في كثير من الفصول السابقة استخدمنا مفاهيم الزمان والمكان بحرية. ففي الفصل الثاني وضعنا تيقن آينشتاين من أن الزمان والمكان منسوجان في نسيج واحد لا فكاك منه بواسطة الحقيقة غير المتوقعة عن أن حركة الجسم خلال المكان تؤثر في مساره خلال الزمان. أما في الفصل الثالث فقد عمقنا فهمنا لدور الزمكان في الكشف عن الكون من خلال النسبية العامة، والتي تبين أن الشكل التفصيلي لنسيج الزمكان ينقل قوى الجاذبية من مكان لآخر. وقد أسست الاضطرابات الكمية العنيفة في البنية المجهرية للنسيج، كما شرحنا في الفصلين الثالث والرابع الحاجة إلى نظرية جديدة، الأمر الذي أدى إلى نظرية الأوتار. وأخيراً، وفي عدد من الفصول التي تلت ذلك، رأينا أن نظرية الأوتار تنص على أن للعالم أبعاداً كثيرة، أكثر مما كنا على دراية به، وبعض هذه الأبعاد متجعد في أشكال دقيقة لكنها معقدة يمكن أن تحدث لها تحولات غريبة تتقلص وتتمزق أثناءها هذه الأبعاد ثم تصلح من نفسها.

وقد حاولنا من خلال الرسوم التوضيحية مثل الأشكال أرقام (3-4)، (3- 6)، و(8-10)، أن نصور هذه الأفكار بأن نتخيل نسيج الفضاء والزمكان كما لو كان قطعة من القماش ثم تفصيل الكون منها ولهذه الصور مقدرة عالية على التفسير، فهي تستخدم بانتظام بواسطة الفيزيائيين كدليل مرئي في أبحاثهم التقنية. ومع أن التحديق في الأشكال مثل تلك التي ذكرناها الآن يعطي انطباعاً تدريجياً بالمعنى، إلا أن المرء ما زال يتساءل ما الذي نعنيه بالضبط بكلمة نسيج الكون؟ وهو سؤال وجيه كان مجالاً للجدل على مدى مئات السنين بشكل أو بآخر. أعلن نيوتن أن المكان والزمان أبديان وأنهما مكونان غير قابلين للتغير في تركيب الكون، وأنهما بنيتان أساسيتان تقعان خارج حدود أية أسئلة أو تفسيرات. وكما كتب نيوتن في كتابه "برينسيبيا" (Principia)، يظل المكان المطلق في طبيعته الخاصة من دون أية صلة بأي شيء خارجي، يظل دائماً هو نفسه وبلا حراك.

وينساب الزمن الرياضي المطلق والحقيقي انطلاقاً من طبيعته وبرصانة من دون التأثر بأي شيء خارجي. لكن غوتفرايد لايبنيز وآخرين قد اختلفوا مع نيوتن بشدة زاعمين أن المكان والزمن هما مجرد أمرين لحفظ موجز العلاقات بين الأشياء والأحداث في نطاق الكون بشكل مريح. فموقع أي جسم في المكان والزمان يكتسب معنى فقط بعلاقته بالآخرين وليس المكان والزمان إلا مفردات لهذه العلاقات ولا شيء آخر. ومع أن وجهة نظر نيوتن قد تدعمت بالنجاحات التجريبية لقوانين الحركة الثلاثة، واحتفظت بتسلطها لأكثر من مائتي عام، إلا أن مفهوم لايبنيز، الذي طوره الفيزيائي النمساوي إرنست ماتش، أقرب كثيراً إلى الصورة الحالية وكما رأينا فإن نظريتي النسبية الخاصة والعامة لأينشتاين قد أزاحتا بعيداً المفهوم الكوني المطلق للزمان والمكان غير أننا ما زلنا نتساءل عما إذا كان النموذج الهندسي للزمكان الذي يلعب دوراً أساسياً في النسبية العامة وفي نظرية الأوتار هو فقط وحده الاختزال المريح للعلاقات الفضائية والزمانية بين المواقع المختلفة، أم أننا يجب أن ننظر إلى أنفسنا على أننا ضمن "شيء ما" عندما نشير إلى انغماسنا في نسيج الزمكان.

وبالرغم من أننا نتجه نحو منطقة تخمينية، إلا أن نظرية الأوتار تقدم إجابة على هذا السؤال. فالغرافيتون الذي يعتبر أصغر حزمة من قوى الجاذبية، هو نسق معين من أنساق الاهتزازات الوترية. وكما في حالة المجال الكهرومغناطيسي مثل الضوء المرئي الذي يتكون من عدد هائل من الفوتونات، فإن مجال الجاذبية يتكون هو الآخر من عدد هائل من الغرافيتونات - أي من عدد هائل من الأوتار التي تمارس النسق الاهتزازي للغرافيتون وتتشفر المجالات الجاذبية بدورها في اعوجاج (تشوهات نسيج الزمكان وعليه فإننا مضطرون لتحديد نسيج الزمكان نفسه بعدد هائل من الأوتار التي تمارس جميعها نفس أنساق الغرافيتون الاهتزازية المرتبة. وفي لغة مناسبة لهذا الموضوع يطلق على مثل هذا العدد الهائل المرتب من الأوتار التي تتذبذب بنفس الشكل حالة تماسك الأوتار " (Coherent State). إنها بالأحرى صورة شاعرية - فالأوتار في نظرية الأوتار مثل خيوط نسيج الزمكان لكن لا بد من الإشارة إلى أن معناها الحقيقي ما زال علينا أن نتوصل إليه بشكل كامل.

ومع ذلك، فإن وصف نسيج الزمكان في إطار صورة هذه الأوتار المحاكة بعضها مع بعض هذه يقودنا إلى التعرض للسؤال التالي فأية قطعة عادية من نسيج هي نتاج نهائي لمجموعة من خيوط متفرقة تم نسجها بعناية ، وهي المادة الأولية للنسيج المألوف. وبالمثل يمكن أن نتساءل عما إذا كان هناك أسلاف أولية لنسيج الزمان - تشكيلة من أوتار نسيج الكون التي لم تلتئم بعد في الشكل المنظم الذي نعرفه باسم الزمكان وتجدر ملاحظة أن تصوير الكتلة غير المنتظمة للأوتار المتذبذبة المختلفة التي ما زالت لم تلتئم بعضها مع بعض بعد في نسيج مرتب يعتبر أمراً غير دقيق إلى حد ما، وذلك لأنه في إطار طريقتنا المعتادة في التفكير فإن ذلك يقترح مفهوماً مسبقاً للمكان والزمان - المكان الذي يتذبذب فيه الوتر وانسياب الزمن الذي يسمح لنا بتتبع التغير في الشكل من لحظة لأخرى، غير أنه في الحالة الأولية، وقبل أن تنتظم الأوتار التي تشكل النسيج الكوني في رقصة اهتزازية منتظمة ومتناغمة ليس هناك إدراك للمكان أو الزمان". وحتى لغتنا قاصرة عن التعامل مع هذه الأفكار لأنه في الحقيقة لا يوجد مفهوم لكلمة "قبل". وبشكل ما، فإن الأوتار المتفرقة هي بمثابة "كسرات من والزمان ولا يتضح المفهوم المتفق عليه للمكان والزمان إلا بعد أن تندمج هذه الأوتار في اهتزازات متجانسة.

ويقف المرء عاجزاً عن تخيل مثل هذه الحالة البدائية للوجود والتي بلا بنية معينة، تلك الحالة التي ليس لها مفهوم عن المكان أو الزمان كما نعرفهما (وهو ما أعانيه أنا نفسي). وكما كتب ستيفن رايت عن المصور الذي كان مهووساً بالحصول على صورة من قرب للأفق، فإننا نواجه صداماً مع الأمثلة عندما نحاول تخيل عالم لا يحتوي بشكل أو بآخر مفاهيم للمكان أو الزمان. ومع ذلك، فمن الأرجح أننا لا بد من أن نتفق مع مثل هذه الأفكار ونفهم استخداماتها قبل أن ندرك تماماً نظرية الأوتار. والسبب في ذلك يكمن في أن صياغتنا الحالية لنظرية الأوتار تفترض مسبقاً وجود المكان والزمان اللذين تتحرك داخلهما الأوتار وتتذبذب (وكذلك بقية المكونات الموجودة في نظرية-M). ويسمح لنا ذلك باستنتاج الخواص الفيزيائية لنظرية الأوتار في عالم له بعد زماني واحد، وعدد معين من الأبعاد الفضائية الممتدة (عادة تؤخذ على أنها ثلاثة)، وأبعاد إضافية متجعدة في أحد الأشكال التي تسمح بها معادلات النظرية. ويشبه ذلك إلى حد ما تقويم موهبة ابتكار فنانة يطلب منها أن تقوم بنقل لوحة من مجموعة مرقمة. فإنها بلا جدال ستضيف هنا وهناك لمسة شخصية، لكننا بتقييدنا لعملها بشدة ملزمة، لا نرى تماماً كل موهبتها ما عدا قدر ضئيل منها. وبالمثل، وحيث أن عظمة نظرية الأوتار تكمن في تضمينها الطبيعي لميكانيكا الكم والجاذبية، وحيث أن الجاذبية مرتبطة بشكل المكان والزمان، فلا يجب أن نقيد النظرية بإجبارها على العمل داخل إطار للزمكان موجود بالفعل. فإذا سمحنا للفنانة بأن ترسم لوحتها على قطعة خيش بحرية، فإن علينا أن نسمح لنظرية الأوتار بأن تضع لنفسها بنفسها ساحة الزمكان وذلك بالبدء من تركيبة لا مكان ولا زمان فيها. والأمل معقود في أن النظرية ستصف عالماً تطور إلى شكل ظهرت فيه خلفية متماسكة من الاهتزازات الوترية مؤدية إلى المفهوم المتفق عليه للمكان والزمان وذلك بدءاً . من نقطة البداية الخالية - التي من المحتمل أن تكون في عصر سابق للانفجار الهائل إذا كان في استطاعتنا استخدام مصطلحات تتعلق بالزمان لعدم وجود إي إطار لغوي آخر). فإذا كان مثل هذا الإطار موجوداً، فإنه سيبين  أن المكان والزمان وبالتبعية أيضاً الأبعاد ليست كلها عناصر أساسية محددة للكون. وبالأحرى فإنها مفاهيم مريحة نبعت من حالات أولية أساسية مغرقة في السلفية. وقد أظهرت البحوث الرائدة حول سمات نظرية التي قادها عدد كبير من الفيزيائيين ومنهم ستيفن شينكر وإدوارد ويتن وتوم بانكس وويلي فيشلر وليونارد ساسكيند، أن هناك شيئاً ما يعرف باسم الغشاء صفر (بران-صفر Zero Brane). من المحتمل أن يكون هو العنصر الأساسي في نظرية-M، وهو الشيء الذي يسلك إلى حد ما مثل الجسيمة النقطة في المسافات الكبيرة، لكن له صفات مختلفة جذرياً في المسافات القصيرة - يمكن أن يقدم لنا لمحة عن دنيا اللامكان

واللازمان. وقد كشفت أبحاثهم أنه بينما تبين لنا الأوتار أن المفاهيم المتفق عليها للمكان تعجز عن كشف ما تحت مقاييس بلانك، فإن الغشاء صفر (بران - صفر) يعطي نفس النتيجة في الأساس ويلقي بصيصاً من الضوء على إطار جديد غير مألوف والذي سيتسيد الموقف. وقد بينت الدراسات التي أجريت على هذه الأغشية الصفرية أن الهندسة العادية سيحل محلها شيء ما يعرف باسم الهندسة اللاتبادلية (Noncommutative)، وهي قطاع من الرياضيات تطور في معظمه بواسطة عالم الرياضيات الفرنسي آلان كونز .وفي هذا الإطار الهندسي تختفي المفاهيم المتفق عليها للمكان والمسافات بين النقاط وتتركنا بمفاهيم مختلفة تماماً المكان. ذلك، إذا ركزنا انتباهنا على أطوال أكبر من طول بلانك، أظهر ومع الفيزيائيون أن مفهومنا التقليدي للمكان يعود إلى الظهور بالفعل. ومن المرجح أن إطار الهندسة اللاتبادلية ما زال بعيداً عن حالة بلانك الخالية التي أشرنا لها من قبل بعدة خطوات ملحوظة، لكنها تقدم إشارة من الإطار الأكثر شمولاً الذي من المحتمل أن يضم . المكان والزمان.

ومن أهم الموضوعات التي تواجه منظري نظرية الأوتار إيجاد الأدوات الرياضية الصحيحة لصياغة نظرية الأوتار من دون العودة إلى مفهوم ما قبل وجود المكان والزمان. وفهمنا للكيفية التي بزغ بها المكان والزمان سيأخذنا خطوة عظيمة نحو الإجابة عن السؤال المحوري حول أي الصيغ الهندسية هي التي بزغت بالفعل.

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

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 "

( فيض من البريد الإلكتروني)كواليس اكتشاف التغير الطوبولوجي في نظرية الأوتار