غالبا ما نولي اهتماما لوزننا ، خاصة لمحبي الجمال ، الذين يهتمون بشدة بالتغير في الوزن. هل تعرف كم وزنك؟ في الحياة اليومية ، عادة ما نستخدم القطط لقياس الوزن ، على سبيل المثال ، إذا كان وزنك 100 قطة ، فإن "القطة" هنا هي في الواقع وحدة كتلة. ومع ذلك ، فإن هذا القياس ليس صارما ، لأننا في الواقع نقيس قوة الجاذبية التي تمارسها علينا الأرض ، وليس صفاتنا الحقيقية. نظرا لأن جاذبية الأرض تتغير قليلا في مواقع مختلفة ، فإن قياس وزن الجسم في أماكن مختلفة سيعطي نتائج مختلفة ، لكن هذا لا يعني أن كتلتك تتغير حقا ، فقط أن القوى مختلفة.

في الفيزياء ، تشير الكتلة إلى الكتلة التي يمتلكها الجسم ، والتي تظل كما هي في أي موقف. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضا تعريف الكتلة على أنها كتلة بالقصور الذاتي ، وهي كمية فيزيائية تقيس حجم القصور الذاتي للجسم. ومع ذلك ، غالبا ما تبدو تعريفات الجودة هذه غامضة ومجردة ، وليس لدينا إجابات واضحة. لم نحصل على فهم أعمق لطبيعة الكتلة إلا بعد جاءت نظرية النسبية لأينشتاين. من خلال معادلة الكتلة والطاقة ، كشف أينشتاين أن الكتلة والطاقة قابلان للتبديل ، وأن الاثنين يشبهان وجهان لعملة واحدة.

إذن ، هل الطاقة الكتلية؟ من وجهة نظر العلم الشعبي ، إذا جاز التعبير. لكن بالبحث بشكل أعمق ، هناك لغز أعمق لهذا السؤال. لفهم ما هي الجودة حقا ، عليك أولا أن تفهم كيفية توليد الجودة. بالنظر إلى أن كل شيء في الكون يتكون من جزيئات أولية ، يجب أن تكون كتلة الجسم العياني مساوية لمجموع كتل الجسيمات المجهرية التي يتكون منها. على سبيل المثال ، يتكون الإنسان من ذرات ، والتي بدورها تتكون من نوى وإلكترونات ، والتي بدورها تتكون من البروتونات والنيوترونات ، والتي تتكون من الكواركات. تتكون البروتونات من كواركين علويين وكوارك سفلي واحد ، بينما النيوترونات هي عكس ذلك. يتم الجمع بين التفاعل القوي بين الكواركات من خلال الجلوون بإحكام ، على غرار تأثير الغراء.

ومن المثير للاهتمام ، أنه في حين أن كتلة البروتون أو النيوترون يجب أن تكون مساوية للكتلة الكلية للكواركات المكونة له ، فقد وجد العلماء أن الكتلة الكلية للثلاثة هي 99٪ فقط من كتلة البروتون. إنه مثل تقسيم حجر كبير إلى ثلاثة أحجار أصغر ، والتي يجب أن يكون لها نفس الكتلة الكلية ، ولكن في الواقع مجموع الأحجار الثلاثة الصغيرة هو 0٪ فقط من الحجر الكبير. إذن أين تذهب ال 0٪ المتبقية من الكتلة؟

تكمن الإجابة في "طاقة الربط" التي يشكلها التفاعل القوي بين الكواركات. لا تقتصر هذه الطاقة القوية على الكواركات ، فهناك أيضا "طاقة ملزمة" مماثلة بين النيوكليونات ، وهذه الطاقة هي مصدر الطاقة النووية ، مثل الطاقة الضخمة المنبعثة أثناء الاندماج النووي ، والتي هي في الأساس "طاقة الربط" بين النيوكليونات. وفقا لمعادلة أينشتاين للكتلة والطاقة ، يمكن التعبير عن الطاقة ككتلة. بمعنى آخر ، يتم إنتاج 99٪ من كتلتنا بالفعل بسبب الطاقة الناتجة عن التفاعلات القوية.

إذن ، من أين تأتي نسبة ال 1٪ المتبقية من الكتلة؟ يرتبط هذا بحقل هيغز وجسيم هيغز. حقل هيغز هو حقل الخلفية للكون ويوجد في جميع أنحاء الكون. تكتسب الجسيمات الأولية مثل الإلكترونات والكواركات كتلتها من خلال التفاعل مع جسيم هيغز. يتسبب تفاعل الجسيم مع جسيم هيغز في التباطؤ ، واكتساب كتلة في هذه العملية. لذلك ، يطلق على جسيم هيغز اسم "جسيم الله".

إليك مثال: تخيل أنك تركض في الشارع. إذا كنت شخصا عاديا ، فيمكنك الركض دون عوائق ، ولكن إذا كنت نجما ، فستكون محاطا بالمعجبين ، مما يعيقك و "يزيد" في النهاية "جودتك". وبالمثل ، لا تتفاعل الجسيمات مثل الفوتونات والغلونات مع مجال هيغز ، لذلك تتحرك دائما بسرعة الضوء.

هناك موضوع إضافي: ما الذي تتكون منه تلك الجسيمات الأولية بالضبط ، مثل الإلكترونات والفوتونات؟ حاليا ، يعتبرها المجتمع العلمي جزيئات أولية غير قابلة للتجزئة ، في الواقع ، يمكن اعتبارها "حزم طاقة". في نظرية المجال الكمومي ، يمتلئ الكون بالحقول من جميع الأنواع التي تتحول من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة عندما تكون هذه الحقول مضطربة ، مما يؤدي إلى تكوين الجسيمات. على سبيل المثال ، عندما يتم إزعاج مجال كهرومغناطيسي من الحالة الأرضية ، يتم إنشاء الفوتونات ، مما ينقل الموجات الكهرومغناطيسية. ككل ، جوهر الكون هو الطاقة ، والجودة ليست سوى مظهر واحد من مظاهر الطاقة.