلك كان يُطبق عليها هذا القانون، فالأجسام الساقطة سقوطًا حرًا بتسارع نحو الأرض، عند نيوتن لا تُعتبر في حركة حرة لأنها خاضعة لقوة الجاذبية.

لكن عند آلبرت أختلف الأمر لأن الجاذبية تكون نتيجة لإنحناء في نسيج الزمكان "ليست قوى" فلذلك وحسب تفسير آلبرت الأجسام التي تسقط سقوطًا حرًا هي في وضع سقوط حر عكس مفهموم إسحاق نيوتن.

وأشار آلبرت ايضًا بأن الأجسام التي تسقط سقوط حر هي في الواقع تسير بمسار جيوديسي في الزمكان.
معنى مسار جيوديسي هو أقصر مسار
طبيعي في الزمكان.

أما الأحساس بالوزن
عند نيوتن كان الأحساس بالوزن هو نتيجة قوة الجاذبية التي تؤثر على الأجسام.
ولكن عند أينشتاين كانت نتيجة لمقاومة الحركة الحرة

فمثلًا لو كنت في مصعد لكن تعطل المصعد (أنقطع الحبل) هُنا أنت ستكون في حالة سقوط حر، ليس بسبب غياب الجاذبية بل بسبب إنك تتحرك في مسار جيوديسي في الزمكان، أما إذا كنت ثابتًا على الأرض جسمك يريد الأستمرار في السقوط الحر، لكن الأرض تدفعك (ردة فعل عمودية)

أي بمعنى الوزن عند نيوتن هو سحب الجاذبية لك للأسفل
وعند أينشتاين الوزن هو دفع سطح الأرض لكَ للأعلى حتى لا تسير في مسار جيوديسي.

Sally

Anyone who is not shocked by quantum theory has not understood it

-Niels Bohr

الجبر الخطي

الجبر الخطي هو من الأسس الرياضياتية المهمة، حيث يركز على تحويلات المتجهات بأعتبارها كيانات رياضية تحتوي على مقدار وأتجاه وايضًا الفضاءات المتجهة لكونها تحوي المتجهات.

يعتبر المقدار هو طول السهم
وأتجاه المتجه هو إتجاه السهم في الفضاء
(المقدار مثل السرعة والقوة)
والأتجاه مثل حركة الأجسام (مثلًا إتجاه الرياح)

وهنالك عدة عمليات على المتجهات:

مثل الجمع، حيث يُجمع متجهين وقد يختلف الأتجاه والطول (المقدار)، ويظهر متجه جديد.

او مثل الضرب، حيث يُضرب المتجه بعدد ويتغير الناتج أما يقل او يزيد الطول وايضًا يمكن تغيير أتجاه المتجهة.

او التحويل الخطي:

كالتدوير، مثلًا إذا قمنا بتدوير قلم 60° حول نقطة المركز ببعض التحويلات (مثل الإسقاط) تغير الطول أو الاتجاه جزئيًا.

او كالتمديد، مثلًا إذا أضفت متجه فوق متجه، سيزيد الطول لكن يحافظ على الأتجاه.

أو أسقاطه على خط او سطح
بمعنى آخر سيحافظ على البنية الأساسية للمتجه.

بعد ذلك، يتم أستعمال المصفوفات
حيث تساعد المصفوفات في التسهيل بعمليات الجبر، فمثلًا لو كانت توجد أكثر من معادلة نرتب الناتج والأعداد على شكل مصفوفات للتسهيل في أيجاد النواتج و القيم وكأنها آلة حسابية مختصرة.

وتستخدم بعد المصفوفة عدة طرق خاصة كعكس المصفوفة او الحذف الغاوسي وتظهر النواتج حتى لو كانت آلاف من المعادلات وآلاف المجهولات.

هنالك أيضًا ما يدعى بالقيم الذاتية والمتجهات الذاتية، هُنا يتغير طول السهم (يطول او يقصر) ولكن يحافظ على اتجاه السهم، يدعى ذلك بالمتجهات الذاتية، اما القيم الذاتية هي الرقم الذي يضاعف او يقصر السهم.

ويستعمل بالعديد من المجالات كالفيزياء والتكنولوجيا وغيرها..

Sally
Part 1

أهم الأسس في الجبر

1_ المتجهات، والفضاءات المتجهة، والقيم والمتجهات الذاتية، تكلمنا عنها في الجزء الأول.

2_ المصفوفات: هي عبارة عن جداول التحويلات الهندسية و أنظمة المعادلات وتكون طرق مختصرة جدًا لتسهيل العمليات الحسابية المعقدة.

3_ التحويلات الخطية: بأختصار "لأن تم شرحه مسبقًا" هي دوال تنقل المتجهات من فضاء الى آخر من دون التغيير في البنية الأساسية للمتجه (كالتدوير، والتمدد، والأنعكاس، والأسقاط على سطح او خط).

4_ المحددات: هي أعداد ترتبط بالمصفوفة تساعد في معرفة إذا أمكن للنظام أن يُحل او التحويل قابل للعكس.

5_ الرتبة: هي عدد الأبعاد في المصفوفة (في الرياضيات يمكن التعامل مع الآلف من الأبعاد) وتمثل الرتبة ايضًا قوة المصفوفة في وجود المعلومات، فكلما كانت الرتبة عالية تحمل المصفوفة معلومات أكثر وكلما كانت الرتبة قليلة ستحمل معلومات أقل.

6_ هنالك نوعان من الفضاء:
الفضاء الصفري: وهو مجموعة المتجهات التي حين أدخالها الى مصفوفة يظهر الناتج يساوي صفر تسمى ايضًا (المتجهات المخفية) أي بمعنى هذه المتجهات موجودة لكن حين تحويلها يظهر الناتج يساوي صفرًا.

فضاء الأعمدة: هو يختلف عن الفضاء الصفري لكن ليس عكسه بالضبط، فكل عمود يمثل متجه معين وتظهر نواتج حقيقة للمصفوفة.

(الفضاء الصفري يتناول موضوع المدخلات الخاصة، اما فضاء الأعمدة يتناول موضوع المخرجات الممكنة)

7_ الأبعاد العالية: كما ذكرنا سابقًا فالجبر لا يتعامل مع الابعاد الاعتيادية فقط (كالثنائية والثلاثية والرباعية بل هو يتعامل حتى مع أكبر الأعداد من الأبعاد حتى لو وصل الى 1000 بُعد. ( له تطبيقات بالأحصاء والذكاء الأصطناعي وغيرها..)

بالمختصر، للجبر أهمية كبيرة جدًا في حياتنا، إن كانت بالهندسة او الفيزياء وغيرها من الأختصاصات.

Sally
Part 2

قناة أتلانتس قناة علمية وجميلة بِحق، تتناول بمواضيعها جميع أنواع العلوم، أنصحكم بِها💜

https://t.me/atlantis_101

العبقري!✨

حلول شوارزشيلد

في بادئ الأمر كانت معادلات المجال لآلبرت أينشتاين معقدة جدًا (معادلات النسبية العامة)، ولكن في الحرب العالمية الأولى على الجانب الأخر كان العالم شوارزشيلد يحاول إيجاد حل لهذه المعادلات، وفعلًا توصل الى حل هذه المعادلات في حالة كتلة نقطية.

الحل كان (خط الزمكان):

ds^2=-(1-2GM/(c^2r))*c^2dt^2+(1-2GM/(c^2r))^-1dr^2+r^2dθ^2+r^2sin^2(θ)dφ^2

حيث إن:

M= كتلة الجسم المركزي
G= ثابت الجاذبية
C= سرعة الضوء
(t,r,θ,φ)= الأحداثيات
وهي (الزمن، نصف القطر، زاوية، زاوية أفقية)

وأستنتج بسببها عدة أشياء وهي:

1_ أي جسم ينضغط ويعبر (حد شوارزشيلد يصبح ثقب أسود) هذا الحد هو (r_s=2GM/c^2).

2_نقطة التفرد: هي النقطة التي عندها يكون r=0 حيث تصبح الكثافة والأنحناء لا نهائي.

3_ أفق الحدث: r=r_s أي لا يستطيع أي جسم بعد عبورها أن يخرج، حتى وأن كان الضوء.

4_ إنحناء الضوء: (تجربة الكسوف أثبتت ذلك).

5_ سرعة الهروب لا تُطبق بعد أفق الحدث (لان لا توجد مسارات للخارج في الثقب الأسود)

6_ في كل مرة نقترب فيها من الأجسام مثل الثقوب السود (التي تعبر حد شوارزشيلد) سيتباطأ الزمن بالنسبة الى مراقب آخر (مثلا على الأرض).

هنالك حلول أخرى تصف التباطؤ في الزمن والتمدد في المسافات (لا أستطيع كِتابتها)

Sally

اذهب للتحدث مع الأطفال في الروضة ستجد فصلا مليئا بعشاق التساؤلات. يسألون أسئلة عميقة جداً : ما هو الحلم؟ لماذا لدينا أصابع القدم؟ لماذا القمر مستدير؟ ما هو عيد ميلاد العالم ؟ انها أسئلة عميقة ومهمة جدا ! ! عكس ذلك اذهب وتحدث إلى طلاب الجامعة ....كارثة! لقد أصبحوا غير فضوليين تماماً. وكأن حدث لهم شيء فظيع بين روضة الأطفال والجامعة " .

-کارل ساغان

الفراشات

تُعَدُّ الفراشات من أكثر الكائنات الحيّة تنوّعًا وجمالًا على سطح الأرض، وتتميّز بألوانها الزاهية وأشكالها المتناسقة التي تجذب الأنظار. غير أن أهميتها تتجاوز الجمال البصري، فهي تؤدي دورًا حيويًا في النظام البيئي بوصفها من أبرز الملقحات للنباتات والزهور. وتُعَدّ دورة حياتها مثالًا فريدًا على التحوّل الكامل في الكائنات الحية.
اكمل القراءه

في السابع من أكتوبر 2025 تم الاعلان عن الفائزين بجائزة نوبل للفيزياء وهم:

•جون كلارك
جامعة كاليفورنيا، بيركلي، الولايات المتحدة الأميريكية
• ميشيل ديفوريت
ييل، نيو هيفن، كونيتيكت وجامعة
كاليفورنيا، سانتا باربرا، الولايات المتحدة الأمريكية
•جون م. مارتينيس
جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا، الولايات المتحدة الأمريكية

أجرى الحائزون على جائزة نوبل لهذا العام تجارب على دائرة كهربائية، أظهروا فيها كلاً من النفق الميكانيكي الكمومي ومستويات الطاقة المكممة في نظام كبير بما يكفي لحمله باليد.

في عامي ١٩٨٤ و١٩٨٥، أجرى جون كلارك وميشيل هـ . ديفوريت وجون م. مارتينيس سلسلة من التجارب على دائرة إلكترونية مصنوعة من موصلات فائقة، وهي مكونات قادرة على توصيل تيار كهربائي دون مقاومة كهربائية. في هذه الدائرة، فُصلت المكونات الفائقة التوصيل بطبقة رقيقة من مادة غير موصلة، تُعرف باسم وصلة جوزيفسون. ومن خلال تحسين وقياس جميع خصائص دائرتهم المختلفة، تمكنوا من التحكم في الظواهر التي تنشأ عند مرور تيار كهربائي خلالها واستكشافها. وشكّلت الجسيمات المشحونة التي تتحرك عبر الموصل الفائق نظامًا يتصرف كما لو كان جسيمًا واحدًا يملأ الدائرة بأكملها

هذا النظام الجسيمي العياني يكون في البداية في حالة يتدفق فيها التيار دون أي جهد. يُحاصر النظام في هذه الحالة، كما لو كان خلف حاجز لا يستطيع عبوره. في التجربة، يُظهر النظام طابعه الكمي من خلال تمكنه من الخروج من حالة الجهد الصفري عبر النفق. يُكتشف تغير حالة النظام من خلال ظهور جهد.

وقد يتمكن الفائزون أيضًا من إثبات أن النظام يتصرف بالطريقة التي تنبأت بها ميكانيكا الكم - فهو مكمم، مما يعني أنه يمتص أو يصدر كميات محددة فقط من الطاقة.

يقول أولي إريكسون، رئيس لجنة نوبل للفيزياء:

"إنه لأمر رائع أن نتمكن من الاحتفال بالطريقة التي تُقدم بها ميكانيكا الكم، التي يعود تاريخها إلى قرن من الزمان، مفاجآت جديدة باستمرار. كما أنها مفيدة للغاية، إذ تُمثل ميكانيكا الك أساس جميع التقنيات الرقمية".

© من موقع جائزة نوبل الرسمي

It is Quantum Mechanics.!😆

تجربة الممحاة الكمومية

هي تجربة تطويريه لتجربة الشق المزدوج التي أظهرت أن الجسيمات الأولية كالإلكترونات والفوتونات يمكن أن تسلك سلوكين (موجة وجسيم).

خطوات التجربة:

1_ يُطلق فوتون واحد نحو حاجز فيهِ شقان.

2_خلف الشقين يوجد شاشة تسجل مكان وصول الفوتون.

3_عندما لا نرصد من أيّ شق مر الفوتون يظهر نمط التداخل موجي.

4_وعندما نرصد من أيّ شق مر الفوتون يختفي نمط التداخل ويظهر نمط جسيمي.

الآن يظهر الاختلاف في التجربة:

5_ بعد ان يمر الفوتون يمكننا أزالة او محو المعلومة التي تخبرنا من أيّ شق مرّ.

6_عندما تُمحى المعلومة حتى لو بعد مرور الفوتون يعود نمط التداخل..
وكأن الكون يعرف إننا لم نعد نعرف المسار!

النتيجة: إن كُنا نعرف او لا نعرف المسار سيغير سلوك الفوتون، حتى وأن بعد حدوث الفعل نفسه.
كأن الوعي في المعلومة يلعب دوراً في تحديد ما الذي يحدث فعلاً

Sally