تعد الكيفية التي تتغير بها الحالة المعرفية بين يوم وليلة، بمعنى الكلمة، من أكثر الأمور إثارة في الفيزياء. فقد قرأت المقال الذي أرسله سترومنغر للنشر صبيحة اليوم التالي وذلك من أرشيف الإنترنت بعد أن استرجعته من الشبكة العالمية أثناء وجودي بمكتبي في جامعة كورنيل وبضربة واحدة، تمكن سترومنغر من استخدام الأفكار المثيرة والجديدة لنظرية الأوتار في حل أحد الموضوعات الشائكة المتعلقة بتجعد الأبعاد الإضافية في أشكال كالابي-ياو. وعندما تمعنت في المقال فوجئت أنه ربما يكون قد حل نصف المشكلة فقط.

وفي أبحاث تمزق الفضاء في التحولات الفجائية المبكرة التي وصفناها في الفصل ،11 قمنا بدراسة العملية ذات القسمين التي تتقلص بها كرة ذات بعدين إلى نقطة، مما يتسبب في تمزق نسيج الفضاء، ثم تستعيد الكرة ذات البعدين شكلها بطريقة جديدة تصلح من التمزق الذي حدث، وقد درس سترومنغر في هذا المقال ما الذي يحدث عندما تتقلص كرة ذات ثلاثة أبعاد إلى أن تصير : نقطة، وبين أن الأجسام الممتدة المتكونة حديثاً في نظرية الأوتار تؤكد أن الفيزياء ما زالت مثالية في سلوكها وكان ذلك آخر ما انتهى إليه المقال. فهل ترى من الممكن أن يكون هناك نصف آخر للرواية متضمناً مرة أخرى تمزق الفضاء ثم إصلاحه من خلال استعادة الكرات لأشكالها؟

كان ديف موريسون في زيارة لي في جامعة كورنيل أثناء الفصل الدراسي في ربيع العام 1995، وقد أخذنا نتناقش في مقال ستر ومنغر في فترة بعد الظهر. وفي غضون بضع ساعات توصلنا إلى إطار عام لما قد يبدو عليه النصف الثاني للرواية". وبالاعتماد على بعض الأفكار الثاقبة التي ظهرت في أواخر ثمانينيات القرن العشرين، أيقنا أنه عندما تنهار كرة ذات ثلاثة أبعاد، فمن المحتمل أن يتمزق فراغ كالابي-ياو ثم يعيد إصلاح نفسه باستعادة الكرة انتفاخها. كانت هذه الأفكار من أبحاث علماء الرياضيات هيرب كليمنس من جامعة يوتا، وروبرت فريدمان من جامعة كولومبيا، ومايلز ريد من جامعة وارويك، كما استخدمها كانديلاس وغرين وتريستان هوبش الذين كانوا في جامعة تكساس بأوستين في ذلك الوقت. لكن كانت هناك مفاجأة هامة. فبينما كانت الكرة التي انهارت ذات ثلاثة أبعاد كانت الكرة التي استعادت انتفاخها ذات بعدين فقط. ومن الصعب أن نتصور الشكل الذي يبدو عليه ذلك، لكننا يمكن أن نتخيل ذلك بالتركيز على التشبيه بالأشكال ذات الأبعاد الأقل. وبدلاً من الحالة التي يصعب تصورها لكرة ذات ثلاثة أبعاد في انهيارها لتحل محلها كرة ذات بعدين، فلنتصور كرة ذات بعد واحد تنهار لتحل محلها كرة لا بعد لها.

وبادئ ذي بدء، ما هي الكرات ذات البعد الواحد، وتلك التي بلا بعد؟ حسناً، لنلجأ إلى التشبيه للإجابة عن السؤال فالكرة ذات البعدين عبارة عن تجمع

الشكل رقم (13-2)

نقاط فضاء ذي ثلاثة أبعاد على نفس المسافة من مركز مختار، كما هو مبين في الشكل رقم (13-2) (a). وباتباع نفس الفكرة فإن الكرة ذات البعد الواحد عبارة عن تجميع نقاط فضاء ذي بعدين مثل هذه الصفحة) هي على نفس المسافة من مركز مختار وكما هو مبين في الشكل رقم (13-2)، (b)، فهي ليست إلا دائرة. وفي النهاية، وباتباع نفس النسق، فإن الكرة التي بلا بعد عبارة عن تجميع نقاط لفضاء ذي بعد واحد (خط) على نفس المسافة من مركز مختار وكما هو مبين في الشكل رقم (213) (c)، فإن ذلك عبارة عن "نقطتين" لهما "نصف القطر" لكرة بلا بعد مساو للمسافة بين كل نقطة والمركز المشترك. وهكذا، فإن التشبيه بالأبعاد الأقل الذي ألمحنا إليه في المقطع السابق يتضمن دائرة (كرة ذات بعد واحد عندما تتقلص متبوعة بتمزق الفضاء ثم إحلال كرة بلا بعد محلها (نقطتان). ويضع الشكل رقم (13-3) الفكرة المجردة في قالب عملي. ولنتخيل البداية على شكل سطح دونت كعكة دائرية)، تضم كرة ذات بعد واحد (دائرة). كما هو واضح من الكرة المظللة في الشكل رقم (13-3). والآن لنتخيل أنه بمرور الوقت تنهار الدائرة المظللة مسببة تقلص نسيج الفضاء. ويمكن إصلاح هذا التقلص بالسماح لنسيج الفضاء بأن يتمزق لحظياً ليحل محل الكرة المتقلصة ذات البعد الواحد - الكرة المنهارة - كرة بلا بعد – نقطتان - تسد الثقوب في الأجزاء العليا والسفلى في الشكل الناشئ عن التمزق. وكما هو موضح بالشكل رقم (13-3)، فإن الأشكال الناتجة تشبه ثمرة موز ملتوية، يمكن إعادة تشكيلها بطريقة هادئة بلا تمزق للفضاء إلى سطح كرة شاطئ. ولذا عندما تنهار كرة ذات بعد واحد ويحل محلها كرة بلا ،بعد فإن طوبولوجية الكعكة الأصلية أي شكلها الأساسي، يتغير جذرياً. وفي سياق حديثنا عن الأبعاد الفضائية المتجعدة، فإن تسلسل تمزق الفضاء في الشكل رقم (13-3) قد يؤدي إلى العالم الذي تصورناه في الشكل رقم (8-8) والذي يتطور إلى ما تصورناه في الشكل رقم (8-7).

الشكل رقم (13-3)

قطعة دائرية من كعكة (طارة) تنهار إلى نقطة. يتمزق السطح منفتحاً ومؤدياً إلى ثقبين. و " تلتصق مع بعضها (نقطتان) كرة بلا بعد لتحل محل الكرة الأصلية ذات البعد الواحد (الدائرة) مصلحة بذلك السطح الممزق. ويؤدي هذا إلى التحول إلى شكل مختلف تماماً - كرة الشاطئ.

ومع أن ذلك تشبيه بأبعاد أقل إلا أنه يبين السمات الأساسية لما تنبأت به أنا وموريسون لنصف الرواية الثاني لستر ومنغر. وبعد انهيار كرة ذات ثلاثة أبعاد داخل فراغ كالابيياو بدا لنا أن الفراغ يمكن أن يتمزق ثم يتبع ذلك إصلاح ذاتي وتتكون كرة ذات بعدين، الأمر الذي يؤدي إلى تغيرات طوبولجية هائلة أكثر من تلك التي وجدناها نحن وويتن في أبحاثنا المبكرة (ناقشناها في الفصل 11). وخلاصة القول، من الممكن بهذه الطريقة أن يحول أحد أشكال كالابي ياو نفسه إلى شكل آخر من أشكال كالابي-ياو مختلف تماماً – بالضبط مثل تحول الدونت إلى كرة الشاطئ في الشكل رقم (13-3) بينما تظل فيزياء الأوتار مثالية السلوك تماماً، وبالرغم من أن الصورة قد بدأت تتضح إلا أننا كنا نعلم أن هناك أموراً هامة نحتاج للانتهاء منها قبل أن نعلن أن النصف الثاني من الرواية لا يقحم أي تفرد - أي له عواقب ضارة وغير مقبولة فيزيائياً ذهب كل منا إلى بيته في هذا المساء بشعور متنام أننا قد وضعنا أيدينا على فكرة جديدة عظيمة.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الشؤون الدينية يُطلق دورة فقهية دينية لملاكات مستشفى الكفيل

شعبة فاطمة بنت أسد للدراسات القرآنية تعلن نتائج مسابقة (ميثاق الرسول)

شعبة الخطابة الحسينية النسوية تنظّم مسابقة فرقية لطالبات برنامج ثمار العطاء

قسم العلاقات ينظم ورشة عن فن الإقناع والتواصل الفعّال للطلبة المنسقين

المزيد

الآخبار الصحية

تغيير بسيط في نمط التفكير قد يحدث فرقا كبيرا لصحة الدماغ ؟

لماذا ينعشنا المشروب الساخن في الطقس الحار؟

علماء يكتشفون فئة دم فريدة من نوعها في العالم !

لماذا ينصح الأطباء بزيت الزيتون يوميا؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

حساس الإطارات.. ما هو وعلامات تلفه وكيفية صيانته؟

ما معنى أودي Quattro؟ سر الأداء والتميز الهندسي ؟!

فصل الشاحن أم الهاتف أولا؟.. عادات بسيطة تطيل عمر البطارية

تعود للقرن الرابع قبل الميلاد.. اكتشاف بقايا "إيمت" المصرية

المزيد

مواضيع ذات صلة

ما هو المكان والزمان في الواقع، وهل من الممكن العمل بدونهما؟

آفاق مستقبلية: نظرية الأوتار بين طموح النظرية النهائية وتحديات القرن الحادي والعشرين

هل تؤدي نظرية الأوتار إلى إعادة صياغة ميكانيكا الكم؟

ما هو المبدأ الأساسي في نظرية الأوتار؟

في البدء كانت هناك شذرة لها حجم بلانك(رؤية نظرية الأوتار لبداية الكون)

لماذا ثلاثة؟ تفسير الأبعاد الفضائية الثلاثة في نظرية الأوتار

الكوسمولوجيا ونظرية الأوتار الفائقة

الدخول إلى نظرية الأوتار

ما مدى سواد الأسود؟

أنتروبية الثقوب السوداء

العودة إلى الثقوب السوداء والجسيمات الأولية

الثقوب السوداء " المنصهرة "