ما هي القوى الأربع الأساسية؟

إن القوى الأساسية الأربعة للطبيعة هي في الحقيقة الطرق الأربع التي تتفاعل بها المادة في الكون. الجاذبية ، أضعف الجاذبية الأربعة ، موجودة في حياة الناس اليومية ، ولكن المفارقة تبدو قوية جدًا. تدير القوة الكهرومغناطيسية أجهزتنا الكهربائية والإنترنت والهواتف الذكية. تعمل القوتان الأخريان ، القوى النووية القوية والضعيفة ، على المستوى الذري وتؤثر على الجسيمات الأولية مثل البروتونات والإلكترونات. هذه القوى الأربع هي سبب وجود العالم كما هو ، ولكل قوة خصائص وخصائص فريدة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

القوى الأساسية الأربعة للطبيعة ، الأقوى إلى الأضعف ، هي القوة النووية الشديدة ، القوة الكهرومغناطيسية ، القوة النووية الضعيفة والجاذبية.

عندما تتفاعل الأجسام الجامدة أو الجسيمات الأولية ، فإن القوى الأساسية تؤثر على سلوكهم. على سبيل المثال ، تدور الكواكب حول الشمس بسبب قوة الجاذبية. يضرب البرق لأن الإلكترونات تقفز بين السحب والأرض بسبب القوة الكهرومغناطيسية. تبقى الذرات معًا بسبب القوة النووية القوية ، والإشعاع الطبيعي ناتج عن القوة النووية الضعيفة.

تشترك هذه القوى في خاصيتين رئيسيتين. لديهم القوة ويتصرفون على مسافة معينة. علاوة على ذلك ، كل واحد منهم فريد من نوعه ويعمل على المادة بطرق مختلفة تمامًا.

أقوى القوى الأربع هي القوة النووية الشديدة ، والتي يجب أن تتغلب على القوة الثانية ، الكهرومغناطيسية ، في النواة الذرية. تتكون النوى من البروتونات والنيوترونات ، حيث تتنافر البروتونات مع بعضها البعض بسبب شحناتها الموجبة. تتغلب القوة النووية القوية على هذا التنافر وتبقي البروتونات قريبة من بعضها البعض في النواة.

لتكون قادرًا على مقارنة قوة القوى الأساسية ، غالبًا ما يستخدم العلماء القوة النووية القوية كأساس ويخصصونها بقيمة 1. تُعطى قوة كل من القوى الأخرى ، الأضعف ، كجزء من هذه القوة. في حين أنها أقوى قوة ، فإن القوة النووية القوية لا تعمل على مسافة. وهي محصورة في نواة ذرة ولها نطاق يقارب نصف قطر النواة المتوسطة.

تؤثر القوة الكهرومغناطيسية على الجسيمات المشحونة وهي التفاعل الرئيسي في أي شيء له علاقة بالكهرباء. نظرًا لأن معظم المادة لها توازن في الجسيمات المشحونة ، فإن الأجسام الكبيرة تميل إلى أن تكون محايدة ولا تؤثر القوة عليها. عندما تصبح الأشياء مشحونة ، كما هو الحال في المحركات الكهربائية أو البطاريات أو مع الكهرباء الساكنة ، تتنافر الشحنات على عكس الشحنات. الإلكترونات هي حاملات الشحنة السالبة وتنجذب إلى البروتونات التي لها شحنة موجبة. عندما تتحرك الشحنات ، فإنها تخلق مجالات مغناطيسية لها قطب شمالي وجنوبي. كما هو الحال مع الشحنات ، يتنافر اثنان من الأقطاب المتشابهة وتجذب أقطاب مختلفة.

القوة الكهرومغناطيسية أقل بقليل من مائة من قوة القوة النووية الشديدة ، لكنها يمكن أن تعمل عن بعد. بينما يصبح أضعف عندما تكون الأجسام المشحونة أكثر تباعدًا ، يستمر التجاذب والتنافر نظريًا إلى اللانهاية. ومع ذلك ، في المسافات البعيدة ، تكون التأثيرات صغيرة ويمكن إهمالها.

بينما تعمل القوة النووية القوية فقط على الجسيمات الموجودة في النواة ، فإن القوة النووية الضعيفة تعمل على العديد من الجسيمات الأولية وهي مسؤولة عن الإشعاع الطبيعي. إنه يتحكم في الطريقة التي تتحلل بها العناصر بشكل طبيعي بمرور الوقت ، وعندما لا تعود الذرات متماسكة ، يتم طرد الجسيمات مثل الإلكترونات في شكل إشعاع. نتيجة لذلك ، تؤثر القوة النووية الضعيفة على كيفية حدوث الانشطار النووي والاندماج النووي.

القوة الضعيفة أقل من المليون من قوة القوة النووية القوية ، ولا تعمل إلا على مسافات قصيرة جدًا. على الرغم من قدرتها على جذب الجسيمات وصدها ، إلا أن نطاق تشغيلها محدود للغاية بحيث لا تتصرف مثل القوى الأخرى ، التي تسحب أو تدفع لمسافة. القوة النووية الضعيفة أشبه بالغراء أو الشحم ، وتنشط فقط في طبقة رقيقة بين الجسيمات الأولية.

تعمل الجاذبية كقوة جذب بين أي جسمين لهما كتلة. تعتمد قوة الجاذبية على كتلة الأجسام. في الحياة اليومية ، تكون قوة الجاذبية بين الأرض والأشياء مثل السيارة هي وزن السيارة. تتناسب قوة الجاذبية طرديا مع كتلة الأجسام. على سبيل المثال ، يزن 2 لتر من الحليب ضعف وزن 1 لتر.

الجاذبية هي القوة الأضعف وهي أقل من واحد من مليون من المليون من قوة القوة النووية القوية. على الرغم من ضعفها الشديد على المستوى الذري ، إلا أن الأجسام اليومية لها كتلة كبيرة بحيث تصبح قوة الجاذبية قوية جدًا. لمزيد من الكتلة ، كما هو الحال في الكواكب والنجوم ، تكون قوة الجاذبية قوية بما يكفي لإبقائها في المدار. الجاذبية مثل القوة الكهرومغناطيسية من حيث أنها تعمل عن بعد ، نظريًا إلى اللانهاية. يصبح هذا مهمًا للكتل الضخمة مثل المجرات التي تجذب المجرات الأخرى حتى عندما تكون متباعدة جدًا.

من السهل تخيل قوى أخرى نشطة في الطبيعة ، مثل الرياح أو الانفجار أو قوة المحرك النفاث. هذه كلها قوى ثانوية تعتمد على القوى الأساسية في عملها. على سبيل المثال ، تهب الرياح لأن الطقس ينطوي على ارتفاع الهواء الساخن وهبوط الهواء البارد ، ويكون الهواء البارد أثقل بسبب الجاذبية. للرياح قوة لأن جزيئات الهواء مرتبطة ببعضها البعض بواسطة القوى الأساسية ، مما يسمح لها بممارسة الدفع. في الواقع ، فإن القوى الأساسية الأربعة وراء كل شيء يعيش تجربة.