ربما تعرف ما هي الفيزياء، إنها دراسة العالم المادي، من سقوط التفاح إلى حركة الكواكب والنجوم إلى سلوك الجُسيمات دون الذريّة التي تشكّل العالم من حولنا.
الفيزياء في كل مكان. إنها في أبعد مسافةّ من الكون. إنها في الثقوب السوداء الهائلة التي تتأرجح في مركز المجرات وفي اللبِنات الأساسيّة الصغيرة التي تُشكّل الحياة على الأرض. إنها حتى في الفضاء الذي يبدو فارغًا حولنا.
بين الحين والآخر، يأتي الفيزيائي الذي يُغيّر إلى الأبد نظرتنا إلى الكون، وكلّ شيء فيه.
إليكم 20 فيزيائيًّا أحدثت نظرياتُهم وأفكارُهم واكتشافاتُهم ثورةً في الطريقة التي نرى بها العالم:
- أحد أكثر إنجازات جاليليو جاليلي (1564-1642) المعروفة في الفيزياء، هو عمله في مجال الأجسام المتحركة. في 1630، أظهر أن جميع الأجسام المتساقطة بُحريّة لها نفس التسارع المستمر.
- كانت إحدى أكثر أفكاره ثوريةً، هي أنّ حركة الأشياء في الفضاء تخضع لنفس مجموعة القوانين الفيزيائيّة؛ مثل: حركة الأشياء على الأرض. بناءً على عمل جاليليو على الأشياء المتحركة، أسّس إسحاق نيوتن (1643-1727) قوانينَ الحركة الثلاثة وكذلك قانون الجاذبيّة، في عام 1687.
- مايكل فاراداي (1791-1867) معروف بعمله في المغناطيسيّة والكهرباء. في عام 1831، اكتشف الحث الكهرومغناطيسي. وفي عام 1839، اقترح أن هناك علاقةً كامنةً بين الكهرباء والمغناطيسيّة.
- في عام 1864، نشر جيمس كلارك ماكسويل (1831-1879) نظريته عن الكهرومغناطيسية، التي أظهرت أن الكهرباء والمغناطيسيّة والضوء كلها مظاهر للظاهرة نفسها (المجال الكهرومغناطيسي).
- في عام 1895، أصبح فيلهلم رونتجن (1845-1923) أوّل فيزيائي ينتج ويكتشف الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق الطول الموجي، الذي نعرفه اليوم باسم الأشعة السينية.
- في عام 1896، ساعدت ماري كوري (1867-1934) في اكتشاف النشاط الإشعاعي (الذي عُثِر عليه من خلال فحص خصائص الأشعة السينيّة) وأدخلت تقنيات لعزل النظائر. اكتشفت هي وزوجُها (بيير كوري) العناصر المُشعّة، والراديوم والبولونيوم.
- في عام 1897، اكتشف ج. ج. طومسون (1856-1940) الإلكترون. كان أول جُسيم دون ذري اكتُشف على الإطلاق.
- يرجع الفضل إلى ماكس بلانك (1858-1947) في ولادة ميكانيكا الكم. ففي عام 1900، اقترح فكرة الكم، وهي جيوب منفصلة من الطاقة المنبعثة من الضوء. كما حدّد القيمة لثابت بلانك، وهو أمر أساسي في ميكانيكا الكم.
- في عام 1905، نشر ألبرت أينشتاين (1879-1955) ورقةً عن النسبيّة الخاصّة، تنصّ على أن سرعة الضوء ثابتة دائمًا. وبسرعة الضوء، يقف الوقت ثابتًا و تكون الكتلة لا نهائيّةً. في عام 1916، نشر نظريته النسبية العامّة، وهي نظرية أساسيّة لطبيعة المكان والزمان والجاذبية التي تنص على أن الجاذبية هي تأثير انحناء المكان والزمان.
- في عام 1911، أظهر إرنست رذرفورد (1871-1937) أنّ أنوية الذرات تضم معظم كتلتها. وفي عام 1920، اكتشف البروتون.
- نيلز بور (1885-1962) معروف بصياغته نظريّة التركيب الذري في عام 1913. اكتشف بور أن للذرة نواةً في المركز مع إلكترونات تدور حولها. كما لعب دورًا رئيسًا في ولادة ميكانيكا الكم.
- فولفجانج باولي (1900-1958) معروف جيدًا بعمله في نظرية الدوران ونظرية الكم، بالإضافة إلى اكتشافه مبدأ استبعاد باولي عام 1925 الذي يُعد مفتاحًا لفهم خصائص النجوم والسُدم. وفي عام 1931، تنبّأ بوجود النيوترينوات، وهي جزيئات متفاعلة ضعيفة تسقط عبر الكون بسرعة الضوء تقريبًا.
- في عام 1926، توصّل إروين شرودنغر (1887-1961) إلى ما يعتبر المعادلة المركزية لفيزياء الكم، والتي تصف ميكانيكا الموجة. في عام 1935، توصّل إلى “قطة شرودنغر” إحدى أشهر تجارب الفكر في التاريخ. ينطوي على قطة محاصَرة في صندوق، مع احتمال أن تكون على قيد الحياة أو ميتةً بنسبة 50/50. استنتج شرودنغر أنه حتى تتمكن من معرفة ذلك -على وجه اليقين- فإن القطّة على قيد الحياة وميتة، موجودة في ما يعرف باسم “حالة التراكب”.
- في عام 1928، توقّع بول ديراك (1902-1984) وجود مادة مضادّة، وهي جُسيمات لها شحنة كهربائيّة متساوية، ولكنها معاكسة لنظيراتها؛ مثل: البوزيترون (أو مضاد الإلكترون).
- يشتهر فيرنر هايزنبرغ (1901-1976) بمبدأ عدم اليقين عام 1927، الذي يضع قيودًا أساسيّةً على دقة القياسات التجريبيّة في ميكانيكا الكم.
- يشتهر إنريكو فيرمي (1901-1954) بعمله في أول مفاعل نووي كجزء من مشروع مانهاتن. كما قدم مساهماتٍ كبيرةً في نظرية الكم، وكذلك الفيزياء النووية والجُسيمات.
- اشتهر جيه روبرت أوبنهايمر (1904-1967) بعمله في مشروع مانهاتن، وتوجيهه لإنتاج القنابل الذريّة الأولى.
- ريتشارد فاينمان (1918-1988) مشهورٌ بمساهماته في نظريّة الديناميكا الكهربائية الكمومية، التي توّحد النسبيّة الخاصّة، وميكانيكا الكم للبحث عن فهم أفضل للكون.
- في عام 1961، اقترح موراي غيل مان (2019-1929) الطريقة الثُمانيّة لتصنيف الجُسيمات دون الذرية. وفي عام 1964، اقترح فرضيّة الكوارك، التي تنص على أن البروتونات والنيوترونات والهادرونات الأخرى تتكون في الواقع من جزيئات أصغر تُدعى الكواركات.
- على الرغم من أن فيرا روبين (2016-1928) كانت عالمة فلك، فإن دراستها لدوران المجرات قادتها إلى أول دليل حقيقي على أن 84 في المائة من الكون يتكون من جُسيمات غامضة وغير مرئية للمادة المظلمة.
