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
النظام والفوضى في العالم
المؤلف:
ب . ك. و. ديفيس
المصدر:
المكان و الزمان في العالم الكوني الحديث
الجزء والصفحة:
ص209
2025-10-12
51
التغير الفجائي في شكل توازن المادة إبان توسع الكرة النارية الأولية وتبردها . فنحن نجده قلقاً لسبب جوهري هو أننا نعيش في عالم متحرك . فمجمل حركة العالم يمكن أن نعتبره ، بمعنى ما ، نوعاً من التدخل الخارجي في الجمل الترمودينامية المحلية المكونة من المادة والاشعاع . وقد شرحنا ، في الفصل الثالث وبعناية، أن مثل هذا التدخل ، الذي يشكل شرطاً لازماً لحدوث اللاتناظر الزمني ، لا يكفي بحد ذاته لتعيين هذا اللاتناظر في الزمان . ولابد أيضاً من افتراض حركات عشوائية على الصعيد المجهري ، أي مايسمى عادة بالفوضى الجزيئية. فإذا نظرنا الى العالم بمجمله على أساس أنه جملة فرعية عملاقة ، فإن محاولة ايجاد تفسير كوني للفوضى الجزيئية تصبح معضلة محيرة . لقد أوردنا فيها سبق تفسيراً لذلك يعتمد على اقتراح بولتزمان بأننا نعيش حالة قريبة من الحالة النهائية لانحراف (تفاوت) كوني عملاق عن حالة التوازن ، مما نستطيع فيه أن نثق ثقة شبه كاملة بصحة فرضية الفوضى الجزيئية. لكن هذا لا يتفق مع ما نعرفه عن التطور الماضي للعالم المتوسع . وهناك إمكانية تفسير آخر قد لا تقل غرابة عن تلك ، رغم أنها أحرزت انتشاراً أوسع بكثير يعتمد ، لا على وجود عالم واحد فقط ، بل على وجود مجموعة من العوالم ، قد تكون لا متناهية العدد. وهذه الامكانية يمكن أن تعالج على أساس أنها سلسلة دورات اهتزازية متعاقبة، على غرار ماذكرنا في الفقرة السابقة ، أو على صعيد ميكانيك الكم الذي يقول تفسير لا مألوف لنظريته بامكانية كل العوالم الكمومية المتوقعة أن توجد معاً على شكل سلاسل هائلة العدد من عوالم متوازية ! ومهما يكن من أمر فإن أية مجموعة عوالم يمكن أن تتيح حصول كل النماذج الحركية المجهرية البدئية الممكنة . وعلى هذا الأساس يكون العالم الذي نرصده ، وبكل بساطة ، عضواً نوعياً من المجموعة اتفق له أن يبرز من التشكيلة كلها بمحض العشوائية . أما السلوك المعجزة» (كانفصال غازين في وعاء واحد) فهو جزء لامتناه في الصغر من مجموعة التشكيلات . قد ينظر بعض الناس بعين الشك الى فكرة مجموعة من العوالم ، ويفضلون أن يقولوا ببساطة بأن سبب انطلاق العالم من حركات مجهرية عشوائية يعود الى حصول صنعه بهذا الأسلوب. ومهما كانت وجهة النظر التي نعتمدها فمن الواضح أن العالم اللامتناظر زمنياً لا يتطلب أية ظروف بدئية خاصة جداً. فهو يبدو منطوياً على عملية خلق حصلت ، على الصعيد المجهري ، بصفة عشوائية عامة جداً . وهذه العشوائية البدئية هي بالضبط ما يمكن للمرء أن يتوقعه من متفرد يستعصي على كل نبؤة .
ومن نتائج فرضية فوضوية الحركات المجهرية البدئية نذكر أن التأثيرات التي تصل الى الأرض من شتى نواحي السماء مستقلة تماماً ولا صلة فيما بينها . فالأمواج الكهرطيسية مثلاً تضرب الأرض باستمرار على شكل ضوء آت من النجوم وأشعة سينية وأشعة غاماوية وكذلك، وهذا أهمها ، الاشعاع الحراري الغامر ذو السخونة المنخفضة الذي خلفه الانفجار الأعظم نفسه على ما يظهر . والطبيعة الحرارية لهذا الاشعاع هي بالضبط السبب في أنه لا يحمل أية معلومات عن الكرة النارية البدئية . فليس ثمة رسائل مترابطة تصل الأرض ضمن أمواج كروية متقلصة. وهذا يعود الى القول بانتفاء أي إشعاع كهرطيسي متقدم ، لأن فرضية عشوائية الحركات الموجية البدئية تنفي التضافر المجهري الخاص جداً اللازم لتوليد نمط أمواج متقاربة .
( وإذا اعتمدنا، بدلاً من ذلك ، على نظرية ويلر - فاينمان في الماص ، فإن هذه الخطوة لا تعود ضرورية طبعاً . فالطبيعة التأخرية للاشعاع تعوض عن الخواص الترمودينامية للمادة الماصة) .
وهناك تصور مختلف تماماً، للنظام والفوضى في العالم، ناقشة عدد من الكونيين نخص بالذكر منهم توماس غولد وجون ويلر.
هب أن الاختلاط البدئي ينطوي على خطة، أي على نموذج خفي من الحركات يحوي، رغم عدم أهميته في بدء الانفجار الأعظم، بذور عجائب مستقبلية. فقد لا يكون ماتنطوي عليه ولادة العالم النارية من حركات مجهرية عشوائية سوى مظهر في عيوننا العاجزة عن كشف التضافر الخفي بين الأعدد التي لا تحصى من الجسيمات التي تتحرك كلها بانماط شتى لتصب، عن طريق غير مباشر، في نهاية مشتركة مترابطة. فهل يمكن أن يوجد في العالم نظام خفي منطو» في ثنايا مكونات تتحرك ظاهرياً بشكل عشوائي ؟
لقد أوضح الفيزيائي البريطاني بوم D.Bohm بمهارة كيف يمكن أن نعجز عن كشف النظام المنطوي» في ظاهرة الفوضى. خذ جرة مليئة بدبس السكر وأمسك بملعقة آلية للتحريك. ضع قبل التحريك قطرة من الحبر الأسود في مكان ما في الدبس . سترى أثناء التحريك الدائري أن القطرة تنجر على شكل خيوط بحركة الملعقة. وبعد عدد كبير من دورات الملعقة ترى أن الخيوط قد دقت والتفت لدرجة يبدو فيها الدبس لبرهة خليطاً ذا لون أسمر نسيق. ومع ذلك فإن القطرة المنطوية في ثنايا الدبس ليست ذا توزع عشوائي بتاتاً. ورغم أن البنية الخيطية معقدة جداً إلا أنها ذات نظام خفي، أي أن النظام لم يزل . وهذا النظام يمكن أن يتجلى بشكل مدهش إذا أعيد تدوير الملعقة بالاتجاه المعاكس للسابق تماماً، فعندئذ تعود الخيوط أدراجها لتلتم شيئاً فشيئاً على شكل قطرة من جديد، ويعود النظام الى الظهور بشكل واضح! ربما كان العالم على غرار هذا، أي ذا نظام منطو في ظاهر الفوضى ثم ينبثق في وقت ما من المستقبل.
ذلك هو الوضع الذي تصوره غولد . ففي تلك الفترة من عمر العالم لم تحدث أية معجزة . كانت الجمل الفرعية تتشكل عشوائياً وتتزايد أنتروبيتها بالطريقة المعتادة . فتظهر الفوضى أكثر من النظام في العالم - تصدأ السيارات ويموت البشر ويذوب الجليد . ثم يحل محلها سيارات أخرى وبشر وجليد ، ولكن فقط على حساب طاقة تتشتت وانتروبية تتزايد في العالم الأوسع ، فتزداد الفوضى الاجمالية . ولكن ماذا يحصل لو انعكس في موعد مستقلبي هذا النمط من اللاتناظر ؟ إن مثل هذا الوضع الغريب ممكن بلا شك . فرغم أن الغالبية العظمى للحركات المجهرية في الانفجار الأعظم تتسبب في نشوء عالم ذي انتروبية صافية متزايدة ، فقد تنتج بالفعل ضمن تزايد الأنتروبية البدئي زمرة حركات خاصة جداً جداً متبوعة بتناقص حتمي . ولكي يحصل هذا يجب أن لا تكون مكونات العالم المجهرية قد انطلقت من ظرف عشوائي حقاً ، بل إن كل جسيم ، وكل موجة كهرطيسية ، يجب أن تنطلق على طول مسار مختار بعناية كي يصل العالم الى هذا التطور المستقبلي الخاص جداً.
لنتأمل فيها يمكن أن يحدث في النصف الثاني لمثل هذا العالم العجيب. فبدلاً من نجوم يتحول فيها الهدروجين الى هليوم ويصدر عنها اشعاع، سيأتي الاشعاع من أعماق الفضاء متكيفاً بعناية كي يسقط على سطوح النجوم الساخنة. وهناك لابد أن يرشح عبر طبقات النجم ويتراكب تدريجياً ليشكل أشعة غاما حتى يصل كل شعاع غاماوي الى قلب النجم في الوقت المناسب بالضبط ليمزق ذرات الهليوم الى مكوناتها القلقة. وفي هذا الظرف تظهر السطوح الساخنة عائمة والسطوح الباردة متقدة لامعة. وبدلاً من أن تظهر السماء مظلمة تغدو وضيئة لأن أعماق الفضاء الباردة تعطي طاقتها المتبقية الى النجوم التي تبدو عندئذ بصورة نقاط سوداء على أرضية ساطعة منهمكة في نشر الطاقة .
وعلى سطح كوكب مثل الأرض سيسير كل شيء نحو الوراء . ستصعد الأنهار الى منابعها ، وستقفز قطرات المطر الى السماء وتختفي ، وستتشكل القصور على الشاطي بفعل الرياح والبحر ، وستتجمع المادة الخاملة بشكل تلقائي لتصبح كائنات بشرية هرمة مريضة تتطور نحو الشباب والصحة حتى تُنهي أيامها مختفية في أرحام أمهاتها ! إن من الغريب أن تبدو هذه الأمور مضحكة ، وما ذلك إلا لأنها ببساطة وصف لعالمنا الحاضر صيغ بلغة زمن معكوس الاتجاه. لكن حدوثها ليس أكثر لفتا للنظر مما تعودنا عليه في حاضرنا القائم ، لأن الفرق بين الوصفين فرق لغوي صرف يخص مدلول الكلمات، لافرق فيزيائي . ذلك أن الكائن البشري المخلوق في عالم معكوس الزمن سيكون ذا مخ معكوس وحواس معكوسة وعلى الأرجح ذهن معكوس . فهو سيتذكر المستقبل وسيتنبأ بالماضي ، مما يجعل لكلماته مدلولات غير التي نعرفها ، وللغته مضامين غير التي نفهمها . وعلى هذا فإن عالمه ، بالنسبة له ، لن يختلف في شيء عن عالمنا بالنسبة لنا - أي أنه لن يجد أية غرابة في مانراه نحن غريباً .
فاللافت للنظر إذن هو أن ينقلب عالمنا ذو الزمن «المتقدم، ليصبح عالماً ذا زمن راجع (أو العكس بالعكس ، لأن الظرفين متناظران تماماً) . لكن مثل هذا الانقلاب. يتطلب، كما رأينا ، تضافراً شاذاً بين أعداد لا تحصى من الذرات.
عندما طرح توماس غولد هذه الفكرة لأول مرة قال بأنها ستحدث في أثناء عودة التقلص في نموذج فريدمان. ذلك أن التوسع الكوني نفسه ينعكس في هذا النموذج ، مما يجعل نصفي الدورة يبدوان كليهما لقاطنيهما متطابقين . ففي كل منهما علم ترموديناميك نظامي وأمواج كهرطيسية متقدمة ، كما في النصف المتوسع الذي نحن فيه . وكل مجموعة من مجموعتي القاطنين سترى أن نصف العالم الذي تختبره هو النصف الأول - أو القسم المتوسع - وأن النصف الأخير هو طور التقلص وأن قاطنيه يرون كل شيء فيه يسير نحو الوراء لأن علم الترموديناميك والتناظرات الأخرى معكوسة . بيد أن أيا من لمجموعتين لا يحق لها ، بالطبع ، أن تعتبر أن اتجاه الزمن فيها هو الأفضل . كما أن تسمية أحد الانفجارين الأعظمين بأنه «البدء والآخر «النهاية عملية مغلوطة ، فكلاهما ، بمعنى ما ، «بدء بالنسبة للآخر . ونحن ، مثلاً ، لانستطيع أن تعلم في أي نصف من العالم نعيش الآن .
من المؤكد أن ما نقوله هنا نابع من نموذج عالم ذي تناظر تام ولكن : هل تنسجم هذه الامكانية مع مانعرفه عن الجمل الفيزيائية ؟ إن الأسباب ، في عالم ذي تناظر زمني ، يمكن أن تأتي من المستقبل ومن الماضي على حد سواء ، إذ يمكن أن تحدث الأشياء الآن لأن شيئاً ما ، بعد ملايين السنين ، يقضي بحدوثها ! فضوء النجوم الصادر عن النصف الآخر من العالم، في مستقبلنا ، يمكن أن يصل الينا الآن ، لكنه راجعاً أدراج الزمان وبادياً على شكل إشعاع متقدم مسبق بدلاً من إشعاع متأخر . ونحن لا نستطيع أبداً أن نرى نجوم المستقبل هذه لأن نورها ، بدلاً من أن يسقط على عيوننا ويهيج حاسة البصر ، سيفعل العكس بالضبط. أي أن عيوننا ، عندما تنظر الى مثل هذا النجم ، ستصدر نوراً يذهب إليه ، بدلاً من أن تستقبل نوراً منه . ونحن لا ندري بوضوح اذا كنا سنشعر بمثل هذه الظاهرة أم لا .
ونحن لسنا عاجزين فقط عن رؤية هذا العالم المعكوس في مستقبلنا ، بل وعاجزون أيضاً عن الاتصال بقاطنية . ومردّ ذلك أنهم حتماً يعيشون ويفكرون ويستنتجون نحو الوراء بالنسبة لنا . وإن ما يشكل عندنا معلومة من المعلومات يظهر عندهم كانتروبية إن واقع أن يكون الاشعاع قادراً على الانتقال من أحد نصفي العالم الى الآخر يكاد ينفي حصول الانقلاب بشكل مفاجىء . وقد فكر جون ويلر باعتكاس تدريجي - انقلاب التياره - يبدأ بتباطؤ العمليات اللا متناظرة زمنياً حتى تتوقف ثم تنطلق راجعة الى الوراء . فاذا كان ذلك صحيحاً فقد يكون بالمستطاع تمييز إشارات ولو ضعيفة تدل على أن التيار سينقلب في وقت ما من المستقبل البعيد . وفضلا عن ذلك فقد أخذت هذه الفكرة بما يكفي من الجدية لانجاز تجربة واحدة على الأقل نحاول بواسطتها كشف مثل هذه الاشارات الضعيفة في سلوك الاشعاع. وقد هدفت هذه التجربة التي أخفقت في كشف انقلاب التيار الى البحث عن أمواج كهرطيسية مكرونية آتية من المستقبل .
إن العالم المعكوس زمنياً فكرة ساحرة من غرائب الفكر البشري نابعة من خيال الكونيين الخصب . لكنها قد لا تستحق أن نحملها على محل الجد أكثر من اللازم . ومع ذلك فإن جواز أن تستطيع الأمور الانكفاء على مجراها الزمني يشجع على التفكير بأن الزمن نفسه قد يكون دورياً . ونحن قد افترضنا حتى الآن، في مناقشاتنا ، أن توبولوجية الزمان من توبولوجية الخط المستقيم وأنه ينطوي على توال للحوادث متميز (بصرف النظر عن اتجاه هذا التوالي). ولكن هب أن توبولوجية الزمن دائرية - أي منتهية ومغلقة ، على غرار الفضاء في نموذج فريدمان العائد الى التقلص . إن مثل هذه التوبولوجية تنطوي حتماً على عالم معكوس الزمن . إن فكرة الكون الدوري قديمة قدم أرسطو على الأقل . وفي السنوات الأخيرة قدمت نظرية النسبية العامة عدداً . من الظروف تبدو فيها مستقبلات الأمور متصلة في نهاياتها بمواضيها . ولم يكن في يوم من الأيام المعنى الفيزيائي لمثل هذه الظروف واضحاً ، لكن الانعكاسات الفلسفية لمثل هذه الامكانيات تثير قلقاً عميقاً . فحرية الاختيار الشخصي لا يمكن أن توجد في عالم مغلق زمنياً ، أي أن ظرف الجملة لا يمكن تغييره بالارادة ، لأن مستقبله هو أيضاً ماضيه ، وبذلك يكون ظرفها الحاضر متوقفاً على سلوكها المستقبلي ، ذلك الذي نحاول تغييره ! إذا كان هذا النوع من العالم معقداً بما فيه الكفاية ، أي ذا عدد كبير من التفاعلات المتنوعة ، فمن المحتمل أن لا نستطيع فرض أي قيد من مثل هذه القيود على سلوك الجمل الفيزيائية . فقد يحتاج طبعاً الى أن يكون عالماً ذا تناظر زمني ، مما يجعله قادراً على الرجوع أدراجه الى ظرف بدئه. وإذا كان نموذج غولد ينطوي على عدد كاف من التفاعلات المعقدة التي تحتم خصائص بارزة، فمن المشكوك ألا تلاحظ هذه خصائص. وقد يكون من الأجدر أن نفترض وجود دورتين من التوسع والتقلص (شكل 1) ينحو اللاتناظر الزمني في إحداهما أحد الاتجاهين وينحو في الأخرى النحو تماماً المعاكس. فلا بدء لمثل هذا العالم ولا نهاية. ولكن لنفترض أننا ننطلق من انفجارنا الخاص الأعظم. إن عالمنا، وهو الآن في توسع، سيصل الى حجم أعظمي
. شكل 1 عالم ينعكس زمنياً. العمليات الفيزيائية تنحو اتجاهاً واحداً في إحدى الدورتين والاتجاه المضاد في الدورة الأخرى. الزمن مغلق على شكل حلقة.
ومن ثم يعود الى التقلص حتى انفجار نهائي تنتفي فيه كل بنية وكل معلومة. ويعود محتواه المادي الى الظهور في دورة جديدة من التوسع والتقلص تنطوي على لا تناظر زمني في الاتجاه المعاكس - أي أن الميقاتيات تسير نحو الوراء بالنسبة لنا. وفي نهاية هذه الدورة المعكوسة الزمن يحصل انفجار أعظم آخر لا يختلف في شيء عن الانفجار المذكور الأول في ماضينا الخاص. ولا يمكن أن يصل الى الجزء الخاص بنا من العالم أي أثر من الجزء الآخر المعكوس الزمن، لكن ضوء النجوم المتراكم لابد أن يظهر في الانفجار الأعظم كاشعاع حاضر ظاهرياً في مانسميه عادة «خلق» العالم. وهناك حسابات ساذجة بأن هذا الاشعاع قد أسهم آنئذ في تكوين حرارة قريبة من ثلاث درجات مطلقة.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في علم الفلك
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
