عدسة الجاذبية

معادلات أينشتاين الميدانية (EFE) هي مجموعة من عشر معادلات تفاضلية جزئية غير خطية مترابطة تشكل جوهر النسبية العامة. وهي تصف التفاعل الأساسي للجاذبية كنتيجة لانحناء الزمكان بواسطة المادة والطاقة. تُكتب المعادلة بإيجاز على النحو التالي: [latex]G_{\mu\nu} + \Lambda g_{\mu\nu} = \frac{\8\pi G}{c^4} T_{\\mu\nu}[/latex]، وهو ما يربط هندسة الزمكان بمحتوى الطاقة-الزخم.

تتنبأ النسبية العامة بأن جسمًا ضخمًا دوارًا سيسحب معه نسيج الزمكان، وهي ظاهرة تُعرف باسم سحب الإطار أو تأثير لنس-ثيرينغ. هذا يعني أن الجيروسكوب الذي يدور حول الجسم الدوار سيتحرك بحركة دورانية، ليس بسبب أي عزم دوران مُطبّق، بل لأن الزمكان نفسه يلتوي بفعل دوران الجسم.

يمكن موازنة تفاعلات الأكسدة والاختزال المعقدة باستخدام طريقة نصف التفاعل. يُقسّم التفاعل الكلي إلى نصفي تفاعل منفصلين: أحدهما للأكسدة والآخر للاختزال. يُوازن كل نصف تفاعل للذرات والشحنات بشكل مستقل، غالبًا بإضافة أيونات الهيدروجين (H+) والهيدروكسيد (OH-) والماء (H2O) في المحاليل المائية. أخيرًا، تُعادل أعداد الإلكترونات، وتُجمع نصفي التفاعلات.

التحفيز الذاتي هو تفاعل كيميائي يكون فيه أحد نواتج التفاعل عاملاً محفزاً للتفاعل نفسه أو لتفاعل مقترن. هذا يُنشئ حلقة تغذية راجعة إيجابية، مما يؤدي إلى تسارع معدل التفاعل. يكون معدل التفاعل بطيئاً في البداية، لكنه يزداد مع تراكم تركيز الناتج (العامل المحفز)، مما يؤدي غالباً إلى منحنيات حركية سيجمويدية (على شكل حرف S).

إن عامل لاندي g-factor ([latex]g_J[/latex]) هو ثابت تناسب بلا أبعاد يربط العزم المغناطيسي الكلي للذرة بعزمها الزاوي الكلي في حد المجال الضعيف. وهو حاسم في التفسير الكمي لتأثير زيمان الشاذ. وتُعطى قيمته بالمعادلة [latex]g_J = 1 + \frac{J(J+1) + S(S+1) - L(L+1)}{2J(J+1)}[/latex]، حيث L وS وJ هي الأعداد الكمية.

قدمت النسبية العامة أول تفسير دقيق للتقدم الشاذ لحضيض عطارد. لم تستطع الجاذبية النيوتنية تفسير التحول البطيء والتدريجي في اتجاه مدار عطارد الإهليلجي تفسيرًا كاملاً. تنبأت نظرية أينشتاين بشكل صحيح بالثواني القوسية الـ 43 المفقودة في كل قرن، وعزت ذلك إلى انحناء الزمكان حول الشمس، وهو ما يُعدّ انتصارًا مبكرًا كبيرًا للنظرية.

الثقب الأسود منطقة من الزمكان تكون فيها الجاذبية قوية جدًا لدرجة أن لا شيء - لا جسيمات ولا حتى الضوء - يستطيع الإفلات منها. تُسمى حدود هذه المنطقة أفق الحدث. ووفقًا لنظرية النسبية العامة كحل لمعادلات المجال، فإن الثقب الأسود هو نتيجة الانهيار الجاذبي الكامل لنجم ضخم.

تربط معادلة هندرسون-هاسلبالك بين الأس الهيدروجيني لمحلول حمض ضعيف وثابت تفكك الحمض ([latex]pK_a[/latex]) ونسبة تركيزات الأنواع منزوعة البروتون (قاعدة مرافقة [latex][A^-][/latex]) إلى الأنواع البروتونية (الحمض، [latex][HA][/latex]). المعادلة هي [latex]P5TpH = pK_a + \log_{10} \left(\frac{[A^-]}{[HA]}\right)[/latex]. وهو أمر أساسي لفهم وإعداد المحاليل العازلة.

إن الحفاظ على الزخم نتيجة مباشرة لتجانس الفضاء، ما يعني أن قوانين الفيزياء ثابتة في ظل الانتقال المكاني. وتُصاغ هذه الصلة العميقة بنظرية نويثر: لكل تناظر مستمر لنظام فيزيائي، توجد كمية محفوظة مقابلة. ويعني التناظر الانتقالي أن لاغرانج النظام لا يتغير بتغير الإحداثيات.

تتضمن تفاعلات الأكسدة والاختزال (الاختزال-الأكسدة) انتقال الإلكترونات بين أنواع المواد الكيميائية. يتعرض أحد الأنواع للأكسدة (فقدان إلكترونات)، بينما يخضع الآخر للاختزال (اكتساب إلكترونات). تحدث هاتان العمليتان دائمًا في وقت واحد. العامل الذي يفقد الإلكترونات هو العامل المختزل، والعامل الذي يكتسبها هو العامل المؤكسد. يُشكل هذا المفهوم الأساسي أساس الكيمياء الكهربائية والعديد من العمليات البيولوجية.

بلاستيك بينغهام هو مادة لزجة بلاستيكية تتصرف كجسم جامد عند الضغوط المنخفضة ولكنها تتدفق كمائع لزج عند الضغط العالي. وتتميز بإجهاد الخضوع، [latex]\tau_0[/latex]، وهو الحد الأدنى من إجهاد القص المطلوب لبدء التدفق. وتحت هذه العتبة، لا يتشوه. وتشمل الأمثلة الشائعة معجون الأسنان والمايونيز والطين الطيني.