تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
(النتائج)حين يتمزق الفضاء دون كارثة: ماذا تقول نظرية الأوتار؟
المؤلف:
برايان غرين
المصدر:
الكون الأنيق
الجزء والصفحة:
ص308
2025-06-10
83
لقد أنجزنا الكثير على طريق التحقق من أن التمزق الفضائي يحدث دون کوارث فيزيائية. لكن ما الذي يحدث عندما ينشطر نسيج الفضاء؟ وما هي النتائج التي يمكن ملاحظتها؟ لقد رأينا أن الكثير من خواص الكون من حولنا تعتمد على البنية التفصيلية للأبعاد المتجعدة. وهكذا فإنك قد تظن أن التحول الراديكالي نسبياً أحد أشكال كالابي-ياو إلى الآخر كما في الشكل رقم (11-5)، قد يكون له تأثير فيزيائي واضح. غير أنه في الحقيقة فإن الأبعاد الموجودة في النصف الأسفل التي استخدمناها لتصوير الأشكال جعلت التحولات تبدو أكثر تعقيداً إلى حد ما مما هي عليه بالفعل. فإذا تصورنا أشكالاً ذات ستة أبعاد، فإننا قد نرى فعلاً أن النسيج يتمزق، لكنه يحدث بطريقة أكثر سلاسة. وهو أكثر شبهاً بحشرة العثة وهي تأكل الصوف في بنطلون متجعد بشدة عند الركبة. وتبين أبحاثنا وأبحاث ويتن أن الخواص الفيزيائية مثل عدد عائلات تذبذب الأوتار وأنواع جسيمات كل عائلة لا تتأثر بهذه العمليات. فإذا تطور الشكل كالابي - ياو من خلال التمزق فإن ما يمكن أن يتأثر هو القيم الدقيقة لكتلة الجسيمة وطاقة أنساق اهتزاز الأوتار المحتملة وقد بينت أبحاثنا أن هذه الكتلة ستتغير باستمرار كرد فعل للتغير في الشكل الهندسي لمكونات كالابي-ياو في الفضاء، فبعضها سيتجه إلى أعلى والآخر إلى أسفل. ومع ذلك فإن ما يمثل الأهمية القصوى هو حقيقة أنه ليس هناك كارثة فجائية أو أي سمة غير عادية للكتل المتباينة عندما يحدث التمزق بالفعل. ومن وجهة نظر الفيزياء فإن لحظة التمزق ليس لها ما يميزها من خواص.
وتثير هذه النقطة موضوعين الأول، أننا قد ركزنا على التمزق في نسيج الفضاء الذي يحدث في الأبعاد السنة الإضافية لمكونات كالابي-ياو في العالم. هل من الممكن لمثل هذه التمزقات أن تحدث في الأبعاد الثلاثة الممتدة الأكثر ألفة؟ والجواب بكل تأكيد على الأغلب هو أجل ففي النهاية الفضاء يظل فضاء. بصرف النظر عما إذا كان متجعداً في أشكال كالابي ياو بشدة أو ممتداً على طول الاتساع الهائل للعالم الذي نشاهده في ليلة صافية بادية النجوم. وفي الحقيقة، فقد رأينا من قبل أن الأبعاد الفضائية المألوفة قد تتجعد بنفسها على نفسها فعلاً في صورة أشكال عملاقة سالكة طريقها في الناحية الأخرى من العالم، ولذا فإن التمييز بين أي الأبعاد متجعد وأيها ممتد ما هو إلا تمييز مصطنع. ومع تحليلاتنا وتحليلات ويتن تقوم على صفات رياضية خاصة لأشكال كالابي- ياو فالنتيجة - التي هي أن نسيج الفضاء يمكن أن يتمزق - هي بكل تأكيد ذات إمكانيات أوسع في التطبيق.
أما الموضوع الثاني فهو هل يمكن لمثل هذا التمزق الذي يغير من الطوبولوجيا أن يحدث اليوم أو غداً؟ وهل من الممكن أن يكون قد حدث في الماضي؟ أجل. فالقياسات التجريبية لكتلة الجسيمات الأولية تبين أن قيمتها ثابتة لفترات طويلة. لكن إذا عدنا للخلف إلى العصور المبكرة التي تلت الانفجار الهائل، فإنه حتى النظريات التي لا تعتمد على الأوتار توضح وجود فترات هامة تتغير أثناءها كتلة الجسيمات الأولية مع الزمن وقد تتضمن هذه الفترات تمزقات تغير من الطوبولوجيا، كما ناقشنا في هذا الفصل، وذلك من منطلق نظرية الأوتار. وباقترابنا من الوقت الحاضر، فإن ثبات كتلة الجسيمات الأولية الذي نلاحظه يعني أنه لو كان العالم يعاني تمزقات فضائية مغيرة للطوبولوجيا حالياً، فلا بد من أن يحدث ذلك في غاية البطء - من البطء بحيث يكون تأثيرها على كتلة الجسيمات الأولية من الصغر لدرجة أن حساسية أجهزتنا الحالية تعجز عن اكتشافها. ومن المثير للملاحظة أنه إذا كان ذلك هو ما يحدث فإن العالم قد يكون حالياً في وسط عملية تمزق فضائي. فإذا كان ذلك يحدث ببطء كاف، فإننا لن ندرك ما إذا كان ذلك يحدث. ويمثل ذلك إحدى اللحظات النادرة في الفيزياء التي فيها يكون افتقاد الظاهرة المثيرة التي يمكن مشاهدتها، سبباً في إثارة عظيمة. وغيبة نتائج كارثية يمكن ملاحظتها عن مثل هذا التطور الهندسي الغريب مثل ميثاق يبين مدى التقدم الذي أحرزته نظرية الأوتار أبعد من توقعات آينشتاين.