الفيزيائيّون يحاولون إدراك القوانين الأساسيّة للواقع!

04 فبراير 2013

by Amro

- فى هذا المقال، يتحدّث برايان جرين، متخصّص فى نظريّة الأوتار*(الملاحظات أسفل الموضوع)، عن رؤيته وتوقّعاته بالنّسبة للعلوم فى السّنوات القادمة.

- “إن أملى الكبير هو أن نتمكّن من معرفة كيفيّة خلط أو مجانسة الجاذبيّة بميكانيكا الكم, وتحقيق حلم طالما حلم به العلماء قديماً مثل آينشتاين, وهذا الحلم قد فتن أجيال من علماء الفيزياء النّظريّة. مثل هذه النّظريّة المطلوبة قد تُمكّن العلماء من فهم أفضل لأصل الكون.”

- ” إن تحقيق مثل هذه العمليّة يتطلّب ربط بين المحاولات النّظريّة والتجريبيّة من أجل تثبيت ومعرفة قوى الجاذبيّة وتوحيد قوى الطّبيعة*. لوقت طويل, كنّا نتابع الأفكار النّظريّة مثل نظريّة الأوتار* دون مدخلات أودلائل من التّجارب والملاحظات, وهى طريقة غير معتادة لتطوّر العلم. ينبغى للملاحظات أن تدعم النّظريّة, وهذا شئ عظيم. ينبغى للملاحظات أن تستبعد النّظريّة, وهذا عظيم أيضاً لأننا سنكون قادرين على الانتقال لأفكار جديدة. حالياً هناك لغز كبير يواجه نظريّة الأوتار وهو أن هناك العديد من الأشكال المحتملة للأبعاد الإضافيّة* التى تتطلّبها الرّياضيّات لهذه النّظرية. فى منتصف الثمانينيّات, كان هناك العشرات من هذه الإحتمالات, أما الآن, فقد تجاوزت الاحتمالات هذا الرقم, وقد حسبها البعض بأنّها حوالى 10500 إن لم يكن أكثر. لا يوجد طريقة يبحث بها العلماء فى هذا العدد الهائل من الإحتمالات, لذا سنستمر فى البحث عن معادلات رياضيّة تبرز أو تحدّد بدقّة شكل محدّد لهذه الأبعاد الإضافيّة, ممّا يسمح لنا بتحديد وفهم الكون الذى تتوقّعه نظريّة الأوتار. بدلاً من ذلك, قد نقرّر أنه ليس هناك كوناً واحداً بل عدّة أكوان*. وكل كون سيحاول إستغلال نموذج أو شكل متختلف للأبعاد الإضافيّة. هذا من شأنه أن يصبح واحد من أكثر الثّورات عمقاً فى التّفكير من أى وقت مضى.”

- ” إنّى على ثقة بأنه بحلول 2040 سنكون قد أدركنا ماهيّة المادّة السّوداء. ومعرفة ماهيّة الطاقة المظلمة سيكون أصعب, لكن ذلك ممكن أيضاً. ولو أنى أطلق العنان لخيالى, لكنت أحب أن يكون لدينا مفهوم عميق يجعلنا نفهم حقّاً ماهية الزمان والمكان. نحن نعرف الكثير من مميّزات المكان والزّمان, كيف تبدو وما يمكنها القيام به, لكن كثيرٌ منا يعتقد أن كل هذا ليس أساسيّاً. تعريف مكوّنات الزمان والمكان سيكوّن لدينا نظرة ثاقبة للكون.”

ملاحظة المترجم:

1. نظرية الأوتار: نظرية الأوتار أو نظرية الخيطية (بالإنكليزية: String Theory) هي مجموعة من الأفكار الحديثة حول تركيب الكون تستند إلى معادلات رياضية معقدة. تنص هذه المجموعة من الأفكار على أن الأشياء أو المادة مكونة من أوتار حلقية مفتوحة وأخرى مغلقة متناهية في الصغر لا سمك لها وأن الوحدة البنائية الأساسية للدقائق العنصرية، منإلكترونات وبروتونات ونيترونات وكواركات، عبارة عن أوتار حلقية من الطاقة تجعلها في حالة من عدم الاستقرار الدائم وفق تواترات مختلفة وإن هذه الأوتار تتذبذب وتتحدد وفقها طبيعة وخصائص الجسيمات الأكبر منها مثل البروتون والنيوترون والإلكترون.

2. توحيد القوى الأربعة: الهدف الكبير للفيزياء هو إيجاد نظرية أو علاقة رياضية واحدة تصبح معها القوى الأربعة حالاتٍ خاصة من قوة وحيدة اصطُلح على تسميتها بالقوة الفائقة، ولكن هذا الهدف يواجهه مشكلات عديدة، أهمها وجود نظريتين كبيرتين تسودان الفيزياء، هما: نظرية أينشتاين في النسبية والنظرية الكمية، وحتى الآن لم يتمكن الفيزيائيون من توحيد هاتين النظريتين على نحوٍ كلِيٍّ ومرض. وهكذا فإن النظريتين اللتين تشكلان أساس التقدم الهائل في الفيزياء خلال المائة عام الماضية غير متوافقتين.

3. الأبعاد الأخرى: مرت نظرية الأوتار بمراحل مختلفة، فمن وتر صغير متحرك تم التقسيم إلى وتر مغلق يمكن أن يتحول إلى وتر مفتوح ووتر مغلق لا يمكن أن يتحول إلى وتر مفتوح. ثم بدأ تقسيم آخر فيما إذا كان الوتر عبارة عن جسيمات تنقل القوة تسمى البوزونات أو إذا كان الوتر عبارة عن الجسيمات التي تكون المادة والتي تسمى بالفرميونات، ثم تطور الأمر إلى محاولة التوافق بين البوزون والفرميون تحت نظرية التناظر الفائق (تناظر افتراضي بين البوزونات والفرميونات، لكل فرميون نظير فائق هو عبارة عن بوزون والعكس صحيح). يختلف عدد الأبعاد الكونية الأخرى حسب هذه التقسيمات.

4. نظرية الأوتار الفائقة: استنادا إلى نظرية الأوتار الفائقة فإن الكون ليس وحيدًا، وإنما هناك أكوان عديدة متصلة ببعضها البعض، ويرى العلماء أن هذه الأكوان متداخلة ولكل كون قوانينه الخاصة به، بمعنى أن الحيز الواحد في العالم قد يكون مشغولاً بأكثر من جسم ولكن من عوالم مختلفة، وبحسب هذه النظرية فإن الكون مهو إلا سيمفونية أوتار فائقة متذبذبة، فالكون عزف موسيقي ليس إلا ومن الممكن معرفة الكون ومما يتكوّن من خلال معرفة الأوتار ونغماتها، فالكون يتصرف على نمط العزف على الأوتار.

———————————————————————–

ترجمة: عمرو باهى – فريق عمل مترجم

المصدر: http://discovermagazine.com/2010/oct/13-brian-greene-fundamental-rules-of-reality#.UQ5GbB30B25

للمزيد: Wikipedia