اهم النظريات العلمية في الفيزياء

يهتم الكثير من الطلاب بالتعرف على اهم النظريات العلمية في الفيزياء حيث أنها تفيدنا كثيرًا في التعرف على ما يوجد في الكون من حولنا بشكل دقيق والوصول إلى افتراضات جديدة.
اهم النظريات العلمية في الفيزياء
هناك الكثير من النظريات الفيزيائية التي اكتشفها علماء الفيزياء والتي تتعلق بما يدور حولنا في هذا الكون الواسع وهذه النظريات قد ساعدتنا في اكتشاف العديد من الأمور الهامة في حياتنا وساعدت كثيرًا في التقدم الهائل الذي تعيشه الآن.
فالكثير من العلماء قد أفنوا حياتهم في أثبات صدق هذه النظريات ودورها في تغيير العالم بأكمله فإن نظرنا لهؤلاء العلماء مثل العالم أينشتاين وغيرهم سوف نجد أنهم قد أفادوا البشرية كثيرًا في التعرف على الكون من حولهم فقد رحلوا وتركوا لنا أشياء عظيمة ظلت رغم رحيلهم عن العالم.
ولذلك سوف نقدم لكم في هذا المقال على موقع المواطن اهم النظريات العلمية في الفيزياء واهم المعلومات التي تتعلق بكل منها سوف تجدها في السطور التالية.
نظرية الاحتمالات الكمية ومشكلة القياس
يمكن التعرف على فيزياء الكم الرياضية من خلال معادلة شرودنجر وهي تساعد على وصف احتمالية وجود جسيم في نقطة معينة، وتعتبر هذه الاحتمالية أمر رئيسي بالنسبة لحسابات أي نظام كمي وعند إيجاد القياسات بعدها سيتم الوصول إلى نتيجة معينة دون غيرها.
ولكن مشكلة القياس معناها أنه عند القيام بعمل قياس لنظام كمي تنتقل الدالة الموجية من التراكب superposition (والتراكب هو التواجد في حالتين أو موقعين في نفس الوقت) إلى حالة واحدة ولا تقدم نظرية الكم تفسير لهذا الأمر كما أن عملية القياس ذاتها ينتج عنها تغيير في التيجة بشكل عام. وتعتبر من أهم التجارب التي تمت لإثبات هذه النظرية تجربة قطة شرودنجر الشهيرة.
نظرية الانفجار العظيم
نظرية الانفجار العظيم من النظريات التياهتمت بتفسير تمدد الكون واتساعه، فهي تهتم بتوضيح كيف أصبح الكون ضخم ومتسع بشكل كبير وكيف ما زال مستمر كذلك إلى الآن وتفترض هذه النظرية أن الكون بدأ من نقطة صغيرة للغاية وعالية الكثافة يوجد بداخلها كل المادة التي توجد في العالم ثم بدأت في التمدد على مدار مليارات السنين السابقة.
فعندما قام أينشتاين بتقديم النظرية النسبية العامة قد توقع احتمالية تمدد واتساع الكون، وقد شاهد العالم Georges Lemaitre حينها أن هذا معناه أن الكون قد بدأ من نقطة واحدة صغيرة للغاية وبعدها بوقت قد اكتشف Edwin Hubble بداخل المجرات البعيدة إنزياحًا أو تدرجًا في اللون الأحمر.
وهذا الأمر يدل على أن هذه المجرات كانت قريبة من كوكب الأرض ولكنها قد ابتعدت عنها وهذا الأمر واقعي قد أثبته بعد ذلك اكتشاف خلفية إشعاعات المايكروويف الكونية في سنة 1965 والتي أكدت أن فرضيات العلماء السابقة كانت صحيحة.
قانون نيوتن للحركة
توجد للعالم إسحاق نيوتن الكثير من النظريات المعروفة، فقد قدم لنا حوالي ثلاثة قوانين للحركة تعتبر بسيطة وسهلة جدًا، ولكنها رغم ذلك تعتبر إحدى أساسيات قيام الفيزياء الحديثة، والقانون الأول ينص على أن الجسم المتحرك يستمر في حركته طالما لم تؤثر عليه قوة خارجية.
والقانون الثاني يوضح العلاقة بين كتلة الجسم وسرعته وفقًا للعلاقة الآتية: F = m × a كما تمثل F محصلة القوى وتقاس بوحدة النيوتن وM هي كتلة الجسم وa هي عجلة الجسم أي معدل زيادة أو تباطؤ سرعة الجسم.
أما القانون الثالث هو يعتبر الأكثر استخدامًا ومشهور كثيرًا ونصه كالتالي: لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومضاد له في الاتجاه، وهذا القانون يعني أن التأثير بأي قوة على أي جسم معين فإن هذا الجسم سيؤثر بنفس القوة في الاتجاه المضاد له.
نظرية الوعي الكمي
عند محاولة العلماء حل مشكلة القياس measurement problem قدتعرض القائمون على ذلك لمشكلة الوعي، وعلى الرغم من أن البعض قد حاول تجنب هذه المشكلة لكن كان يوجد علاقة بين اختيار إجراء تجربة بطريقة واعية ونتيجة هذه التجربة.
وكان بعض القائمون بالنظرية يعتقدون أن الفيزياء الحالية لا يمكنها أن توضح أو تفسر بشكل دقيق معنى الوعي وتوضيح الترابط الغريب بين الوعي والكم الذي لا ندركه إلى الآن. فإن نظرنا إلى الوعي الكمي سوف نجد أنه مجموعة من التخمينات العلمية التي تحاول تفسير الوعي البشري الموجه.
ومن الجدير بالذكر أن محاولة تفسير الوعي البشري من وجهة نظر علماء فيزياء الكم لن يتم التوصل لها بشكل دقيق حتى الآن ولا توجد أدلة كافية في هذا المجال.وتعتبر من أشهر الأمثلة التي توضح معنى الوعي الكمي هو محاولة تشبيه الوعي البشري أو تشبيه الوعي الكمي بالحاسب الكمي.
وفي الحقيقة فهو يعتبر على عكس الحواسيب التقليدية لا يعتمد فقط على الصفر والواحد (النظام الرقمي الثنائي) ولكنه يضيف لها قيمة ثالثة وهي حالة مركبة من الحالتين السابق ذكرهم أي صفر وواحد معًا وهذا الأمر يزيد من سرعة وقدرة الحاسب بطريقة يمكن التعرف عليها وتوقعها وبالفعل قد تم تصميم نماذج أولية لهذا الحاسوب.
ومن الجدير بالذكر أيضًا أن الفيزياء التقليدية لا يمكنها تفسير كيفية عمل الوعي البشري ولكن إن نظرنا إلى فيزياء الكم ومبدأ التراكب أو التواجد في حالات كثيرة بذات الوقت ومبدأ التشابك الذي تم توضيحه فيما سبق واللامركزية فيمكننا من خلالها التعرف على هذا الأمر.
قانون الجذب العام لنيوتن
منذ 300عام اقترح العالم نيوتن نظريته وهي أن أي جسمين مهما كانت كتلتهما يؤثر كل منهما بقوة جذب على الآخر، ولكي نقوم بتحديد القوة ابتكر هذا القانون المعروف [F = G × [(m1m2)/r2].حيث أن F هي قوة الجذب بين الجسمين.
أما M1 وM2 فهي كتلة الجسم الأول والثاني، وr هو المسافة بين هذين الجسمين، أما G فهو ثابت الجاذبية وهذا القانون يعد من اهم القوانين التي تتيح لنا حساب قوة الجذب بين أي جسمين متواجدين في هذا الكون مهما كانت حجم الكتلة أو المسافة بينهما.