لم يشهد الكون حرارة تضاهي تلك الخاصة بالانفجار العظيم؛ إذ كان الكون المبكر حارًا حتى إن كل شيء نعرفه كان في حالة انصهار (أو بالأحرى تَبَخْر). كان كل الغنى والتنوع والتعقيد الذي عليه الكون اليوم يقع في المستقبل البعيد؛ إذ كانت الحالة السائدة وقتها هي التطابق التام. هكذا بدأ الكون بدرجة عالية من التناظر، لكن مع البرودة بدأ المزيد والمزيد من أوجه التناظر في الانكسار، وبدأ المزيد والمزيد من البنى المعقدة في الظهور، وأغلبها اتسم بالتلقائية والعشوائية. هذه التحولات حدثت عبر مجموعة من التحولات الطورية. إن سبب نجاح نظرية منشأ الكون هي البساطة التامة التي كان الكون عليها، وهذه البساطة البالغة نبعت من الحرارة الهائلة والتناظر التام اللذين غلفا المرحلة الأولية للكون.
من السهل فهم سبب تلك النزعة العامة من البساطة للتعقيد والغنى مع برودة الكون بعد مولده المتقد. لكننا بحاجة للتوغل أكثر من هذا ومواجهة هذا السؤال: هل يمكن أن يمتد المظهر التلقائي لبنية الكون المبكر إلى «ثوابت الطبيعة»؟ هل من الممكن أن تكون المتغيرات غير المحددة في النموذج المعياري، على غرار كتل الجسيمات وشدة القوى، هي أيضًا تجسيد لحوادث تجمد عشوائية ناجمة عن تحولات طورية لانكسار التناظر؟ لنعد إلى مثال المغناطيس تخيل أن رجلًا دقيق الحجم موجود في أعماق قطعة الحديد الممغنطة، داخل أحد النطاقات المغناطيسية.⁸ إنه محاط بمجال مغناطيسي يشير بثبات إلى اتجاه واحد. ذلك المجال المغناطيسي المتغلغل هو جزء من «كون» هذا الرجل، وسلوك جميع الشحنات الكهربية والمغناطيسية المحيطة به تتأثر بهذا المجال. إذا توصل هذا الرجل إلى القوانين الكهرومغناطيسية الموجودة داخل عالمه الصغير فسيكون لزامًا عليه أن يدرج فيها ذلك المجال المغناطيسي المحيط. بالطبع لن تتسم هذه القوانين بالتناظر تحت الدوران؛ لأن المجال يشير إلى اتجاه معين. لكن من واقع نظرتنا الكلية يمكننا أن نرى أن هذا الرجل دقيق الحجم مضلَّل؛ فما يعتبره من قوانين الكون الأساسية؛ القانون الذي يكسر التناظر، نراه نحن بوصفه حادث تجمد، تقتصر خصائصه على هذا النطاق وحسب.
ماذا لو لم يكن لقطعة الحديد مجال مغناطيسي إجمالي، وإنما تتألف وحسب من نطاقات ذات اتجاهات عشوائية؟ عندئذ يستطيع رجلنا دقيق الحجم، لو ابتعد المسافة كافية، أن يعبر إلى نطاق آخر مجاور. سيصاب وقتها بالصدمة لأن المجال المغناطيسي في ذلك «الكون المجاور» سيشير إلى اتجاه مغاير وسيحتاج إلى مجموعة مختلفة من القوانين. وإذا زار عددًا كافيًا من النطاقات، وخبر الاتجاهات المتباينة للعديد من المجالات القريبة، ربما يقتنع أن قوانين الكهرومغناطيسية في نطاقه لم تكن قوانين أساسية حقيقية، بل كانت تصف حدثًا مجمدًا (اتجاه المجال) كسر تناظرًا كامنًا مهما (التناظر الدوراني). وسيخلص إلى أن ما اعتبره قانونًا أساسيًا هو في الواقع قانون «ثانوي» ليس إلا؛ يكمن أسفله قانون أساسي حقيقي للكهرومغناطيسية، يتسم بالتناظر الدوراني. وإذا كان يعرف ما يكفي من الفيزياء فربما يستطيع التوصل إلى: أنه لو أن الكون الذي يقطنه والنطاقات الأخرى المجاورة سُخنت لدرجة حرارة تتجاوز درجة كوري فإن انكسار التناظر هذا سيذوب، وستندمج النطاقات، ويكشف التناظر الكامل لقانون الكهرومغناطيسية الحقيقي الكامن عن نفسه في كل مكان.
هذه القصة صورة بلاغية قوية تصف علم كونيات الكون المبكر؛ فهي تقترح انه حين يتضمن أحد القوانين كسرًا لنوع من التناظر، فقد لا يكون هذا القانون في حقيقته إلا قانونًا «ثانويا» من قوانين درجات الحرارة المنخفضة، أو الطاقة المنخفضة؛ لا ينطبق فقط إلا في نطاقات كونية بعينها ويكون مختلفا في النطاقات الكونية الأخرى. ومثل الرجل دقيق الحجم القاطن في المغناطيس قد يكون لدينا نحن أيضًا كون مجاور، ينكسر فيه التناظر انكسارًا مختلفًا، وتكون فيزياء الطاقة المنخفضة المنبثقة منه مختلفة هي الأخرى. لكن بالعودة إلى المرحلة الأولية مرتفعة الحرارة التي أعقبت الانفجار العظيم، سيعبر التناظر عن نفسه في كل مكان، وسيستحيل التفريق بين النطاقات الكونية المتباينة. ومن المتوقع عندما يبرد أي نطاق بعد الانفجار الكبير ويحدث فيه انكسار للتناظر أن يتخذ هذا النطاق بنية مميزة. وإذا كان انكسار التناظر يحدد واحدًا أو أكثر من المتغيرات التي يجب ضبطها بدقة للسماح بظهور الحياة، عندها يكون لدينا تفسير جاهز للغز جولديلوكس. وفقط في النطاقات التي تكون فيها قوانين الحرارة المنخفضة والطاقة المنخفضة مساعدة على الحياة، من واقع الصدفة البحتة، سيصير من الممكن وجود المراقبين.⁹
هوامش
(8) This example comes from Sidney Coleman.
(9) By “low-temperature” and “low-energy” I mean low compared with the temperature and energy of symmetry-breaking. As we shall see, that may involve GUT or even Planck values. Given these elevated scales, what physicists normally refer to as “high-energy physics” is still very lowenergy indeed. So, the low-energy world includes the world of subatomic accelerators such as the LHC, as well as everyday experience.