علم الكونين المزدوجين (ص 13)
ملاحظات تقنية:
القسم 2: نقوم بـ"تكبير" منطقة حيث يُفترض أن كثافة "المادة المزدوجة" أعلى، وذلك لأننا، كما في المقال السابق، نفترض أن هذا النظام من الإيمولسيون يمتد عبر كلي الكونين، وكلا الكونين لهما كثافتان متوسطتان متساويتان (r و r*). ولكن في الورقة 6 (عصر الإشعاع)، سنرى أنه تم لاحقًا النظر في نموذج تطور كوني حيث يمكن أن تختلف هاتان الكثافتان بشكل كبير على مستوى الكونين بأكملهما، مع ظهور تطورات مختلفة، ولكن متزامنة، لعوامل المقياس R(t) و R*(t).
القسم 4: عند حساب الحل الخارجي لـSchwarzschild (3)، يظهر معامل m، وهو طول. ولكن يُمثل تقليديًا بالحرف m. في الواقع، بما أنه مجرد ثابت تكامل بسيط، يمكن أن يأخذ قيمًا موجبة أو سالبة. مع قيمة موجبة m > 0، نحصل على هندسة لزمن-مكان ثابت، ذو تناظر كروي، خارج كتلة M. الصورة التوضيحية لهذا الحل الخارجي 4D هي "جانب البوسيكون"، كما عُرض سابقًا، مع جميع عيوب هذه الصورة البسيطة، بطبيعة الحال. أما مع قيمة سالبة m < 0، فإننا نحصل على هندسة أخرى، مع نظام مختلف تمامًا من الخطوط الجيوديسية (لا توجد أكثر مسارات بيضاوية أو شبه بيضاوية). هذا يتوافق مع الفراغ المحيط بكتلة سالبة M < 0. تُعطى معادلات الخطوط الجيوديسية ((10) و (11)) مع m أي قيمة. في الحالتين، يُفترض أن الفوتونات تتبع خطوط جيوديسية ذات طول صفر (null geodesics). عندما m < 0، نحصل على تأثير عدسة جاذبية سالب، مذكور في الشكل 10 (راجع النص في المقال 2). في هذه الورقة، تُسمى المادة المزدوجة "مادة معاكسة".
نحاول تفسير التأثيرات القوية المرتبطة بال مجرات (صور متعددة للكوازارات) والكتل (أقواس) باستخدام هذا التأثير العدسي الجاذبي السالب، وننسبها ليس إلى وجود مادة مظلمة داخل هذه الأجسام، بل إلى التأثير التركيزي لهذه المادة غير المرئية المحيطة.
القسم 5: في معادلة أينشتاين تظهر ثابتة c. يُطلب منا أن نعرفها تقليديًا على النحو التالي:
(1)
من خلال تطوير التماثل (12) كسلسلة من حل لورنتزي في الدرجة الصفرية. ولكن، ما لم يُلاحظ سابقًا، فإن هذا الحل في الدرجة الصفرية والحد الت perturbation هما في الأساس ثابتين. ثبات c ينبع من افتراض حفظ الطاقة المادية. التنسور S مبني على أنه منعدم التباعد. وبأخذ التباعد للمعادلة أينشتاين، نحصل على:
(2)
...
أي معادلة حفظ، ستعطي معادلات أويلر في التقريب النيوتوني. ولكن يجب ملاحظة أن تحديد c بالعلاقة (23) لا يعني تلقائيًا أن G و c ثابتين مطلقين. بل يوفر فقط القيمة الحالية لـc، المستندة إلى القيم الحالية لـG وc. إذا كانت هاتين القيمتين قابلتين للتغير خلال التطور الكوني، فإن ثبات c المطلق يعني فقط أن:
(3)
(ga32128)
...
التفكير في تغيير سرعة الضوء قد يبدو في البداية مُذهلاً. ولكن يجب ملاحظة أن العديد من الدراسات نُشرت، حيث تم افتراض أن G يمكن أن يتغير مع الزمن، مع الحفاظ على c ثابتة. ويجب الإشارة إلى أن هذا يُلغِي حفظ الطاقة المادية، لأن c لن تكون ثابتة مطلقة في هذه الظروف.
...
كما تم إجراء العديد من الدراسات حول تغيرات مختلف الثوابت في الفيزياء. في الواقع، اختراع معظم هذه الثوابت أمر نسبيًا حديث. قبل بداية هذا القرن، لم يكن يُعرف وجود ثابت بلانك أو شحنة الإلكترون، لأن الكموم أو الإلكترون لم يُكتشفا بعد. عندما تم تحديد هذه الثوابت، تساءل الفيزيائيون عما إذا كانت ثوابت مطلقة. وبما أنها لم تظهر أي تغير من يوم إلى آخر، أو من مكان إلى آخر على الأرض، ونظرًا إلى أن اعتبارها ثوابت مطلقة أنتج نتائج مثيرة، تم اعتماد هذا الافتراض. وحده ميلن، في ثلاثينيات القرن الماضي، رأى أننا نذهب أسرع من اللازم.
...
في الآونة الأخيرة، بدأ الباحثون يدرسون هذه الثوابت، واحدة تلو الأخرى، ويفكرون في ما قد يحدث إذا افترضنا أنها كانت قادرة على التغير خلال التطور الكوني. في كل مرة يُمسك بواحدة من هذه الثوابت، ينهار كل شيء. لم تعد الذرات قادرة على التكوّن، ولا الحياة تظهر، ولا النجوم تعمل، إلخ...
...
كانت جميع هذه الاستنتاجات صحيحة تمامًا ومستحيلة التفنيد.
لكن لم يُفكر أحد في جعل جميع هذه الثوابت تتغير في آن واحد، بشكل منسق.
...
بما أنه لم يمكن اكتشاف أي تغير محلي في المختبر، كان يجب أن يُفسر النموذج هذا الجانب. ولكن ما هي أدوات المختبر، أو أدوات القياس؟ إنها أجهزة مُصنعة ومُصممة بناءً على معادلات الفيزياء، التي تحتوي بدورها على جميع هذه "الثوابت". لنعطي صورة: نحاول معرفة ما إذا كانت طاولة من الحديد تمدّد أم لا، باستخدام شريط قياس مصنوع من نفس المعدن.
إذا أعطت القياسات دائمًا نفس القيمة، فقد يعني ذلك شيئين:
-
إما أن الطاولة طولها ثابت.
-
أو أن الطاولة والشريط يمتدان أو ينكمشان "بشكل متوازٍ"، حسب مثلاً درجة حرارة الغرفة.
...
لقد بحثنا عن تغيرات في الثوابت تترك جميع معادلات الفيزياء غير متغيرة. في هذه الحالة، من الواضح أن أي قياس لن يتمكن من اكتشاف أي تغير، لأن أدوات القياس تتطور مع الكمية التي من المفترض أن تقيسها، "بشكل متوازٍ". نتفق على أن هذه الخاصية للنظام الكامل للمعادلات المتاحة تبدو مربكة بعض الشيء، لكنها حقيقة.
...
الطريقة في النهاية بسيطة جدًا. يمارس طلاب المدارس العليا والطلاب في الفيزياء ما يُسمى بتحليل الأبعاد. لنأخذ مثالًا على معادلات ميكانيكا السوائل. تظهر فيها متغيرات مثل الضغط، الكثافة، درجة الحرارة، إلخ... يمكننا حينها وضع:
الضغط p = p₀ p
درجة الحرارة T = T₀ t
بإدخال كميات "مميزة" ومتغيرات بدون أبعاد مثل p، t، إلخ...
ثم نضع المعادلات بصيغة بدون أبعاد، مما يؤدي إلى ظهور أعداد مميزة (عدد بريندل، عدد رينولدز)، إلخ...
...
خذ جميع المعادلات التي يمكنك العثور عليها (ليست كلها مستقلة) واجعل كل شيء يتغير. ليس فقط الأشياء التي تتغير عادة، بل أيضًا تلك التي يُفترض أنها لا تتغير (الثوابت الفيزيائية). ستجد، دون تمييز:
R، طول مميز، مستمد من المتغيرات (x, y, z)
T، زمن مميز، مستمد من المتغير الزمني t
G: ثابت الجاذبية
...