طبيعة الطاقة
 

أعطوني رأيكم في هذا الموضوع!
طبيعة الطاقة وآلياتها والتفاعلات الكيميائية
هذا البحث يدرس طبيعة الطاقة بكافة أشكالها في الكون, ولفهمها سأعود بالزمن لبداية تَشَكُّلِ .(The Big Bangالكون عن طريق ما يُعرَف بنظرية الإنفجار العظيم (
تقول هذه النظرية أن الكون بكامله كان مجموعاً في نقطة صغيرة ثم حدث إنفجار هائل جداً أدى الى تفكك هذه النقطة إلى جسيمات كثيرة جداً انتشرت وكونت لنا هذا الكون العظيم , هذه الجسيمات كان منها ما هو جسيم فائق الصغر بفعل قوة الإنفجار إكتسب حركة مستمرة لا تنتهي وهذه الحركة لكي تُعرّف يجب أن يكون لها حيّز ذو أبعاد معينة , هذا الحيّز كان عبارة عن جسيم أكبر منها حجماً سميناه ب(البروتون) وبذلك نقول أن هذا البروتون وبداخله هذه الجسيمات المتحركة بإستمرار إكتسب طاقة كامنة طبيعتها ميكانيكية أي حركة هذه الجسيمات بداخله , ولنطلق عليها إسم (البوزيترونات).
حركة هذه الجسيمات داخل البروتون جعلت منه جسيم غير مستقر أي جعلت منه جسيم متحرك ولا بد أن يستمر في هذه الحركة الى أن تتحرر هذه الجسيمات بداخله , من ضمن الجسيمات التي تكونت بعد الإنفجار جسيمات ذات كتلة مساوية تقريبا لكتلة البروتون مع فارق أنها لا تتضمن لجسيمات متحركة بداخلها وبالتالي هذه الجسيمات ستنتهي حركتها بمجرد إنتهاء طاقة الحركة التي إكتسبتها بعد الإنفجار وأطلقنا عليها إسم (النيوترونات).
نأتي الآن للنوع الثالث من الجسيمات التي تكونت بعد الانفجار وهي جسيمات ذات كتلة قريبة من كتلة البوزيترونات وهي أيضا اكتسبت حركة لا نهائية بفعل قوة الإنفجار مع فارق أنها جسيمات حرة تتحرك ولكن في الفضاء من دون أن تكون مُحتَجزة داخل جسيمات أخرى , وأطلقنا عليها إسم (الإلكترونات).
لكي تتحرك كل هذه الجسيمات في مساحةٍ ما , يجب أن يكون لدينا مفهوم لهذه المساحة أي المادة التي تصنع الحيز أو المجال الذي تتحرك فيه هذه الجسيمات وتُكوِّن نقاط إتصال بينها في ما نعرفه بالتفاعلات بين هذه الجسيمات , وبطبيعة الحال هذه المادة لن تُسَتحدَث من العدم بل هي من نواتج هذا الإنفجار, وهي عبارة عن نسيج من مادة غاية في الدقة أخذت شكل الخيوط وملأت كل الفراغات في الكون بعد الإنفجار وكونت وسطاً يحمل كافة الجسيمات ذات الكتلة الأكبر التي تكونت بعد الإنفجار, هذه الخيوط كانت تنتشر بسرعة عالية وتحتك ببعضها بصورة وحشية , هذا الإحتكاك كوَّن ما ندركه اليوم وما نسميه (حرارة) , وهذا الإحتكاك في هذا الوسط الذي يحمل البروتونات والنيوترونات قَرَّبَها من بعضها البعض كونها ذات كتلة متكافئة , ومكنها من الإلتصاق ببعضها حيث أن النيوترون كان ينتظر ما ينهي طاقته الحركية التي إكتسبها بعد الإنفجار وهذا الإحتكاك في خيوط النسيج المحيط به قرَّبهُ من البروتون ذو الكتلة القريبة من كتلته وغير المستقر أيضا بفعل حركة البوزيترونات بداخله , هذا الإلتصاق أو الإندماج بين الجسيمين كوَّن لدينا نواة تختزن طاقة حركية عالية جداً سببها حركة البوزيترون داخل البروتون الخاص بها , وبهذا أصبح لدينا نواة بكتلة أعلى من كتلة النسيج المحيط مَكَّنها من أن تُكّوِنَ فجوة أو تشوه فيه , هذا التشوه جعل من الإلكترونات الحرة السابحة تُحتَجزْ داخله وبفعل حركتها المستمرة باتت تدور بإستمرار في هذا التشوه حول النواة , ولو قلنا أن شكل النواة كروي تقريباً والنسيج المحيط مرن فسيأخذ التشوه شكل النواة التي كونته بكتلتها الأثقل من كتلة النسيج وبالتالي ستكون حركة الإلكترونات حركة دائرية حول النواة.
ما نعلمه اليوم أن كل العناصر الموجودة في الطبيعة مُكونًة من ذرات وهذه الذرات مكونة من نواة عبارة عن بروتونات ملتصقة بنيوترونات وتدور حولها إلكترونات وكلما زادت كتلة النواة (أي عدد البروتونات والنيوترونات) المكونة لها كلما زاد عدد الإلكترونات التي تدور حولها , أي أنه كلما كان التشوه الذي تَفرضُهُ كتلة النواة على النسيج أكبر كلما احتَجزَ كميةً أكبر من الإلكترونات , وارتباط الذرات المتشابهة (أي لها نفس عدد البروتونات في نواتها وبالتالي نفس عدد الإلكترونات التي تدور حولها) يكون لنا جزيئات العناصر , والعناصر المختلفة تكون لنا المركبات وهكذا..
بناءاً على هذا فإن التفاعلات التي تحدث بين الذرات أساسها هو انتقال الإلكترونات بين فجوة ذرة وأخرى وهذا يعتمد على أن تكون كتلة الذرة التي تكتسب الإلكترون أعلى من تلك التي تفقده ( بمعنى أن يكون التشوه الذي تُحدِثُهُ نواة الذرة المُكتَسِبَة للإلكترون أعمق من تلك التي تفقده ) وبالتالي عند التقاء الذرتين ببعضهما تتغلب الذرة ذات الكتلة الأثقل على نظيرتها ويستطيع الإكترون التحرر من تشوه الذرة الأخف كتلة ليعلق في تشوه الأخرى ذات الكتلة الأعلى , وإذا كانت الإكترونات التي تدور حول نواة الذرة هي المسؤولة عن حركة هذه الذرات فإن الذرة التي تفقد الإلكترونات خلال إصطدامها بذرة أثقل منها ستعتمد في حركتها على بقية الإكترونات الأخرى العالقة ولحد أقل بكثير حركة البوزيترونات الكامنة داخل بروتونات النواة ولكن الحركة تعتمد بصورة رئيسية على حركة الإكترونات في التشوه المحيط بالنواة , وبالتالي تكون الذرة الفاقدة قد فقدت عنصراً مهماً من العناصر المسؤولة عن حركتها أي أنها أصبحت أقل نشاطا , عملية الفقد والإكتساب للإكترونات تدخل ضمن تعريف التفاعل الكيميائي بين الذرات , وبما أن الذرة الفاقدة للإكترون أصبحت أقل حركة كان من المفترض أن نطلق عليها صفة (سالبة) , ولكن بما أن الإكترون هو الذي حمل صفة السالب فان فقده يصبح كما لو أن الذرة قد إكتسبت إيجاباً , ولو افترضنا أن فقد الإكترون يعتبر شيء جيد للذرة نسطيع أن نتقبل فكرة أنها أصبحت إيجابيةً بفقدها له, ونستطيع أن نصيغ تعريفاً للشحنة : أي أنها حالة الذرة بعد عملية فقد أو اكتساب الإلكترون , وبالتالي الذرة التي تفقد إلكتروناً تصبح موجبة بينما الذرة التي تكتسب الإلكترون تصبح سالبة , وبما أن الذرات لا توجد في حالة سكون وهي في حالة حركة مستمرة وفقد وإكتساب للإكترونات لتصل للإستقرار فإننا نطلق عليها إسم (الأيونات).
ما نتوصل اليه أن الطاقة بكافة أشكالها هي عبارة عن حركة وشكل هذه الحركة في الوسط قد يحدد لنا نوع الطاقة التي ندركها بحواسنا , وهذه الحركة بصورة رئيسية تعطينا شكلين أساسين من أشكال الطاقة وهما الطاقة الحرارية والطاقة الضوئية.
الطاقة الحرارية:
كما ذكرنا سابقاً أن إحتكاك النسيج الكوني ببعضه بفعل الحركة كَوّنَ لنا ما ندركه اليوم بالحرارة وبالتالي مصدر الحرارة هو المؤثر الذي يحرك النسيج ويجعله محتك ببعضه وشكلها هو حركة هذا النسيج بفعل هذا المؤثر وإدراكنا له أطلقنا عليه إسم حرارة , فلو إفترضنا أن مصدر الحرارة هو النار فان أثر الحرارة يصل الينا حتى لو لم يمسسنا مصدره وسبب ذلك أن المصدر قد سَبَّبَ حركةً وإحتكاكاً في النسيج وهذه الحركة إنتقلت في النسيج حتى وصلت الينا ولكن مع فقدها لجزء من حركتها خلال اتجاهها الينا فإن تأثرنا بها يقل , وبالتالي كلما زادت المسافة بيننا وبين المصدر كلما فقد النسيج جزء من الحركة والإحتكاك الذي إكتسبه وكلما قل تأثيره علينا كمتلقين لهذا التأثير والذي كما ذكرت أدركناه وسميناه (حرارة) وقسناه بالشدة تبعاً لِبُعد المسافة بيننا وبين المصدر , كلما كان المصدر أبعد عنا كلما كان تأثيره علينا ( أي ادراكنا للحرارة ) أقل.
الطاقة الضوئية :
أما الضوء فهو ينتج عن تحرر البوزيترونات من البروتونات ولكي تتحرر هذه البوزيترونات يجب أن يفقد البروتون على الأقل جزء من كتلته ليسمح للبوزيترون بالتحرر ولو عدنا لمعادلة (E=m*c2آينشتاين الشهيرة:(
أي أنه إذا تحرك أي جسم بسرعة قريبة من سرعة الضوء فإنه سيفقد جزء من كتلته هذا الفقد يظهر في صورة طاقة , وحسب مبادئ هذا البحث فإن هذه الطاقة يجب أن تكون حركةً بالأساس , لفهم ذلك نقول أنه في تطبيقات هذه المعادلة كالإنشطار النووي فإن قذف نواة الذرة بنيوترونات يجعلها غير مستقرة أي يزيد من حركة البوزيترونات داخل بروتونات هذه الذرة وبما أن النيوترون المكون للنواة لا يحتوي على طاقة كامنة فإن تفكك النسيج الرابط بين البروتون والنيوترون في نواة الذرة يعتمد أساساً على البروتون والذي يختزن طاقة كامنة بفعل حركة البوزيترونات داخله , فكلما أطلقنا نيوترونات على النواة زاد عدم استقرار البروتونات بداخلها وتحركت حركة موضعية بسرعة قريبة من سرعة الضوء حتى تفقد جزء من كتلتها وتنفصل عن النيوترون المرتبط بها ويتحرر البوزيترون بداخلها , بعد تحرر هذا البوزيترون فإنه يتحرك في النسيج المحيط بسرعة عالية جداً وحركته هذه تظهر لنا في صورة معينة أدركناها وأسميناها (ضوء) وهذا الإنشطار النووي يصحبه حركة وإحتكاك في النسيج المحيط والذي أدركناه وأسميناه (حرارة) كما ذكرنا آنفاً , وهذا لا يعني بالضرورة أن الحرارة تتولد من الإنشطار النووي فقط بل أي مؤثر يسبب حركة وإحتكاك في النسيج قد يولد حرارة.
أما بالنسبة للطيف المرئي فإن إنتقال الإلكترونات بين الذرات يُسبِّبْ حركة معينة في النسيج يظهر لنا في صورة ضوء وحسب شكل هذه الحركة أي ما نسميه بالموجات تتكون لدينا حركات مختلفة (موجات) سرعة حركتها هي ترددات (أي إهتزازات في النسيج المحيط) تُدركها العين البشرية كضوء له ألوان مختلفة , ولكون الإلكترون مشابه في صفاته وخصائصه للبوزيترون فان تأثيره مشابه لتأثير البوزيترون بمعنى أن تحررهما يعطي نفس الصورة ألا وهي الضوء ويعتمد شكل أي (لون) الضوء وشدته على الحركة التي يفرضها تحرر الإلكترون على النسيج وسرعة هذه الحركة لتعطينا الأطياف الضوئية المختلفة فلو إفترضنا أن الحركة التي ينتجها تحرر الإلكترون هي حركة مستقيمة في النسيج فإن التأثير نراه كلون أبيض وعند إصتدامه بكتلة أخرى يتغير اتجاهه أي ينكسر وتتغير طريقة حركته في النسيج ليظهر لنا بألوان أخرى.

الجاذبية
الجاذبية كما وصفها ألبرت آينشتاين بأنها مجال وليست قوة كما قال نيوتن , فقد نجحت في تفسير الجاذبية على مستوى الأجرام السماوية الهائلة الحجم وفكرتها إستقيتُ منها فكرة التشوه الذي تحدثه كتلة النواة في النسيج أو( الزمكان) كما أسماه آينشتاين أي أن الشمس ذات الكتلة الأكبر في مجموعتنا الشمسية أحدثت تشوه في الزمكان بكتلتها الهائلة وإحتجزت الكواكب ذات الكتلة الأصغر في هذه الفجوة أو التشوه وباتت تدور حول الشمس , بمعايير الجسيمات الذرية فان الشمس هي النواة والكواكب هي الإكترونات.

ولكن ما الذي يجعل الأيونات المتشابهة الشحنة تتنافر والمختلفة تتجاذب؟
كما ذكرنا سابقاً أن الأيونات هي الذرات التي تفقد وتكتسب اللإلكترونات وإعتبرنا أن فقد الإكترون إيجابياً للذرات واكتسابُهُ سلبياً لها , ولكن ما الذي يجعل ذرتين كلاهما موجبتين أو سالبتين تتنافران وذرتين مختلفتين أي إحداهما سالبة والأخرى موجبة أو العكس تتجاذبان؟
كما قلنا سابقاً أن فقد الذرة للإلكترون يجعلها أقل نشاطاً أي أقل حركةً أي أضعف , والذرة المُكتَسِبَة للإلكترون تكون أكثر نشاطاً أي أكثر حركةُ أي أنها أقوى , وبالتالي الذرة السالبة تصبح حركتها هي المسيطرة على حركة النسيج المحيط , تُشَكِّلُهُ لِتُكُّونَ مساراتٍ تجبر الذرة الموجبة ذات الحركة الأقل على السير فيها حتى تقترب منها , وهذا بسبب أن زيادة النشاط الحركي للذرة السالبة يجعلها تبحث عن الإستقرار وليس بالضرورة أن تتحرك الذرة في النسيج لتسيطر عليه ولكن حركتها الأقوى بالنسبة للذرة الموجبة تجعلها هي المسيطرة وتوجه الذرة الأخرى الموجبة الأضعف باتجاهها من خلال النسيج الوسيط بينهما , وربما كان هذا سبب التجاذب بين الأيونات أو (الشحنات) المختلفة.
وبنفس هذا المبدأ فإن الأيونات المتشابهة أي حركتها متكافئة نسبياً , سيكون تأثيرهما على النسيج المحيط متكافئ تقريبا ولن تكون هناك أفضلية لأيون على الآخر وهذا الصراع بينهما يؤدي إلى صعوبة التقائهما خلال النسيج وبالتالي تنافرهما , وربما كان هذا سبب تنافر الأيونات المتشابهة في الشحنة.
نستنتج من هذا أن الجاذبية هي أيضاً شكلُ من أشكال حركة النسيج تفرضها الذرات المختلفة تبعاً لنشاطها وتفاعلاتها في داخل هذا النسيج.
وبما أن لب الأرض في حالة من النشاط الدائم والإنفجارات وتَولُدٍ للطاقة . فإنه يَفرِضُ حركةً في النسيج حوله ويجعل طبقات الأرض المختلفة تخضع ذراتها لهذه القوة الكبيرة التي يفرضها لب الأرض عليه ويحول إتجاهها إليه , فبالتالي كلما ابتعدنا عن هذا المصدر قل تأثيره الواصل إلينا عبر الحركة التي يفرضها في النسيج ويجبر كافة الذرات الأخرى على الإتجاه نحوه خلال هذا النسيج , أي قلَّت جاذبيته للأجسام الأبعد عنه . من العوامل المؤثرة على شدة تأثرنا بجاذبية الأرض هي كتلة الجسم لأنه كلما زادت كتلة الجسم كلما زاد تأثره بحركة النسيج التي يفرضها لب الأرض بإتجاهه , ولكن لكون سطح الأرض الذي نعيش عليه بعيد عن نواتها فإن أي حركة بسيطة نفرضها على بروتونات نواة الذرات المكونة لأي جسم تُمَكِّنُهُ من التحرر من تأثير نواة الأرض على النسيج وجذبه لهذا الجسم وبالتالي يرتفع هذا الجسم عن سطح الأرض.
ولكن فكرة أن كل فراغ مملوء بالنسيج الكوني وأن الطاقة التي تولدها نواة الأرض هي طاقة هائلة فإن تأثيرها يقل كلما ابتعدنا عن الأرض ولكن تأثير نواة الأرض يسير في النسيج كالشبكة يمكننا التغلب عليه لو فرضنا أي حركة بسيطة على جسم ما ولكن بمجرد إنتهاء هذه الطاقة الحركية التي فرضناها على هذا الجسيم تعود السيطرة لحركة النسيج المحيط والتي تسير دائما باتجاه نواة الأرض كونها أكبر قوة على الكوكب (أي تُسَيّرْ كل الجسيمات بإتجاهها) وتُجبر هذا الجسيم أن يعود بإتجاه نواة الأرض من خلال تشكيلها لحركة خلال النسيج المحيط يؤدي بأي جسم أن يسير بإتجاهها بحثاً عن الإستقرار.

لا يستقيم كل هذا و النتائج التجريبيه الموجوده حاليا , ولا يمكن تفسير الحراره و إنبعاث الضوء على شكل متسلسلات منفصله أو ما يسمى طيف منفصل , و نتائج تجارب قذف البروتونات و النيوترونات بالإلكترونات لإستكشاف بنيتها الداخليه , كما لا تتماشى مع نظريه الإنفجار العظيم , كما أن أنوية العناصر الثقيله تحيد عن الشكل الكروي و تكون نوعا ما مبططه "يوجد بها تسطح" ولا تستطيع أن تفسر لنا كيف يترابط بروتونان داخل نواة ما و عدم تنافرهما , كما ان التنافر و التجاذب يحدث بين الجسيمات دون الذريه كالبروتونات و الالكترونات وليس حكرا على الايونات , والكثير غيرها من الملاحظات التي لا يمكن تفاديها.
من ناحية أخرى توجد بعض النماذج الحاليه في نظريات الفيزياء تتبنى نوعا من النسيج الكوني(نموذج الجدائل مثلا) يختلف تماما عن النموذج الذي تتبناه و لكنه لم ينجح تماما في أن يحل كل المشاكل التي تواجه الفيزيائيين في الوقت الراهن

شكرا أخي فتحي .. لكن هذا النموذج يفترض تقريبيا كروية النواة مع العلم كما ذكرت أن أنوية العناصر الثقيلة تأخذ شكل مبطط ولكن في كلا الحالتين يبقى تأثير كتلة النواة على النسيج موجود .. أما وجود بروتونين في نواة ما وعدم تنافرهما بسبب ارتباطه بالنيوترون لأنه لا توجد ذرة سوى ذرة الهيليوم الا وتحتوي على الجسيمين اللذان يحملان نفس الكتلة تقريبا فهذا النموذج يفترض أن ارتباطهما لتكوين العناصر الطبيعية حدث منذ الأزل وأن النيوترون لا يحمل الصفة المميزة التي يحملها البروتون كما شرحت أعلاه .. حقيقة لا أعلم كثيرا فأتمنى منك أن تبين لي تفصيلا لماذا هذه الفرضية مرفوضة ولا تتماشى مع التجارب الحالية ونتائجها مشكوووورا

عفوا سوى ذرة الهيدروجين*