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
لماذا ثلاثة؟ تفسير الأبعاد الفضائية الثلاثة في نظرية الأوتار
المؤلف:
برايان غرين
المصدر:
الكون الأنيق
الجزء والصفحة:
ص391
2025-06-24
32
والسؤال الملح الذي يطرح نفسه هو ما الذي يدفع تناقص التناظر لتتفرد ثلاثة أبعاد فضائية بالضبط فقط لتتمدد؟ أي أنه من دون النظر للحقيقة التجريبية في أن ثلاثة أبعاد فضائية فقط هي التي تتمدد إلى الحجم الكبير الذي نلاحظه، فهل تقدم نظرية الأوتار تعليلاً أساسياً لعدم تمدد عدد آخر (أربعة أو خمسة، أو سنة، وهكذا)، أو حتى بتناظر أكبر لماذا لم تتمدد كل الأبعاد الفضائية كذلك؟ جاء براندنبرجر وفافا بتفسير محتمل ولنسترجع أن ثنائية نصف القطر الصغير/ نصف القطر الكبير في نظرية الأوتار تقوم على حقيقة أنه عند تجعد أحد الأبعاد على شكل دائرة فمن الممكن للوتر أن يلتف حولها. أدرك براندنبرجر وفافا أنه كما تلتف حلقة مطاطية حول الإطار الداخلي لدراجة، فإن الأوتار الملتفة تميل إلى تقييد الأبعاد التي تلتف حولها وتمنعها من التمدد. ولأول وهلة قد يبدو أن يعني أن كل واحد من هذه الأبعاد سيتم تقييده، حيث أن الأوتار تستطيع أن تلتف حولها وتفعل ذلك بالفعل. ونقطة الضعف هنا أنه عندما يتماس وتر ملتف ورفيقه الوتر المضاد الوتر الذي يلتف حول البعد في الاتجاه المضاد) فإنهما يتلاشيان لينتجا وتراً غير ملفوف (Unwrapped). فإذا حدثت هذه العمليات بسرعة وكفاءة كافيتين فإن التقيد الذي يتسبب فيه ما يشبه الحلقة المطاطية سينعدم مما يسمح للأبعاد بالتمدد. وقد اقترح براندنبرجر وفافا أن هذا التناقص في التأثير الصارخ للأوتار الملتفة سيحدث فقط في الأبعاد الثلاثة الفضائية. وسنورد هنا السبب.
تصور جسيمتين نقطتين تتدحرجان على طول خط ذي بعد واحد مثل المدى الفضائي للأرض الخط، فإذا لم يكن لأحدهما نفس سرعة الآخر فإنه عاجلاً أو آجلاً سيلحق أحدهما بالآخر ويصطدم به لاحظ أنه مع ذلك، إذا كانت هاتان الجسيمتان النقطتان يتدحرجان عشوائياً في مستوى ذي بعدين مثل المدى الفضائي للأرض المنبسطة، فمن الأرجح أنهما لن تصطدما الواحدة بالأخرى أبداً. فالبعد الفضائي الثاني يفتح عالماً جديداً لمسار كل جسيمة منهما، ولا تتقاطع هذه المسارات في معظم الأحيان مع بعضها في نفس النقطة ونفس اللحظة من الزمن. وفي حالة الأبعاد الثلاثة أو الأربعة أو الأكثر فإن احتمال عدم تقاطعها يزداد تأكيداً. أدرك كل من براندنبرجر وفافا أن الفكرة المشابهة لذلك تنطبق لو أحللنا حلقة أوتار تدور حول أبعاد فضائية محل الجسيمة النقطة. أنه من الصعب جداً أن ومع نرى ما إذا كانت هناك أبعاد فضائية دائرية ثلاثة أو أقل) فإن وجود وترين ملتفين حول تلك الأبعاد يزيد من احتمال تصادمهما مع بعضهما – مشابهين في ذلك لما يحدث لجسيمتين تتحركان في بعد واحد غير أنه في وجود أربعة أو أكثر من الأبعاد المكانية، فإن احتمال تصادم الأوتار الملتفة يصبح أقل فأقل – مشابهين في ذلك ما يحدث للجسيمات النقاط في بعدين أو أكثر.
ويؤدي ذلك إلى الصورة التالية في اللحظة الأولى من تاريخ الكون، تؤدي الاضطرابات الناشئة عن درجة الحرارة المرتفعة لكنها محددة، إلى اندفاع كل الأبعاد الدائرية في محاولة للتمدد وفي أثناء تلك المحاولات تقاوم الأوتار الملتفة هذا التمدد دافعة بالأبعاد إلى الوراء إلى حالتها الأصلية بنصف قطر طول بلانك تقريباً. غير أنه إن عاجلاً أو آجلاً ستدفع التأرجحات الحرارية العشوائية لحظياً بثلاثة أبعاد لتنمو أكثر من غيرها. وهنا تظهر مناقشاتنا أن الأوتار التي تلتف حول هذه الأبعاد هي الأكثر احتمالاً في التصادم. وستتضمن نصف التصادمات تقريباً تصادم الأوتار الأوتار المضادة التي تؤدي إلى التلاشي الذي سيؤدي بدوره للإقلال من التقييد مما لهذه الأبعاد الثلاثة بالاستمرار في التمدد. وكلما زاد يسمح التمدد أصبح من الأصعب أن تلتف حولها أوتار أخرى، حيث أن الأمر يتطلب طاقة أكبر للوتر حتى يلتف حول بعد أطول وهكذا يستهلك التمدد نفسه، ليصبح أقل تقييداً كلما زادت الأبعاد طولاً. ويمكننا الآن أن نتخيل أن تلك الأبعاد المكانية الثلاثة تواصل النمو بالطريقة التي وصفناها في المقطع السابق، وتمتد إلى حجم يماثل الكون أو هو أكبر من الكون الذي نشاهده الآن.
الاكثر قراءة في ميكانيكا الكم
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
