ملخص تاريخ موجز للزمن | ستيفن هوكينج

من الانفجار العظيم إلى الثقوب السوداء

الحياة مشغولة لديها تاريخ موجز للزمن كان يجمع الغبار على رف كتبك؟ بدلاً من ذلك، التقط الأفكار الرئيسية الآن. نحن نخدش السطح هنا. إذا لم يكن الكتاب بحوزتك بالفعل، اطلبه هنا أو احصل على الكتاب الصوتي ل مجاناً على أمازون لمعرفة التفاصيل المثيرة.

الملخص

تاريخ موجز للزمن هو ملخص موجز موجز لأصول وطبيعة كوننا. يرشد ستيفن هوكينج القراء عبر تطور فهمنا العلمي. ويبدأ بقانون نيوتن للجاذبية في القرن السابع عشر الميلادي وصولاً إلى النظريات الحديثة لبداية الكون. هذا الكتاب هو دليل واضح ومفهوم للكون. من الثقوب السوداء إلى السفر عبر الزمن، يشرح ستيفن هوكينج بعضًا من أهم ألغاز كوننا. 

وجهة نظر ستيفن هوكينج

ستيفن هوكينج كان يُعتبر أحد أبرع علماء الفيزياء النظرية في التاريخ. وقد أحدثت أعماله حول نشأة الكون وبنيته، من الانفجار العظيم إلى الثقوب السوداء، ثورة في هذا المجال. ولد هوكينج في أكسفورد لعائلة من الأطباء. بدأ هوكينج تعليمه الجامعي في الكلية الجامعية، أكسفورد، في أكتوبر 1959. وحصل على درجة البكالوريوس من الدرجة الأولى (مع مرتبة الشرف) في الفيزياء. ثم بدأ هوكينج دراسته العليا في ترينيتي هول بكامبريدج في أكتوبر 1962. حصل على درجة الدكتوراه في الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية، وتخصص في النسبية العامة وعلم الكونيات، في مارس 1966. شغل منصب أستاذ لوكاسيان للرياضيات في جامعة كامبريدج بين عامي 1979 و2009. في سن الـ 21، وأثناء دراسته لعلم الكونيات في جامعة كامبريدج، شُخِّصَ بمرض التصلب الجانبي الضموري (ALS). وقد صُوِّر جزء من قصة حياته في فيلم "نظرية كل شيء" عام 2014.

نظريات الماضي يمكن أن تتنبأ بالمستقبل

يشرح ستيفن هوكينج للقراء أن النظرية هي نموذج يفسر بدقة الملاحظات في بيئتنا. والنظريات الأكثر قبولاً على نطاق واسع مدعومة بنتائج متسقة عبر العديد من التجارب. ومن ثم تشرح هذه النظريات كيف ولماذا تحدث الأشياء في بيئتنا. 

يقدم هوكينج فائدتين مرتبطتين بتطوير النظريات:

1. توفر النظريات أساسًا للعلماء لوضع تنبؤات حول الأحداث المستقبلية. ويضرب هوكينج مثالاً بنظرية نيوتن للجاذبية. فقد سمحت هذه النظرية للعلماء بالتنبؤ بالحركات المستقبلية للكواكب.
2. لا يتم توحيد النظريات بشكل كامل أبداً. وهذا يعني أنه يمكن تحسينها باستمرار مع ظهور المزيد من الأدلة. هذه الطبيعة غير القابلة للدحض ضرورية لتطوير معرفتنا.

تسمح لنا النظريات العلمية بالاستدلال على طبيعة كوننا المستقبلي. ومع ذلك، فهي تتطور دائمًا وتصبح أكثر دقة في التنبؤ بالمستقبل.

نظرية نيوتن للجاذبية طورت فهمنا للجاذبية بشكل ملحوظ

كانت نظرية نيوتن عن الجاذبية ثورية. فخلال القرن السابع عشر، اعتقد الناس أن الأجسام كانت في حالة سكون مطلق بشكل طبيعي. وبالتالي، فإن الجسم يظل ثابتًا دون أي حركة. قلب نيوتن هذه الفكرة رأساً على عقب باقتراحه أن جميع أجسام الكون في حركة مستمرة. وقد دعم هذه النظرية ملاحظة نيوتن للكواكب وهي تتحرك باستمرار بالنسبة لبعضها البعض.

قوانين نيوتن الثلاثة

وبناءً على النتائج التي توصل إليها نيوتن، وضع ثلاثة قوانين:

1. تستمر جميع الأجسام في الحركة في خط مستقيم إذا لم تؤثر عليها قوة أخرى.
2. تتسارع سرعة الجسم بمعدل يتناسب مع القوة المؤثِّرة عليه. بالإضافة إلى ذلك، كلما زادت كتلة الجسم، قلَّ تأثير القوة على حركته.
3. جميع الأجسام في الكون تجذب الأجسام الأخرى بقوة تتناسب مع كتلة كل جسم.

سرعة الضوء تتحدى نظرية نيوتن في سرعة الضوء

وبما أننا في حركة ثابتة بالنسبة إلى الأجسام الأخرى، فقد وصف نيوتن السرعة بأنها نسبة إلى الأجسام الأخرى. ومع ذلك، يوضح هوكينج أن فهمنا لسرعة الضوء يتحدى هذا الجزء من نظرية نيوتن. يجب أن تكون سرعة الضوء دائمًا ثابتة وليست نسبية. فهي دائمًا 186,000 ميل في الثانية. تم حل هذه الثغرة في نظرية نيوتن في أوائل القرن العشرين على يد ألبرت أينشتاين. على وجه التحديد، نظرية النسبية لأينشتاين.

الوقت غير ثابت

استندت النظرية النسبية على نظرية نيوتن للجاذبية من خلال حساب أن سرعة الضوء ثابتة. اقترح أينشتاين أن قوانين العلم هي نفسها لجميع المراقبين الذين يتحركون بحرية. ومن ثم، فإن هذا يفسر ثبات سرعة الضوء. وبغض النظر عن سرعة الراصد الذي يتحرك بحرية، فإن سرعة الضوء ستكون هي نفسها. السبب وراء هذا المبدأ هو أن الزمن نسبي وليس ثابتًا.

يستخدم هوكينج تشبيهًا لشرح هذه النقطة. تخيل أن وميضًا من الضوء ينبعث إلى راصدين اثنين. يتحرك أحد هذين الراصدين باتجاه الضوء بينما يتحرك الآخر بسرعة أكبر في الاتجاه المعاكس. تظل سرعة الضوء هي نفسها لكل راصد لأنها ثابتة. ومع ذلك، يتحدَّد الزمن بالمسافة المقطوعة مقسومة على السرعة. ومن ثَمَّ، سيُدرك الراصدان الضوء المنبعث عند نقطتين زمنيتين مختلفتين. والأهم من ذلك أن هذا يعني أن أيًّا من الراصدين لن يكون مخطئًا في تسجيله للوقت الذي انبعث فيه الضوء لأول مرة. وبدلًا من ذلك، سيكون الزمن نسبيًّا وفريدًا لكلٍّ من الراصدين.

الحالة الكمية تساعدنا في قياس الجسيمات

تتكون كل المادة من جسيمات. لذلك، لفهم الكون بشكل أفضل، نحتاج إلى فهم الجسيمات، بما في ذلك كيفية تصرفها وسرعتها. يوضح هوكينج أنه من الصعب قياس الجسيمات بشكل خاص. فكلما حاولت قياس موضع الجسيم بدقة أكبر، كلما أصبحت سرعته غير مؤكدة. وبالمثل، كلما حاولت قياس سرعته بدقة أكبر، كلما أصبح موضع الجسيم أقل دقة. اكتُشفت هذه الظاهرة في عشرينيات القرن العشرين، وتسمى مبدأ عدم اليقين.

للتغلب على قيود قياس الجسيمات، بدأ العلماء في قياس الحالة الكمية للجسيمات. تجمع الحالة الكمية بين العديد من المواضع والسرعات المحتملة للجسيم. وبالتالي، يستحيل على العالم في الوقت الحالي رصد الموضع الدقيق للجسيم وسرعته. وبدلًا من ذلك، يتعين على العلماء تتبع جميع المواضع المحتملة التي يمكن أن يكون فيها الجسيم وتحديد أي منها على الأرجح. وهذا يتطلب من العلماء مراقبة الجسيمات كما لو كانت موجات.

يمكن رسم المواضع المتنوعة التي يمكن أن يظهر فيها الجسيم على شكل ما يشبه الموجة المتذبذبة المستمرة. تنشأ المواضع الأكثر احتمالًا للجسيم حيث تتطابق الأقواس والانخفاضات مع بعضها البعض.

الأجسام الضخمة التي تنحني في الفضاء-الزمن تسبب الجاذبية

يشرح هوكينج أن جاذبية الأجسام الضخمة تسبب انحناء الزمكان. بالإضافة إلى ذلك، فإن الكتل الضخمة مثل شمسنا تغير الزمكان. تخيلوا تشبيه الزمكان ببطانية ممدودة ومعلقة في الهواء. سيؤدي وضع جسم ما في منتصف البطانية إلى انحناء البطانية وغرق الجسم. وبمجرد أن ينتج هذا المنحنى، تتبع الأجسام الأخرى هذه المنحنيات في الزمكان. يشرح هوكينج ذلك لأن الجسم يجتاز دائمًا أقصر طريق بين نقطتين. وفي حالة الأجسام الكبيرة، يكون هذا هو المدار الدائري.

الزمكان هو البعد الرابع في عالمنا. يستخدم علماء الفيزياء الزمكان لوصف الأحداث داخل الكون. بالنسبة لهؤلاء العلماء، يقع الحدث في موضع معين في المكان والزمان. يتعيّن على العلماء مراعاة الزمن لأن النظرية النسبية تنص على أن الزمن نسبي. وبالتالي، فهو عامل أساسي في وصف طبيعة الحدث. والأهم من ذلك أن فهمنا للزمكان والزمان سمح لنا بتطوير نظرية الجاذبية.

النجوم المنهارة يمكن أن تنتج الثقوب السوداء

تعتمد النجوم على كميات هائلة من الطاقة لإنتاج الحرارة والضوء. بالإضافة إلى أن هذه الكمية تتراكم نظرًا لطول عمرها الافتراضي. وبمجرد نفاد هذه الطاقة، يموت النجم. ثم يحدد حجم النجم بعد ذلك ناتج موت هذا النجم. على سبيل المثال، تنتج النجوم الضخمة ثقوبًا سوداء. 

يوضح هوكينج السبب في أن موت النجوم العملاقة يمكن أن ينتج عنه ثقوب سوداء. تنشأ الثقوب السوداء من هذه الأحداث لأن جاذبية النجوم الضخمة قوية للغاية. وتستخدم النجوم طاقتها لمنع نفسها من الانهيار بسبب قوة الجاذبية. ومع ذلك، بمجرد نفاد طاقة النجم، يبدأ في الانهيار على نفسه. تنجذب كل المادة المحيطة بها إلى الداخل نحو نقطة كروية كثيفة بلا حدود تُسمَّى التفرُّد. هذا التفرد هو ما نسميه الثقب الأسود.

جاذبية الثقب الأسود قوية جدًّا لدرجة أن الضوء ينحني على امتداده. بالإضافة إلى ذلك، فإن جاذبيته القوية تمنع أي شيء يعبر حدًا معينًا حوله من الهروب مرة أخرى. يلاحظ هوكينج أن نقطة اللاعودة هذه تسمى أفق الحدث. الضوء هو أسرع شيء يتحرك في الكون. ومع ذلك، حتى الضوء لا يمكنه الهروب من الثقوب السوداء. وبما أنه لا يمكن للضوء الهروب من الثقوب السوداء، فإن هذا يسلط الضوء على معضلة رصدها. ومع ذلك، يبحث العلماء عن تأثيرات الجاذبية على الكون والأشعة السينية الناتجة عندما يمتص الثقب الأسود المادة ويمزقها.

لا يمكن أن يتحرك الوقت إلا إلى الأمام

يوضح هوكينج في كتاب "تاريخ موجز للزمن" أن تمدد الكون يسمح للزمن بالتقدم إلى الأمام. ومع ذلك، لم يستسلم العديد من العلماء لإمكانية أن يبدأ الكون في الانكماش ويبدأ الزمن في السير إلى الوراء. وعلى الرغم من ذلك، يجادل هوكينج بأن هناك العديد من المؤشرات القوية التي تشير إلى أن الزمن لا يمكن أن يتحرك إلا إلى الأمام. 

سهام الزمن

يُطلق على القانون الثاني للديناميكا الحرارية اسم الإنتروبيا. تشير الإنتروبيا إلى أن الاضطراب يميل إلى الزيادة مع مرور الوقت. لا يُعاد ترتيب الاضطراب بشكل عام بشكل تلقائي، مما يشير إلى أن الزمن لا يمكن أن يتحرك إلى الأمام إلا مع مرور الوقت. على سبيل المثال، الكوب المكسور لن يعاد ترتيبه تلقائيًا. هذا هو السهم الديناميكي الحراري للزمن. وبالمثل، سوف تتطور لديك ذكرى انكسار هذا الكوب. ومع ذلك، قبل هذا الحدث، لن تكون قادرًا على تذكر موضعه المستقبلي على الأرض. هذا هو السهم النفسي للزمن. وأخيرًا، يشير سهم الزمن الكوني إلى توسع الكون. ومع توسع الكون، تزداد الإنتروبيا. 

لنفترض أن الاضطراب في الكون سيصل إلى أقصى نقطة له. في هذه الحالة، يمكن أن يبدأ الكون في الانكماش، مما يعكس سهم الزمن الكوني. ومع ذلك، لن نعرف ذلك لأن الكائنات الذكية لا يمكن أن توجد إلا مع زيادة الاضطراب. وذلك لأننا نعتمد على عملية الانتروبيا لتحلل غذائنا إلى طاقة. وبالتالي، قد يتحرك الزمن يومًا ما إلى الوراء. ومع ذلك، لن نكون هناك لنرى ذلك.

القوى الأساسية الأربع

الجاذبية هي إحدى القوى الأساسية للكون. ومع ذلك، يصف هوكينج ثلاث قوى أساسية أخرى للكون. 

القوة الكهرومغناطيسية

يمكن ملاحظة القوى الكهرومغناطيسية على جميع الجسيمات ذات الشحنات الكهربية. وهذا يشمل الإلكترونات والكواركات. أيضًا، تخلق هذه القوى أحداثًا مثل التصاق المغناطيس بالثلاجة. هذه القوى يمكن أن تكون قوى تجاذب أو تنافر. يحدث التجاذب بين الجسيمات الموجبة والسالبة الشحنة. وعلى العكس من ذلك، يحدث التنافر عندما يلتقي جسيمان متساويان في الشحنة. ويؤكد هوكينج أن هذه القوة أقوى بكثير من الجاذبية وتؤثر حتى على أصغر الذرات.

القوة النووية الضعيفة

تؤثِّر القوة النووية الضعيفة على جميع الجسيمات المكوِّنة للمادة. تُعتبَر هذه القوة ضعيفة لأنها لا تؤثِّر إلا على مسافات قصيرة. تنتج القوى النووية نشاطًا إشعاعيًّا. عند الطاقات الأعلى، تزداد قوة القوة النووية الضعيفة حتى تضاهي القوة الكهرومغناطيسية.

القوة النووية القوية

ويمكن لهذه القوة النووية أن تربط البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. وبالمثل، يمكنها ربط الكواركات الصغيرة داخل البروتونات والنيوترونات. وتختلف القوة النووية القوية عن القوة النووية الضعيفة لأنها تصبح أضعف عند الطاقات الأعلى. 

طاقة التوحيد الكبرى

توجد حالة من الطاقة العالية تسمى طاقة التوحيد الكبرى. تحدث هذه الحالة عندما تصل القوى الثلاث إلى قوة متساوية. وبذلك، تصبح جوانب مختلفة لقوة واحدة. يقترح هوكينج أن هذه القوة الموحدة يمكن أن تكون قد لعبت دورًا مهمًا في خلق كوننا. 

كيف حدث الانفجار العظيم؟

يتفق العلماء بالكامل تقريبًا على حدوث الانفجار العظيم. ومع ذلك، يختلف العديد من العلماء حول كيفية حدوث الانفجار العظيم. لكن هناك نظريتان بارزتان حول كيفية حدوث الانفجار العظيم.

نموذج الانفجار الكبير الساخن

• بدأ الكون بحجم صفري وكان ساخنًا وكثيفًا إلى ما لا نهاية.
• أنتج الانفجار العظيم تمددًا، وهو ما أدى لاحقًا إلى تبريد درجة حرارة الكون. والسبب في هذا التبريد هو أن درجة الحرارة تنتشر الآن بشكل أكبر.
• في الساعات القليلة الأولى من هذا التوسع، تم إنشاء معظم عناصر الكون الحالية.
• بدأت الأجسام الكبيرة داخل الكون في الدوران بسبب الجاذبية، مما أدى إلى تكوين المجرات.
• ثم بدأت سحب من غازات الهيدروجين والهيليوم في الانهيار داخل هذه المجرات. وأدى هذا الانهيار المصاحب لتصادم الذرات إلى تفاعلات اندماج نووي. كانت هذه التفاعلات هي أصل النجوم.
• أدى موت هذه النجوم وانهيارها إلى انفجارات نجمية ضخمة قذفت المزيد من العناصر إلى الكون. ساعدت هذه العناصر في تكوين المزيد من النجوم والكواكب.

النموذج التضخمي

• كانت طاقة الكون في بداياته عالية جدًّا لدرجة أن قوى القوى الثلاث التي تحدثنا عنها أعلاه كانت متساوية.
• مع توسع الكون، طورت هذه القوى الثلاث قوى مختلفة القوة. حدث هذا بسرعة.
• ومع انقسام القوى في القوة، تحررت كمية هائلة من الطاقة.
• أدى إطلاق الطاقة إلى تأثير مضاد للجاذبية.
• تسبب التأثير المضاد للجاذبية في توسع الكون بسرعة أكبر.

اقتباس ختامي

"إذا كانت هناك حقًا نظرية موحدة كاملة تحكم كل شيء، فمن المفترض أنها تحدد أيضًا أفعالك. لكنها تفعل ذلك بطريقة يستحيل حسابها بالنسبة لكائن حي معقد مثل الإنسان. والسبب الذي يجعلنا نقول أن البشر لديهم إرادة حرة هو أننا لا نستطيع التنبؤ بما سيفعلونه."

- ستيفن هوكينج

التقييم

تقييم القصص المصورة: 4.4/5

كتاب تاريخ موجز للزمن PDF، كتاب صوتي مجاني، وملخص كتاب الرسوم المتحركة

كان هذا غيض من فيض. للغوص في التفاصيل ودعم المؤلف، اطلب كتاب أو احصل على الكتاب الصوتي مجاناً على أمازون

قم بالتعليق أدناه وأخبر الآخرين بما تعلمته أو إذا كان لديك أي أفكار أخرى.

هل أنت جديد على ستوري شوتس؟ احصل على النسخ الصوتية والمتحركة من هذا الملخص ومئات الكتب الأخرى الأكثر مبيعاً من الكتب غير الخيالية في تطبيق مجاني من أفضل التطبيقات المجانية وقد اختارته كل من Apple وThe Guardian وThe UN وGoogle كأحد أفضل تطبيقات القراءة والتعلم في العالم.

ملخصات الكتب المجانية ذات الصلة

• نظرية كل شيء بقلم ستيفن هوكينج
• معادلة الله بقلم ميتشيو كاكو
• دروس التاريخ بقلم آرييل ديورانت وويل ديورانت
• السيرة الذاتية لبنجامين فرانكلين بقلم بنجامين فرانكلين
• إيلون ماسك بقلم آشلي فانس
• العاقل بقلم يوفال نوح هراري

• الحفظ