حسين
فريــق العــمـل
الجنس : 
عدد المساهمات : 473
معدل التفوق : 1303
السٌّمعَة : 20
تاريخ التسجيل : 18/12/2011
 | | نظرية الأوتار الفائقة و الأكوان المتعددة | |
 | رقم الموضوع : [1] | أنا لُغَـتِي
المشرف العام
|  نظرية الأوتار الفائقة و الأكوان المتعددة
إنها إحدى الأفكار الغريبة و العجيبة في الفيزياء الحديثة التي حاولت إيجاد إجابة للسؤال الأكثر إثارة في الأوساط العلمية ''ماذا كان قبل الانفجار العظيم ؟ '' ، فكر معي للحظة أن كل الإحتمالات تحدث في نفس الوقت في عدة أكوان مختلفة ! كمثال :
ربما يكون هناك احتمال فى كون أخر أن قانون الجاذبية غير موجود ، فكل شيء طائر ، ربما في كون آخر أنت لم توجد أبداً ، ربما في كون آخر نابليون لم يستطع دخول مصر و هزم على يد المصريين !!ربما في كون آخر قام الفراعنة ببناء الأهرامات على شكل مربع !! كل الإحتمالات تحدث الآن كل ما تستطيع التفكير به من الإحتمالات يحدث في هذا النوع من الفيزياء .
انقسم العلماء بين مؤيد و بين معارض لتلك النظرية بحجة أنها مجرد فلسفة ليست مدعومه بأدلة واقعية ، و حتى المؤيديين لتلك الفكرة منهم من قال بأنها تدعي وجود أكوان لا نهائية أي ليس هناك نهاية لعدد تلك الأكوان ، و منهم من قال بمحدوديتها ، و منهم من قال بأنها 7 اكوان و هذه نظرية دينية لبعض علماء الدين و اللاهوت حيث حاولو تفسير السبع سموات و السبع أراضي التي ذكرت فى الأديان التوحيدية .
و الآن بعد أن أخذنا فكرة سريعة عن نظرية '' الأكوان المتعددة '' حان الوقت لدراستها بالتفاصيل و النظريات العلمية المؤيدة لها ..
بداية الفكرة '' نظرية كل شيء ''
بداية الفكرة كانت عند آينشتاين ، بالطبع معظمنا يعلم قصة آينشتاين مع علماء ميكانيكا الكم ، كان آينشتاين يحلم بكون متناسق منظم بحيث يمكننا التنبؤ بكل شئ فيه ، و بالفعل عمل أينشتاين على ذلك بنظرية النسبية و أصبح من السهل التنبؤ بالكثير من الأحداث الكونية.. و لكن تطلع آينشتاين أكثر و أراد أن يجد نظرية يفسر بها كل شيء في الكون بل أراد معادلة واحدة تفسر كل الأشياء في الكون ، و كاد الأمر ينجح لولا ولادة فرع جديد من الفيزياء، و هو ميكانيكا الكم الذي يهتم بدراسة الجزيئات دون الذرية كالإلكترونات... و أدى هذا النوع من الدراسات و الأبحاث إلى اكتشاف نوع جديد من العلوم ، نوع لا يعلم أي شيء عن النظام ، هو أقرب إلى فوضى كاملة ، لا يمكن التنبؤ بها..
و كانت المشكلة الأكبر هي اكتشاف الإلكترون الذي يدور حول النواة ، فالإلكترون هو جسيم غريب جداً في تصرفاته ، يدور بسرعه كبيرة جداً حول النواة ، لا يمكن حتى تحديد مكانه ، فهو يستطيع التواجد في أكثر من مكان في نفس الوقت ، و توصل العلماء إلى مبدأ اللايقين ، فتبع ذلك المبدأ لا يمكن التنبؤ بأي شيء في المستوى دون الذري ، فالإكترون موجود و غير موجود في نفس الوقت !!
ومبدأ الريبة أو اللايقين معناه أن الفيزيائي لا يستطيع أن يفعل أكثر من أن تكون لديه تنبؤات إحصائية فقط. فالعالم الذي يدرس النشاط الإشعاعي للذرات مثلاً، يمكنه أن يتنبأ فقط بأن كل ألف مليون ذرة راديوم مليونان فقط سوف يصدران أشعة جاما في اليوم التالي، لكنه لا يستطيع معرفة أية ذرة من مجموع ذرات الراديوم سوف تفعل ذلك. ويمكننا القول أنه كلما زادت عدد الذرات كلما قل اللايقين وكلما نقص عدد الذرات كلما زاد اللايقين..
أدى ذلك إلى غضب كبير عند آينشتاين الذي كان يريد أن يجد معادلة واحدة يفسر بها كل شيء و لكن هذا أصبح مستحيل مع الاكتشافات الجديدة لعلم الكم و مبدأ الريبه لهايزنبرج , و علق أينشتاين معترضاً على كلام هاينزبرج قائلاً جملته الشهيره" إن الله لا يلعب النرد".
لم يصدق آينشتاين هذا و ظل حتى نهاية حياته يعمل على نظريه أسماها , نظرية كل شيء , و لكن مات آينشتاين قبل أن يكملها و ترك لنا بضعه أوراق علميه لنظريته الغير مكتملة...
نظرية الأوتار String Theory
في بداية الثمانينيات من القرن الماضي ،انبثقت العديد من الافكار الجديدة في مجال الفيزياء و محاولات عديده أيضاً لاسكتمال عمل آينشتاين الغير مكتمل , و كانت أهم تلك النظريات و أكثرها تأثيراً هي نظرية الأوتار الفائقة .
النظرية تتعامل مع الكون كالموسيقى التي تصدر من الأوتار , فالأوتار هي أساس الكون و أساس المادة و أساس كل شيء , كل شيء مكون من أوتار صغيرة , و فجأة أصبح الكون كله سيمفونية موسيقية و القوانين الفيزيائيه ما هي إلا ألحان لهذه السيمفونية , أفكار تلك النظريه أثرت في الكثير من الفيزيائيين و أبدى الكثير من العلماء إعجابهم بها , و لكن بدأ بعض العلماء بمحاولة نقلها من باب النظريات إلى نظرية كل شيء التي قصدها أينشتاين و حتى ينجحوا في هذا كان عليهم تفسير أحد أكبر الألغاز في علوم الكونيات: كيف نشأ الكون ؟
علماء الكونيات يقولون بأن كل شئ بدأ بعد الإنفجار العظيم , المادة و الكون و حتى الوقت . و لكن كانت هناك مشكله كبيرة فى تلك النظرية , فحتى و هي إسمها الإنفجار العظيم , فهي لا تخبرنا عن أي شيء عن الانفجار !! ، ولا عن الشئ الذي انفجر و لا عن سبب انفجاره ولا ماذا قبل الانفجار لا تخبرنا أي شيء على الإطلاق , المشكلة هي أن كل قوانين الفيزياء التي نعرفها الآن يصبح لا وجود لها عندما تصل إلى لحظة الإنفجار , و لكن أطلق العلماء على النقطة التي يحصل بعدها الإنفجار ” النقطة ذات القيم غير المعرفة ” ، و هى نقطه مجهولة تتوقف عندها كل قوانين الفيزياء المتعارف عليها , و يعتقد العلماء أنها موجودة في مراكز الثقوب السوداء حيث الجاذبية لانهائية .
و لكن حتى تستطيع نظرية الأوتار حل تلك المشكلة كان يجب عليها في البداية حل مشاكلها الخاصة ، في ذلك الوقت ظهرت مشكلة جديدة للعلماء الذين يعملون على نظرية الأوتار ، و هي ظهور 5 نماذج من نظريات الأوتار.. و من المفترض أن تكون نظرية الأوتار هي نظرية واحدة فقط لا يوجد 5 أكوان يوجد فقط كون واحد فمن المفترض أن تكون واحدة هي الأخرى .
بدأ العلماء يفقدون الأمل فى تلك النظرية , حتى ظهرت نظرية جديدة أنشأها العالم إدوارد ويتن تدعى نظرية " الجاذبيه الفائقة" و هىي نظرية تقول بوجود أحد عشر بعداً و الأبعاد هي الأبعاد الهندسية التي نعيش في داخلها طيلة حياتنا , فنحن على سبيل المثال نعيش في أربعة أبعاد , طول و عرض و عمق و زمن , كمثال بسيط إذا أردت أن تتحرك فأنك ستتحرك في ثلاث أبعاد إما يميناً أو يساراً , أو إلى أعلى أو إلى الأسفل , أو للأمام أو للخلف , و بالطبع الثلاثة أبعاد تلك تحدث في وقت محدد و هو الزمن و هذا ما يجعله بعداً رابعاً , و لكن نظرية الجاذبية الفائقة تدعي وجود أحد عشربعداً , أي سبعة أبعاد إضافية غير تلك التي نعرفها.. فكرة غريبة جداً , و لكن هي بالفعل موجودة ، الأبعاد الإضافيه لا يمكن إدراكها ، و معظمها صغير جدًا على المقياس المجهري .
كانت نظرية الأوتار تعترف بوجود عشرة أبعاد , أما نظرية الجاذبية الفائقة فتقول بوجود بعد إضافي للأبعاد العشرة فجعلوها أحد عشر بعداً ، أهمل العلماء نظرية الجاذبية الفائقة فترة كبيرة من الزمن , و لكن عندما بدأت نظرية الأوتار بالإنهيار حاول العلماء إضافة نظرية الجاذبية الفائقة إلى نظرية الأوتار , أي إضافه ذلك البعد الإضافي ، و كانت المفاجأة ، أن البعد الحادي عشر كان هو الحل , فقد قام بحل معظم مشاكل نظرية الأوتار،و هكذا اندمجت الخمس نظريات المختلفة لنظرية الأوتارالفائقة ليكونوا نظريةً واحدة فقط عندما استخدم العلماء البعد الحادي عشر , الأمر كان أشبه برؤية معركة من فوق جبل عالي عندها ستعلم أن هناك جيش كامل يتحرك و لكن لو أنك بداخل المعركة فسترى و كأن كل شخص يحارب لنفسه و ذاته و لكن عندما تنظر من بعد أكبر و أعلى فأنك سترى أن الكل يقاتل من أجل نفس الفريق و نفس الجيش ، و كان الجبل العالي هو البعد الحادي عشر , و لكن مع اندماج البعد الحادي عشر في نظرية الأوتارالفائقة نتج عنه نظرية أخرى تفسر نشأة الكون نظرية احتار العلماء من أمرها , هي نظرية أشد جنوناً من نظرية الأوتار , و هي نظرية M ….
نظريه الغشاء ( M )
تفترض النظرية أنه في ذلك البعد الحادي عشر هناك غشاء يحوم حول كل الأوتار , و كل مجموعة من الأوتار يحوم حولها غشاء يجمعها ، في الحقيقة كل شيء يدخل داخل غشاء , حتى وصل العلماء إلى القول بأن الكون بأكمله عبارة عن غشاء .
حسب نظرية الغشاء فنحن نعيش بعالم داخل غشاء من أحد عشر بعداً في كون مؤلف من عدة أغشيه في أبعاد أكبر، أي أن الكون كله يعوم فى فضاء من أحد عشر بعداً داخل الغشاء ، و الحقيقة هي أن هناك العديد من الأكوان التي تعوم في أغشية من حولنا ، قد تكون لا نهائية !!
و لكن لم يكن هناك أي دليل على تلك النظرية الخيالية الاقرب إلى الفلسفة ، لأن كل تلك الأكوان تقع في أبعاد لا يمكن حتى التعامل معها , و لكن بدأ الأمر مع الفيزيائية ليزا راندال التي كانت تبحث عن سبب ضعف قوى الجاذبية ، فلماذا من بين كل القوى الكونية تصبح الجاذبية ضعيفة جداً ؟ و لكنك سترد على هذا و تقول ليس معقول هذا الكلام ، الجاذبيه قوية جداً فهي تشد الجبال و الأهرامات إلى الارض ، و لكن هذا خاطئ ، فعلى سبيل المثال كوكب الارض بأكمله يقوم بشدك إلى الارض و لكنك مازلت تستطيع التغلب عليه عندما تقفز قفزة من الأرض ، أو عندما تلتقط شيئاً من سطح الأرض !!
فبعد ظهور نظرية الغشاء ، بدأت العالمة ليزا راندال بالتساؤل , هل يمكن أن تكون الجاذبية تتسرب من الكون الخاص بنا إلى الحيز الخالي فى البعد الحادى عشر ؟ فربما ليست الجاذبية ضعيفه كما نتصور ، ربما هي أيضاً قوية مثل القوى النووية أو قوى الكهرومغناطيسية و لكنها تبدد قوتها فى كل أنحاء البعد الحادي عشر و كل الأكوان من حولنا ، و لكن كيف يحدث هذا ؟ حاولت ليزا أن تفسر ذلك بالحسابات و لكنها فشلت فشلاً ذريعاً , فبدأت بافتراض آخر ، و هو ماذا لو أن قوى الجاذبية تأتي لنا من كون آخر قريب منا ؟ ماذا لو أن هناك كون آخر لديه قوى جاذبية قوية جداً و لكن عندما تأتي قوى الجاذبية إلينا تصبح ضعيفة جداً , عندما أعادت حساباتها على تلك الفرضية أصبح كل شيء ملائم بشدة ، و أصبحت النظرية مدعمة بأدلة رياضية أخيراً ، فيبدو أننا آخر من تصل إليه قوى الجاذبية ، الأمر أشبه بالإتصال اللاسلكي كلما كان المتصل بعيداً كلما تصل الاشارة إلى الشخص الآخر أضعف و أضعف .
و من هنا بدأت فكره الأكوان المتعددة تأخذ مساراً أخر ، من الافلام الخيالية لبعض كتاب الخيال العلمي , إلى العلم الحقيقي …
الأكوان المتعددة
بدأالفيزيائيون بستخدام فكرة الأكوان المتعددة و البعد الحادي عشر لحل بعض المشاكل القديمة ، و لكن كلما حاول العلماء التعمق في فكرة نظرية الغشاء أو نظرية M ، كلما وجدوا أكواناً أخرى و أخرى و أخرى ، و بدأ العلماء بالعثور على المزيد من الأكوان و الأغشية داخل حساباتهم الرياضية و الفيزيائية ، لذلك كان لابد أن يعترف بعض العلماء بفكرة الأكوان المتعددة .
الاكوان المتعددة : هي أكوان أخرى موازية لكوننا ربما تكون قريبة منه جداً و ربما تكون بعيدة عنه و لكن لا يمكن أبداً إدراكها ، ربما تكون هذه الأكوان مختلفة كلياً و تسري بها قوانين مختلفة عن قوانين الكون الخاص بنا ، و ربما تكون متشابهة جداً , ربما هناك بعض منها لديه حياة مثل التي لدينا , ربما بعض منها لا يوجد بها بشر و ربما البعض الآخر لم يتطور فيه البشر بعد ، تخيل أن كل الاحتمالات يمكن أن تحدث في أي كون من تلك الاكوان !!
و لكن بدأت نظرية M و نظرية الأوتار عموماً تأخذ مسار ميتافيزيقي قليلاً و لابد إذا كانت هي بالفعل نظرية كل شئ ، أن تفسر لنا أكبر مشاكل علوم الكونيات التي تكلمنا عنها في الفقرات السابقة : كيف بدأ الإنفجار العظيم و ما الذي نفجر ؟
بدأ العالم 'برت' بالتساؤل إذا كان هناك بالفعل العديد من الأكوان تطوف في بعد حادي عشر داخل أغشية و هي تتحرك مثل أي شئ أخر ، فهي بكل تأكيد قابلة للتصادم بينها ، فماذا يحدث عندما يتصادم غشائين من الأكوان ؟
و في مؤتمر في ''كومبريدج'' اجتمع رواد نظرية M ليتناقشوا حولها و حول العديد من التفاصيل حول النظرية ، و عرض العالم ''برت'' فكرته و حازت على إعجاب العديد من الفيزيائين المتواجدين هناك و بالذات العالم "نيل توروك" و " بول ستينهارده" الذين اجتمعوا مع العالم '' برت'' لمحاولة الإجابة على أكبر لغز في الفيزياء الحديثة : ما سبب الإنفجار العظيم ؟
و توصلوا إلى فكرة شديدة الإثارة ، و هي أن الانفجار العظيم ناتج عن تصادم كونين مختلفين..
الإنفجار العظيم الذي أرق ألمع العقول في الفيزياء الحديثة ربما هو فقط نتاج تصادم عالمين متوازيين ، و لكن كيف ، كيف يمكن لتصادم أن ينشئ كوناً كاملاً من المادة و النجوم و الكواكب و نظام عجيب و غريب ؟
و كانت الإجابة عن ذلك السؤال في طريقة حركة الأغشية في البعد الحادي عشر ، فالأغشية لا تتحرك كما تتحرك الأجسام في أبعادنا الأربعة و لا تتصادم كليتاً و لكنها تتحرك كأمواج البحر أي أنها تتموج و من خلال هذا التموج و اصطدامات التموجات أنتجت المادة ، و هذا أيضاً يوضح لنا لماذا تنهار القوانين الفيزيائية عند نقطة الإنفجار العظيم..
فأنت ببساطة ترجع بالزمن إلى الخلف و ترجع و ترجع حتى تصل إلى نقطة صغيرة جداً تنهار عندها كل القوانين الفيزيائية ، في الحقيقه هنا ينتهي عالمنا ، و ندخل فى عالم أعظم و أعظم من كوننا الصغير هذا،إلى عالم تحكمه قوانين أخرى و أبعاد أخرى تتحول إلى مملكة أخرى من العلوم و الرياضيات التي لا نعلم عنها شيئاً ..
فهل يمكن أن يكون كوننا الذي نحاول بشتى الطرق فهمه و تفسيره هو فى الحقيقة ليس شيئاً مميزاً على الإطلاق ؟؟ فهو ليس إلا كون واحد من ضمن عدد كبير جداً من الأكوان المتوازية لكوننا ، فربما كوننا ليس إلا مجرد فقاعة في وسط الملايين من الفقاعات الأخرى
في الحقيقة لو أن هذه النظرية صحيحة ، فبإمكان العلماء إنشاء كون صغير مثل كوننا في المختبر !! بل بالفعل هناك بعض العلماء يحاولون هذا و ينشؤون النظريات حول هذا و البعض يقول بأنه من الخطير فعل ذلك فلو أنشأنا كون في مختبر فإنه بكل تأكيد سينمو بسرعة جد هائلة ما قد يهدد عالمنا بالزوال ، و هذا جعل البعض يتسائل : هل الكون الخاص بنا تم إنشائه في مختبر هو الآخر ؟
نظريه M هي في الحقيقة نظرية حديثة الولادة ، و تنتظرها الكثير من التفسيرات و العمل ، فربما هي بالفعل النظرية التي كان يبحث عنها آينشتاين ، ربما ينتظرنا العديد من الإكتشافات الكبيرة و الضخمة للعمل عليها.. فلا زالت النظرية تحتوي العديد من الأمور المبهمة . |
| |
|
