ما تعجز العين المجرَّدة عن رؤيته

دقائق الغبار تطير في الهواء ولا تراها عين.‏ لكنَّ شعاع الشمس يدخل عبر النافذة،‏ فيتراءى الغبار الخفي للناظر.‏ لقد فضح ضوء الشمس وجود دقائق الغبار امام العين البشرية.‏

فكّروا ايضا في الضوء المرئي الذي يبدو ابيض او بلا لون للعين المجرَّدة.‏ ماذا يحدث اذا مر ضوء الشمس في قطرات ماء بزاوية معيَّنة؟‏ يصير الماء عندئذ كالموشور prism،‏ ونرى قوس قزح من الالوان الجميلة!‏

تعكس الاجسام حولنا اطوالا موجية wavelengths للضوء تراها اعيننا كألوان.‏ فالعشب الاخضر مثلا لا ينتج هو نفسه الضوء الاخضر،‏ بل يمتص كل الاطوال الموجية للضوء المرئي الا الاخضر.‏ ويعكس العشب الطول الموجي الاخضر نحو عينينا.‏ وهكذا نرى العشب اخضر.‏

ادوات من صنع الانسان تساعده على الرؤية

في السنوات الاخيرة صار من الممكن،‏ بفضل الاختراعات العصرية،‏ رؤية اشياء كثيرة تعجز العين المجرَّدة عن تمييزها.‏ فقطرة الماء تبدو خالية من الحياة،‏ ولكن عندما ننظر اليها بواسطة مجهر عادي،‏ نراها مليئة بكل انواع المخلوقات المتحركة.‏ والشعرة الواحدة،‏ التي تبدو عادةً ناعمة وملساء،‏ تَظهر تحت المجهر خشنة ومجعَّدة.‏ وهنالك مجاهر قوية جدا تكبِّر الاجسام مليون مرة،‏ اي ما يعادل تكبير طابع بريدي بحيث يصير بحجم بلد صغير!‏

واليوم،‏ باستعمال مجاهر اقوى ايضا،‏ يحصل الباحثون على صور قريبة للشكل الخارجي للسطوح على مستوى الذرَّات.‏ وهكذا يتمكنون من رؤية ما كانوا عاجزين عن رؤيته بالاعين البشرية قبل زمن ليس ببعيد.‏

ومن ناحية اخرى،‏ نحن ننظر الى السماء ليلا ونرى النجوم.‏ فكم يبلغ عددها؟‏ لا يُرى بالعين المجردة إلا آلاف قليلة على أعلى تقدير.‏ ولكن مع اختراع المقراب (‏التلسكوب)‏ قبل نحو ٤٠٠ سنة،‏ بدأ الناس يرون المزيد والمزيد.‏ وفي عشرينات القرن العشرين،‏ كشف مقراب قوي في مرصد جبل ويلسون عن وجود مجرات غير مجرتنا،‏ كما اظهر انها هي ايضا تحتوي على نجوم لا تُعدّ ولا تُحصى.‏ واليوم،‏ باستعمال ادوات معقدة بشرية الصنع لرصد الكون،‏ يقدّر العلماء انه يوجد عشرات البلايين من المجرات،‏ وكثير منها يحتوي على مئات البلايين من النجوم!‏

وكشفت المقاريب امرا مدهشا فعلا،‏ وهو ان بلايين النجوم،‏ التي تعطي مجرة درب التبانة شكلها لأنها تبدو متقاربة جدا،‏ بعيدة الواحدة عن الاخرى مسافات شاسعة للغاية.‏ وبشكل مماثل،‏ مكَّنت المجاهر القوية العين المجرَّدة من رؤية ان الاجسام،‏ التي تبدو جامدة،‏ هي في الواقع مؤلفة من ذرَّات فيها فراغ كبير.‏

 الصغر المتناهي

ان اصغر شيء يمكن رؤيته،‏ اذا وُضع تحت مجهر عادي،‏ يتألف من اكثر من عشرة بلايين ذرَّة!‏ ومع ذلك،‏ اكتُشف سنة ١٨٩٧ ان للذرَّة جُسيمات صغيرة دوّارة دعيت إلكترونات.‏ وعلى مر الوقت،‏ وُجد ان نواة الذرَّة،‏ التي تدور حولها الإلكترونات،‏ تتألف من جُسيمات اكبر حجما من الإلكترونات هي النيوترونات والپروتونات.‏ والانواع الـ‍ ٨٨ من الذرَّات،‏ او العناصر الكيميائية،‏ الموجودة بشكل طبيعي على الارض لها من حيث الاساس نفس الحجم،‏ لكنها تختلف في الوزن لأن عدد هذه الجُسيمات الثلاثة يزداد بالتدريج من عنصر كيميائي الى آخر.‏

ان الإلكترونات (‏في حالة ذرَّة الهيدروجين هنالك إلكترون واحد)‏ تدور في فراغ حول نواة الذرَّة بلايين المرات في كل جزء من المليون من الثانية،‏ وهذا ما يعطي الذرَّة شكلها ويجعلها كجسم جامد.‏ ويلزم نحو ٨٤٠‏,١ إلكترونا لكي تتساوى كتلتها مع كتلة پروتون او نيوترون واحد.‏ والپروتون والنيوترون كلاهما اصغر من الذرَّة نفسها بـ‍ ٠٠٠‏,١٠٠ مرة تقريبا.‏

لكي تفهموا مدى الفراغ الموجود في الذرَّة،‏ حاولوا ان تتخيلوا نواة ذرَّة الهيدروجين وإلكترونا يدور حولها.‏ فإذا كانت النواة،‏ المؤلفة من پروتون واحد،‏ بحجم كرة تنس،‏ يكون الإلكترون الدائر حولها على مسافة ثلاثة كيلومترات تقريبا منها.‏

ذكر تقرير حول الاحتفالات المئوية لاكتشاف الإلكترون:‏ «يتردد البعض في الاحتفال بذكرى شيء لم يره احد ولا يُعرف له حجم،‏ انما له وزن يمكن قياسه وله شحنة كهربائية ويدور كالدوّامة.‏ .‏ .‏ .‏ واليوم لا احد يشك في فكرة وجود اشياء لا نراها».‏

اشياء اصغر بعدُ

ان مسرِّعات الجُسيمات،‏ القادرة على قذف جُسيمات من المادة بحيث ترتطم بعضها ببعض،‏ تعطي العلماء اليوم لمحة عمّا في داخل نواة الذرَّة.‏ ونتيجةً لذلك وُضعت مقالات عن جُسيمات كثيرة بأسماء غريبة،‏ مثل پوزيترون،‏ فوتون،‏ ميزون،‏ كوارك،‏ غَريون،‏ وكثير غيرها.‏ هذه الجُسيمات جميعها غير مرئية،‏ حتى بواسطة اقوى المجاهر.‏ ولكن بوجود آلات مثل حجرات السحاب والفقاقيع cloud and bubble chambers وعدّادات التلألؤ scintillation counters،‏ يمكن ملاحظة آثارها.‏

لقد صار بإمكان الباحثين رؤية ما كان غير مرئي.‏ وبذلك اصبحوا يدركون اهمية ما يدعونه القوى الاساسية الاربع:‏ الجاذبية،‏ القوة الكهرمغنطيسية،‏ والقوتان النوويتان المسمَّاتان «القوة الضعيفة» و «القوة الشديدة او القوية».‏ ويبحث بعض العلماء عما يدعونه «نظرية كل شيء»،‏ التي يأملون ان تزوّد تفسيرا واضحا للكون،‏ من الاشياء التي تُرى بالعين المجرَّدة الى الاشياء المجهرية.‏

اية دروس نتعلمها من رؤية الاشياء التي تعجز العين المجرَّدة عن رؤيتها؟‏ وأية استنتاجات توصَّل اليها كثيرون على اساس ما تعلَّموه؟‏ ستجدون الجواب في المقالتين التاليتين.‏

‏[الصور في الصفحة ٣]‏

صورتان لذرَّات النيكل (‏الى الاعلى)‏ وذرَّات الپلاتين

‏[مصدر الصورة]‏

Courtesy IBM Corporation,‎ Research Division,‎ Almaden Research Center