في سلسلتنا عن الثوابت الفيزيائية، سبق أن تحدثنا عن ثابت بلانك و طول بلانك. سنتحدّث اليوم عن ثابتٍ آخر من الثوابت الفيزيائية الغريبة جداً والتي ساهم في وجودها العالم الفذ ماكس بلانك، إنه (زمن بلانك Planck Time).

تحدثنا في المقال السابق عن (طول بلانك Planck Length) وأنّهُ يُعتبر أصغر وحدة طول كونية يكون تأثير الجاذبية فيها مؤثر Valid، وكما ذكرنا سابقاً أنّ طول بلانك يساوي:

1.6 X 10 ^ -35 Meter

ماذا لو قلت لك أنَّك بحساباتٍ بسيطة تستطيع بنفسك إيجاد قيمة زمن بلانك؟

نعم! أنت تستطيع بكلّ بساطة حساب زمن بلانك ولكن لتكون قادراً على ذلك، يجب مراجعة بعض الأمور الأساسية في علم الفيزياء.

فمثلاً عليك أن تعرف أنّ فوتون الضوء هو أسرع شيئ في الكون، وقيمة تلك السرعة هي:

 3 x 10^8 m/s

شيئ آخر بسيط لكنّه في غاية الأهميّة ألا وهو معادلة السرعة، وهي أنّ السرعة = المسافة/ الزمن  v= d/t . قد لا تصدّقني إذا قلتُ لك أنّ هاتين المعلومتين كافيتان لإيجاد زمن بلانك. ببساطة علينا إيجاد الزمن اللازم لمرور أسرع شيئ في الكون في أصغر مسافة نظرية ممكنة.

بمعنى آخر، علينا إيجاد الزمن الذي يستغرقه الفوتون الضوئي للمرور عبر طول بلانك، وهذه عملية حسابية بسيطة جداً عن طريق التعويض المباشر للقيم المعلومة وهي كالتالي:

V= 3 X10^8 m/s

 (مع العلم أننا نضع الرمز C لسرعة الضوء لأنّها ثابت فيزيائي)

المسافة d= 1.6 x 10^ -35  meter

وبالتالي المجهول الوحيد هو الزمن.

v= d/t     أي أنّ   t=d/v   

أي أنّ زمن بلانك = طول بلانك/ سرعة الضوء

بالتعويض المباشر تجد أنّ:

1.6 x 10^ -35  / 3 x 10^8 = 5.3 x 10^-44 sec

أي أقل من الثانية الواحدة ب 100 سيبتيلّيون مرة /  أو 100 تري ديشيلّيون مرة Septillion tredecillion وهو أصغر زمن نظري في الفيزياء.     

ومعادلة زمن بلانك (تنتج عن قسمة معادلة طول بلانك على سرعة الضوء) هي: 

tp

قد يتوارد إلى ذهنك الآن سؤال وهو: ما هو أصغر زمن تم قياسه عملياً في الفيزياء؟

الجواب هو أنّ أصغر زمن تم قياسه عملياً هو 18-^10  ثانية أو مانطلق عليه لفظ اتوسكند Atto-second  وهو الوقت الذي يستغرقه الضوء للسير بطول ذرتين هيدروجين.

السؤال الثاني (وهو الأصعب): لماذا كلّ هذا المجهود الذهني لإيجاد القيم المتناهية الصغيرة والتي ليس لها أي استخدام عملي في الفيزياء؟

في الحقيقة أنّ هذه القيم الصغيرة جداً قد تساعد الفيزيائيين يوماً ما في الإجابة عن أسئلةٍ كثيرة تخص ميلاد الكون واللحظات الأولى للانفجار العظيم.  فلو فكرت للحظة، ستجد أنّ نظرية الانفجار العظيم ترجح بأنّ الكون بدأ من نقطةٍ صغيرة الحجم يطلق عليها المتفرّدة  “Singularity” والتي أخذت في التمدّد منذ 13.8  بليون سنة.

في هذه اللحظات الكونية المبكرة لم تكن هناك مادة ولا حتى مكونات ذريّة بسيطة، وهذا معناه أنّ مقاييس الكون في ذاك الوقت كانت أقرب إلى طول بلانك وزمن بلانك المتناهيان في الصغر، وسرعة الضوء المتناهية الكبر.

  • إعداد: شادي القصاص
  • تدقيق لغوي: مرتضى نحلاوي