الجاذبية الكمية الحلقية لغز كونى
ما الذى
كان قبل الانفجار الأعظم ( Big
Bang ) وبداية
خلق الكون حيث أن الكون قد تقوض من قبل فى عملية انسحاق أعظم ( Big Crunch ) ومن ثم ارتد من جديد للكون المعروف لنا وفى الوقت الحاضر توجد
نظرية تحاول التوفيق بين مجموعة نظريات متنافرة من أهمها نظرية النسبية العامة
ونظرية الكم وإن علم الفيزياء نجح فى وضع أول نموذج معقول فيزيائيا .
تقوض
الزمكان :
إن
نظرية النسبية العامة لآينشتين عام ( 1915 ) تفسر الجاذبية بأنها تنشأ من تشوهات
( Disspace ) فى نسيج الزمكان ( Tortions
) لكن الفيزيائيين بذلوا جهودا لتفسير الجاذبية من منطلق ميكانيكا الكم ( Quantum Mechanics ) فإنها لا تزال القوة الوحيدة التى تفتقر لوصف كمى واضح .
وتوجد
نظرية ( الجاذبية الكمية الحلقية ( Loop Quantum Gravity Quantization ) تحاول تكمية الجاذبية بافتراض أن الزمكان ليس
متصلا وإنما هو مكون من حلقات منمنة مترابطة ببعضها البعض لا يزيد قطر الواحدة
منها على ( 10 / 35 م ) تشكل نسيجا ناعما ويحدث إنحناء زمكان ( الجاذبية الكمية
الحلقية ) تأثيرات الجاذبية كما هو موضح فى نظرية النسبية العامة .
وقد
تمكن الباحثون من تطبيق معادلات ( الجاذبية الكمية الحلقية ) على الكون ككل وبدأوا
من الكون المتمدد ( Expanding
Universe
) حيث طبقوا المعادلات بالرجوع بالزمن للوراء لمعرفة ما يمكن أن يحدث لو انعكس
تمدد الكون وعندما يتقلص الفضاء فإن المادة والطاقة يندمجان فى بعضهما أكثر فأكثر
وعند نقطة معينة نجد أن وصف الجاذبية الكمية الحلقية للعمليات الكونية يطابق الوصف
الذى يطرحه ( علم الكونيات التقليدى ) غير أنه فى علم الكونيات التقليدى يمكن عكس
الإنفجار الأعظم حتى الوقت الحاضر .
ولكن
يصبح الكون كثيفا بحيث تتوقف قوانين الفيزياء الكلاسيكية عن العمل وعند هذه المرحلة
وطبقا لنظرية ( الجاذبية الكمية الحلقية ) فإن الكثافة تقوض نسيج الزمكان .
وقد
أثبت أحد العلماء أنه عند تقوض الزمكان فإن الحلقات المنمنة للجاذبية تقاوم المزيد
من الانكماش وتعمل تأثيرات جاذبية الكم على إحداث تنافر يوقف عملية التقوض والجديد
فى كيفية تفسير ما يحدث بعد ذلك إذ سرعان ما تعيد حلقات الجاذبية تنظيم نفسها فى
نسيج ناعم سلس ويرتد الكون ( Bounce ) عائدا إلى ( الانفجار الأعظم / Big Bang ) .
الأوتار
الفائقة :
إن كون
ما بعد الانفجار الأعظم ( Big
Bang ) يشبه
الكون الذى تطرحه نظرية الأوتار الفائقة
( Super stringes Theory ) للتوفيق بين الجاذبية وفيزياء الكم .
فما هى
نظرية الأوتار الفائقة ؟
طبقا
لنظرية الأوتار الفائقة فإن الكون عبارة عن غشاء ثلاثى الأبعاد داخل فضاء ( Brane ) ذو أبعاد أكثر وعلى الرغم من أن كون الجاذبية الكمية الحلقية ليست
له أبعاد إضافية غير
( الطول
/ العرض / الارتفاع / الزمن ) وإن نظرية الغشاء لا تستطيع التعامل مع عالم
الانفجار الأعظم وتصف نظرية الأوتار الفائقة كيف بدأ الكون كنقطة واحدة منذ نحو
13.7 بليون سنة وكيف أنه لا يزال يتمدد لكنها لا تفسر بدقة ما الذى حدث بعد ذلك فى
كل جزء من الثانية .
ويعتقد
علماء الكونيات أنه لا بد من وجود آثار من الدلائل فى الكون يمكن استخدامها فى
النظر لعصور موغلة فى القدم قبل نقطة الانفجار الأعظم وطبقا للأبحاث العلمية
الحديثة فقد كان ثمة كون متقلص ( Contracting
) ذو هندسة زمكانية مماثلة لتلك التى بالكون المتمدد إذن فالكون قد تقوض ثم وثب
مرتدا فى شكل انفجار أعظم .
ووفقا
لنظرية النسبية العامة فإن الانفجار الأعظم يمثل البداية التى ولد فيها الكون ليس
المادة وإنما الزمان والمكان ( الزمكان ) فإن استخدام حسابات الجاذبية الكمية
الحلقية للعثور على خيوط تقود لزمن مبكر سحيق قبل الانفجار الأعظم ويبدو أن نظرية
النسبية العامة يمكن استخدامها لوصف الكون رجوعا لنقطة ما تصل عندها كثافة المادة
للحد الذى تتوقف عنده عمل المعادلات الرياضية تماما وقبل تلك النقطة فإننا نحتاج
لتطبيق أدوات كمية لم تكن متاحة لآينشتين .
الارتداد
الكونى :
تم وضع
نموذج يتتبع الانفجار الأعظم ( Big Bang
) حتى ما قبله حينما كان الكون متقلص بيدى خواص فيزيائية مماثلة لخواص الكون
المتمدد الحالى حيث أنه كان متقلص ذو هندسة زمكانية تشبه هندسة الكون المتمدد .
حيث أن
قوى الجاذبية تجذب الكون المتقلص للداخل فإنه وصل لنقطة تسببت عندها الخواص الكمية
للزمكان فى جعل الجاذبية ( تنافرية / Repulsive ) بدلا من كونها
(
تجاذبية / Attractive ) .
وعن
طريق تعديل نظرية الكم باستخدام المعادلات الكونية لآينشتين وجد العلماء بدلا من
انفجار أعظم ارتداد كمى ( Quantum
Bounce ) .
وإن هذا
الاكتشاف يدل على وجود كون آخر قبل الانفجار الأعظم لدرجة أن العلماء أعادوا
المحاكاة ( Simulation ) بالكمبيوتر باستخدام قيم مختلفة للمتغيرات
الفيزيائية حيث أنهم كانوا فى كل مرة يجدوا نفس السيناريو الذى يتضمن الكون
المتقلص وارتدادا كميا .
رءوف وصفى
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق