كوننا المَهيب:‏ هل هو وليد الصدفة؟‏

يجيب البعض:‏ ‹نعم،‏ كوننا انما هو نتاج الصدفة›.‏ لكنَّ البعض الآخر،‏ وخصوصا المتدينين،‏ يخالفونهم الرأي.‏ وهنالك مَن يساورهم عدم اليقين وحسب.‏ فما هو اعتقادكم انتم؟‏

مهما كانت نظرتكم،‏ فلا شك انكم توافقون ان كوننا هو رائعة من الروائع.‏ تأملوا في المجرات.‏ يُقدَّر انه يوجد نحو ١٠٠ بليون منها في الجزء المنظور من الكون.‏ وكل مجرة هي مجموعة نجوم يتراوح عددها بين اقل من بليون وأكثر من تريليون نجم.‏

وتتجمع معظم المجرات في حشود تضم من عشرات الى آلاف المجرات.‏ مثلا،‏ وُصفت مجرة آندروميدا بأنها توأم مجرتنا درب التبَّانة المجاورة لها.‏ ويرتبط هذان النظامان النجميان الهائلان واحدهما بالآخر بواسطة الجاذبية.‏ ويؤلفان معا بالاضافة الى عدد صغير من المجرات المجاورة جزءا من حشد.‏

يتألف الكون من عدد لا يحصى من حشود المجرات التي ترتبط بعضها ببعض بواسطة الجاذبية،‏ فتؤلف الحشود الفائقة.‏ لكنَّ الجاذبية تفقد قبضتها بين الحشود الفائقة،‏ اذ يجد العلماء ان هذه الحشود تبتعد بعضها عن بعض.‏ وبعبارة اخرى،‏ ان الكون يتمدد.‏ ويشير هذا الاكتشاف المدهش الى امكانية وجود بداية حين كان الكون متضامًّا وأصغر بكثير.‏ وغالبا ما يُشار الى ولادة الكون بـ‍ «الانفجار العظيم».‏

يشك بعض العلماء فعلا ان يكون الانسان قادرا يوما ما على اكتشاف كيف وُجد الكون.‏ ويحاول آخرون ان يجدوا طرقا تفسر وجود الكون دون ان يكون وراءه مسبِّب ذكي.‏ ناقشت مجلة ساينتفيك امريكان (‏بالانكليزية)‏،‏ في عددها الصادر في كانون الثاني (‏يناير)‏ ١٩٩٩،‏ الموضوع:‏ «كيف بدأ الكون؟‏».‏ وقد تبيَّن ان بعض نظريات العلماء ناقصة.‏ تقول المجلة:‏ «للأسف،‏ قد يكون من الصعب جدا .‏ .‏ .‏ على الفلكيين ان يتأكدوا من صحة ايٍّ من هذه الافكار من خلال التجارب».‏

وتتطلب فكرة نشوء الكون صدفةً الايمان بحدوث الكثير مما يسميه العلماء «الصُّدف».‏ على سبيل المثال،‏ يتألف الكون من عدد وافر من ابسط الذرَّات —‏ الهيدروجين والهليوم.‏ لكنَّ الحياة لا تتطلب وجود الهيدروجين فقط بل ايضا وفرة من الذرَّات الاكثر تعقيدا،‏ وخصوصا الكربون والاكسجين.‏ وقد كان العلماء يتساءلون من اين تأتي مثل هذه الذرَّات القيمة.‏

فهل هي مجرد صدفة ان تُصنع الذرَّات المعقدة الضرورية لدعم الحياة داخل بعض النجوم العملاقة؟‏ وهل هي مجرد صدفة ان تنفجر بعض هذه النجوم العملاقة كمستعِرات فائقة،‏ قاذفة ما في جوفها من كنوز الذرَّات النادرة؟‏ قال السير فرِد هُويْل الذي ساهم في هذه الاكتشافات:‏ «لا اعتقد ان اي عالم درس الدلائل يعجز عن الاستنتاج ان قوانين الفيزياء النووية صُمِّمت بقصد».‏

فلنلقِ نظرة اقرب على المادة التي صُنع منها كوننا.‏

‏[الاطار/‏الصورة في الصفحة ٤]‏

نظرية التضخم

يؤمن بعض العلماء انه لا حاجة الى وجود مسبِّب ذكي لإيضاح بعض خصائص الكون الباكر،‏ مثل المعدل الدقيق لسرعة تمدده.‏ فهم يلجأون الى نظرية او نظريات تدعى التضخم.‏ لكنَّ نظرية الكون المتضخم لا تعالج مسألة المنشإ.‏ فهي تتطلب الايمان بشيء موجود مسبقا،‏ منه اتى كوننا بالصدفة.‏

وفقا لنظرية التضخم،‏ نما الكون من حجم اصغر من الذرَّة الى حجم اكبر من مجرتنا في اقل من ثانية.‏ وبعد ذلك،‏ يُقال ان الكون استمر في الامتداد بمعدل ابطأ وطبيعي.‏ واليوم،‏ يُعتبر الجزء المنظور من كوننا جزءا صغيرا من كون اكبر.‏ ويدَّعي واضعو نظرية التضخم ان ترتيب الكون المنظور بنفس الطريقة في كل الاتجاهات انما هو مجرد صدفة.‏ وعلى حد قولهم،‏ قد يكون الجزء الاكبر غير المنظور مختلفا،‏ وربما تعمه الفوضى.‏ يذكر عالم الفيزياء الفلكية جفري بيربيتش:‏ «لا يمكن ابدا ان يتوفر دليل حسي يثبت التضخم».‏ وفي الواقع،‏ تتضارب نظرية التضخم مع الافكار الجديدة المبنية على الدلائل الحسية.‏ وكما يتبين اليوم،‏ لو كانت النظرية صحيحة لتطلبت تخمين وجود قوة جديدة مضادة لقوة الجاذبية.‏ وقد وصف هاورد جورجي،‏ عالِم من جامعة هارڤرد،‏ التضخم بأنه «اسطورة علمية رائعة تضاهي على الاقل جودة اية اسطورة خلق اخرى سمعتُ بها حتى الآن».‏

‏[الصورة في الصفحة ٣]‏

كل الاجسام تقريبا في هذه الصورة التي التقطها مقراب هابل الفضائي هي مجرات

‏[مصدر الصورة]‏

Pages 3 and 4 )blurred(: Robert Williams and the Hubble Deep Field Team )STScI( and NASA

‏[الصور في الصفحة ٤]‏

‏«قوانين الفيزياء النووية صُمِّمت بقصد».‏—‏ السير فرِد هُويْل،‏ يظهر مع المستعِر الفائق ١٩٨٧أ

‏[مصدر الصورة]‏

Dr.‎ Christopher Burrows,‎ ESA/STScI and NASA

Photo courtesy of N.‎ C.‎ Wickramasinghe

هل اتت العناصر الكيميائية بالصدفة؟‏

توضح دائرة معارف النجوم والذرَّات (‏بالانكليزية)‏:‏ «كل شيء في الكون،‏ حتى ابعد نجم،‏ مصنوع من ذرَّات».‏ ان الذرَّات الفردية هي اصغر من ان ترى،‏ لكنها اذ تجتمع معا تشكل العناصر الكيميائية المألوفة.‏ بعض هذه العناصر اجسام صلبة يمكننا رؤيتها؛‏ وبعضها الآخر غازات غير منظورة.‏ فهل وجود كل هذه العناصر الكيميائية هو صدفة محض؟‏

العناصر الكيميائية من ١ الى ٩٢

رغم ان ذرَّة الهيدروجين هي الابسط بين الذرَّات،‏ فهي تزوِّد النجوم مثل شمسنا بالطاقة وهي مهمة جدا للحياة.‏ تحتوي ذرَّة الهيدروجين على پروتون واحد في نواتها وإلكترون واحد يدور حول النواة.‏ اما العناصر الكيميائية الاخرى مثل الكربون،‏ الاكسجين،‏ الذهب،‏ والزئبق فهي مصنوعة من ذرَّات تحتوي على عدة إلكترونات تدور حول نواة فيها عدة پروتونات ونيوترونات.‏

منذ حوالي ٤٥٠ سنة،‏ لم يكن يُعرف سوى ١٢ عنصرا كيميائيا.‏ وباكتشاف المزيد،‏ لاحظ العلماء انها تتبع ترتيبا طبيعيا.‏ وعندما وُضعت العناصر في جدول ضمن صفوف وأعمدة،‏ اكتشف العلماء ان العناصر الموجودة في العمود نفسه لديها الميِّزات نفسها.‏ لكن كانت هنالك ايضا ثغرات في الجدول،‏ تمثِّل عناصر مجهولة.‏ وقد دفع ذلك العالِم الروسي دمتري منْدلييف الى ان يتنبأ بوجود عنصر كيميائي عدده الذرّي ٣٢،‏ الجرمانيوم،‏ كما انه تنبأ بلونه،‏ وزنه،‏ كثافته،‏ ونقطة انصهاره.‏ يذكر كتاب العلوم الدراسي الكيمياء (‏بالانكليزية)‏،‏ الذي صدر سنة ١٩٩٥،‏ ان «تنبؤات [منْدلييف] بوجود عناصر اخرى مفقودة —‏ الڠاليوم والسكانديوم —‏ تبيَّن انها كانت ايضا دقيقة جدا».‏

مع الوقت،‏ تنبأ العلماء بوجود عناصر كيميائية اخرى غير معروفة وببعض ميزاتها.‏ وفي نهاية المطاف،‏ اكتُشفت كل العناصر المفقودة.‏ ولم يعد هنالك اية ثغرات في الجدول.‏ ان الترتيب الطبيعي للعناصر الكيميائية يعتمد على عدد الپروتونات في نواة ذرَّاتها،‏ بدءا من العنصر رقم ١،‏ الهيدروجين،‏ حتى آخر عنصر يوجد عموما بشكل طبيعي على الارض الرقم ٩٢،‏ اليورانيوم.‏ فهل ذلك مجرد صدفة؟‏

تأملوا ايضا في التنوع الكبير في العناصر الكيميائية.‏ فالذهب والزئبق عنصران يتميزان باللون البراق.‏ لكنَّ الاول صلب والثاني سائل.‏ ورغم ذلك هما عنصران متتابعان رقماهما ٧٩ و ٨٠.‏ فذرَّة الذهب تحتوي على ٧٩ إلكترونا،‏ ٧٩ پروتونا،‏ و ١١٨ نيوترونا.‏ اما ذرَّة الزئبق فلديها مجرد إلكترون واحد وپروتون واحد اكثر من الذهب وعدد النيوترونات نفسه تقريبا.‏

فهل هي مجرد صدفة ان يؤدي تغيير بسيط في ترتيب الجُسيمات الذرِّية الى مثل هذا التنوع الكبير في العناصر؟‏ وماذا عن القوى التي تبقي الجُسيمات الذرِّية معا؟‏ توضح دائرة معارف النجوم والذرَّات:‏ «من اصغر جُسيم حتى اكبر المجرات،‏ كل شيء في الكون يتبع القواعد التي تضعها قوانين الفيزياء».‏ فتخيلوا ما قد يحدث لو تغيرت احدى هذه القواعد.‏ مثلا،‏ ماذا لو عدِّلت القوة التي تبقي الإلكترونات في حركة مستمرة حول نواة الذرَّة؟‏

قوى فيزيائية مضبوطة بدقة بالغة

تأملوا في النتائج اذا ضعفت القوة الكهرمغنطيسية.‏ يذكر الدكتور دايڤيد بلوك في كتابه مراقبة النجوم (‏بالانكليزية)‏:‏ «لن تعود الإلكترونات مرتبطة بالذرَّات».‏ لكن ماذا يعني ذلك؟‏ يضيف:‏ «سيكون لدينا كون تستحيل فيه التفاعلات الكيميائية».‏ فكم نحن شاكرون على القوانين الثابتة التي تجعل التفاعلات الكيميائية ممكنة!‏ مثلا،‏ تتحد ذرَّتان من الهيدروجين مع ذرَّة من الاكسجين لتؤلف جُزَيئا من الماء الثمين.‏

والقوة الكهرمغنطيسية هي حوالي ١٠٠ مرة اضعف من القوة النووية القوية التي تجعل نواة الذرَّات متماسكة.‏ فماذا يحدث اذا تغيرت هذه النسبة؟‏ يوضح العالِمان جون بارو وفرانك تِپْلر:‏ «اذا تغيرت قليلا النسبة بين القوتين النووية والكهرمغنطيسية فلن توجد ذرَّات كربون.‏ ومن دون كربون لا حياة.‏ فالكربون يؤلِّف ٢٠ في المئة من وزن كل الكائنات الحية».‏

والامر الحاسم الآخر هو مدى القوة الكهرمغنطيسية بالمقارنة مع قوة الجاذبية.‏ توضح مجلة العالِم الجديد (‏بالانكليزية)‏:‏ «ان ادق تغيير في النسبة بين قوة الجاذبية والقوة الكهرمغنطيسية يمكن ان يحوِّل النجوم،‏ كالشمس مثلا،‏ الى عمالقة زرق [بحيث يستحيل العيش بسبب الحر الشديد]،‏ او اقزام حُمر [درجة حرارتها منخفضة جدا بحيث لا تدعم الحياة]».‏

وتضبط قوة اخرى،‏ القوة النووية الضعيفة،‏ سرعة التفاعلات النووية في الشمس.‏ يوضح الفيزيائي فريمان دايْسن:‏ «ضعفها يكفي ليحترق الهيدروجين في الشمس ببطء وبمعدل ثابت».‏ ويمكن اعطاء امثلة كثيرة اخرى لإظهار كيف تعتمد حياتنا على القوانين والشروط المتوازنة بدقة الموجودة في الكون.‏ وقد قارن الكاتب العلمي الپروفسور پول دايڤيز هذه القوانين والشروط الكونية بمجموعة ازرار تحكّم في آلة وقال:‏ «يبدو كما لو ان الازرار العديدة يجب ان تكون مضبوطة بدقة بالغة ليكون الكون ملائما لاستمرار الحياة».‏

قبل ان اكتشف السير اسحاق نيوتن قانون الجاذبية بوقت طويل،‏ اشار الكتاب المقدس الى مثل هذه القواعد والقوانين الثابتة.‏ فقد طُرح السؤال التالي على رجل اسمه ايوب:‏ «هل عرفتَ سنن [اي قوانين] السموات او جعلتَ تسلطها على الارض».‏ (‏ايوب ٣٨:‏٣٣‏)‏ كما طُرحت اسئلة اخرى تدعو المرء الى الاتضاع:‏ «اين كنتَ عندما أسَّستُ الارض» و «مَن حدَّد مقاييسها،‏ ان كنت حقا تعرف؟‏».‏ —‏ ايوب ٣٨:‏٤،‏ ٥‏،‏ الترجمة التفسيرية.‏

‏[الاطار في الصفحة ٧]‏

عناصر كيميائية مهمة جدا

ان العناصر الكيميائية الهيدروجين،‏ الاكسجين،‏ والكربون تؤلف حوالي ٩٨ في المئة من الذرَّات في جسمكم.‏ ثم يليها النتروجين،‏ الذي يؤلف ٤‏,١ في المئة.‏ وهنالك عناصر اخرى موجودة بكميات قليلة جدا ولكنها مهمة جدا للحياة.‏

‏[الجدول/‏الرسم في الصفحتين ٦ و ٧]‏

‏(‏اطلب النص في شكله المنسَّق في المطبوعة)‏

حتى تاريخ صدور هذه المطبوعة،‏ انتج العلماء العناصر ٩٣ الى ١١٨.‏ وكما كان متوقعا،‏ تلائم هذه العناصر ايضا نموذج الجدول الدوري.‏

‏[المصدر]‏

المصدر:‏ مختبر لوس ألاموس الوطني

اسم العنصر الرمز العدد الذرّي (‏عدد الپروتونات)‏

hydrogen H 1

helium He 2

lithium Li 3

beryllium Be 4

boron B 5

carbon C 6

nitrogen N 7

oxygen O 8

fluorine F 9

neon Ne 10

sodium Na 11

magnesium Mg 12

aluminum Al 13

silicon Si 14

phosphorus P 15

sulfur S 16

chlorine Cl 17

argon Ar 18

potassium K 19

calcium Ca 20

scandium Sc 21

titanium Ti 22

vanadium V 23

chromium Cr 24

manganese Mn 25

iron Fe 26

cobalt Co 27

nickel Ni 28

copper Cu 29

zinc Zn 30

gallium Ga 31

germanium Ge 32

arsenic As 33

selenium Se 34

bromine Br 35

krypton Kr 36

rubidium Rb 37

strontium Sr 38

yttrium Y 39

zirconium Zr 40

niobium Nb 41

molybdenum Mo 42

technetium Tc 43

ruthenium Ru 44

rhodium Rh 45

palladium Pd 46

silver Ag 47

cadmium Cd 48

indium In 49

tin Sn 50

antimony Sb 51

tellurium Te 52

iodine I 53

xenon Xe 54

cesium Cs 55

barium Ba 56

lanthanum La 57

cerium Ce 58

praseodymium Pr 59

neodymium Nd 60

promethium Pm 61

samarium Sm 62

europium Eu 63

gadolinium Gd 64

terbium Tb 65

dysprosium Dy 66

holmium Ho 67

erbium Er 68

thulium Tm 69

ytterbium Yb 70

lutetium Lu 71

hafnium Hf 72

tantalum Ta 73

tungsten W 74

rhenium Re 75

osmium Os 76

iridium Ir 77

platinum Pt 78

gold Au 79

mercury Hg 80

thallium Tl 81

lead Pb 82

bismuth Bi 83

polonium Po 84

astatine At 85

radon Rn 86

francium Fr 87

radium Ra 88

actinium Ac 89

thorium Th 90

protactinium Pa 91

uranium U 92

neptunium Np 93

plutonium Pu 94

americium Am 95

curium Cm 96

berkelium Bk 97

californium Cf 98

einsteinium Es 99

fermium Fm 100

mendelevium Md 101

nobelium No 102

lawrencium Lr 103

rutherfordium Rf 104

dubnium Db 105

seaborgium Sg 106

bohrium Bh 107

hassium Hs 108

meitnerium Mt 109

110

111

112

114

116

118

‏[الرسم]‏

‏(‏اطلب النص في شكله المنسَّق في المطبوعة)‏

هل ترتيب وتناسق العناصر في الجدول الدوري مجرد صدفة ام انه يعكس تصميما ذكيا؟‏

ذرّة الهليوم

إلكترون

پروتون

نيوترون

‏[الرسم/‏الصورة في الصفحة ٧]‏

‏(‏اطلب النص في شكله المنسَّق في المطبوعة)‏

كيف ضُبطت القوى الفيزيائية الاربع بدقة متناهية؟‏

القوة الكهرمغنطيسية

القوة النووية القوية

قوة الجاذبية

القوة النووية الضعيفة

جُزَيء الماء

نواة الذرَّة

عملاق ازرق

قزم احمر

الشمس