يناير 2024، The European Physical Journal C
ترجمة وإعداد عادل كنيش مطلوب
كان ألبرت أينشتاين أحد واضعي ملفات تعاريف الارتباط الذكية للكون؛ ليس هناك شك في ذلك. لكن حتى هو كان يعلم أن نظريته النسبية العامة – وهي إجابة القرن العشرين لنظرية نيوتن العالمية للجاذبية – لم تكن مثالية.
مثل السيارة المستعملة التي اشتريتها بأول راتب، فهي تؤدي المهمة للمهام اليومية. تعمل بجهد كبير للصعود الى أعلى تلة شديدة الانحدار، أو عند أيقافها بالقرب من مركز تجاري كونتومي، سيرتجف هذا المحرك حتى يتوقف تمامًا.
الحل الذي قدمه حميد رضا فضل الله، طالب الدراسات العليا في الفيزياء الفلكية بجامعة الصداقة بين الشعوب الروسية، هو الغوص عميقا ومعرفة المكونات التي ليست ضرورية كما تبدو.
من خلال إزالة قانون الحفاظ على الخاصية الرياضية التي تتضمن الطاقة والزخم، يعتقد بأن النسبية العامة قد تتغلب على عدد قليل من مطبات السرعة.
تصف الجاذبية ميل الأشياء ذات الكتلة إلى التجمع معًا. سواء كان الأمر يتعلق بمجرات متصادمة، أو قمر يكافح ضد القصور الذاتي في جذبه نحو كوكب ما، أو سقوط تفاحة على الأرض من أعلى أغصان شجرة، فإن نماذج الجاذبية تحتاج إلى تفسير سبب تجاذب الكتل.
مع ذلك، تحتاج مثل هذه النظرية أيضًا إلى العمل في الكون حيث تتنافر الأجسام ذات الشحنة المتطابقة، وتفسر سبب التصاق النوى الذرية معًا بقوة لا تصدق، أو سبب اضمحلال النيوترونات تلقائيًا لتكوين البروتونات. كما أنها تحتاج إلى العمل بشكل ثابت عندما تصبح الكتل كثيفة للغاية أو الزمكان مضغوطًا للغاية، بحيث لا يعد الضوء نفسه قادرًا على الهروب.
بصراحة، على الرغم من كونها جيدة، إلا أن النسبية العامة ليست على مستوى المهمة.
يقول فضل الله: “إن مشكلة عدم قابلية إعادة تطبيع (Renormalisation ) جاذبية أينشتاين معروفة جيدًا. وقد أدت إلى عشرات المحاولات للتعامل معها كنظرية منخفضة الطاقة”.
إعادة التطبيع هي خدعة سحرية يستخدمها الفيزيائيون النظريون لإخفاء اللانهائيات المحبطة في المجالات الكونتمية. عندما يبدو أن حلقات الواقع تتراجع إلى الأبد في شكل كسور مربكة، اسحب بعضًا من هذه التقنيات من الحقيبة، وسيكون نموذجك على أرض صلبة مرة أخرى.
النسبية العامة لا تجعل هذا الأمر سهلاً. على هذا النحو، فإن حقول الزمكان المتموجة التي تصفها ترفض التشابك مع الشواطئ الرملية لميكانيكا اللكونتوم، مما يؤدي إلى نظام فيزيائي غير قابل للامتزاج يتطلب نظريتين للطبيعة حيث يمكن للمرء أن يكون أكثر منطقي.
لحسن الحظ، فإن صياغة أينشتاين للنسبية العامة كانت مبنية أيضًا على عدد من الافتراضات. كان لديه أسباب وجيهة لإدراجها، ولكن في نهاية المطاف قد يكون لدى الكون ببساطة أفكار أخرى حول ما إذا كان هناك ما يبررها.
أحد الافتراضات الأساسية في النسبية العامة هو أن انحناء المكان والزمان يتوافق مع الحفاظ على الطاقة والزخم. بمعنى آخر، الإبحار في محيط من الزمكان من أ إلى ب لا ينبغي أن يؤثر على طاقتك أو سرعتك ما لم يكن هناك تغيير في القوى.
هذا الافتراض جيد وجيد في الكون المسطح الفارغ. لكن الكون منحني وفيه انخفاضات، مليء بالمجرات والإلكترونات والجسيمات الافتراضية التي تظهر وتختفي من الوجود.
في عام 1976، توصل الفيزيائي الإنجليزي بيتر راستال Peter Rastall إلى نموذج مختلف تمامًا للجاذبية يشير إلى أن المادة وانحناء المكان والزمان مرتبطان بطريقة ليست بسيطة، وهي طريقة تركت مجالًا للمناورة لقانون الحفاظ على زخم الطاقة القياسي.
من خلال صياغة مسار مختلف على طريقة تفكير مماثلة، نظر فضل الله إلى الديناميكا الحرارية النسبية – فيزياء تبادل الطاقة في ظل ظروف قاسية إلى حد ما – للعثور على تحولات الطاقة والزخم التي تذكرنا بالمعادلات المستخدمة في النسبية العامة.
والنتيجة هي طريقة جديدة لوصف ظهور الجاذبية من انحناء الزمكان، وهي طريقة تتخلص من بعض الافتراضات الأساسية بينما تظل مفيدة في أشياء مثل شرح كيفية توسع الكون.
على الرغم من كونها جيدة، فمن الواضح أن فكرة أينشتاين الرائعة غير شاملة إلى حد ما. ليس هناك فائدة من الإفراط في المحافظة عندما يكون مصير كل شيء في متناول اليد.
رابط المقال:
Association of Iraqi Academics - UK 