أ114

كون واحد أم كونان؟

ما هي الأفكار التأملية المطروحة اليوم؟

مرجعان:

R. Foot and R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1° dec 1995
Z.G.Berezhiani and R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 - 1 dec 1995.

يُكرَّس هذان العملان لمشكلة عجز النيوترينو الشمسي. يرى فووت وفولكاس أن الكون يتكون من "قطاعين" متقابلين بالتناظر المرآوي. ويسميان القطاع الثاني "القطاع المرآوي" (تأثير يوناس، ربما...). هذا الكون الثاني متماثل بالنسبة إلى التكافؤ P (انظر الفيزياء الهندسية B، المكرَّسة لنظرية الزمر). يقترح فووت وفولكاس أن الطاقة، في مركز الشمس، تُحمَل بواسطة نيوترينوات عادية و"نيوترينوات مرآوية". ويقترحان توسيع كوننا، بما يشمل قطاعًا متماثلًا بالنسبة إلى التكافؤ P. منذ الخمسينيات نعلم أن كوننا ليس متماثلًا تمامًا. انظر: T.D.Lee and C.N.Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)

عندما تحدث عمليات "يمينية" نموذجية، خلال زمن مميز ما، فإن العملية المتماثلة، "اليسارية"، المتماثلة مرآويًا، تستلزم زمنًا مميزًا مختلفًا قليلًا (الفرق هو 10-9). تنتمي العملية المتماثلة إلى عالم المادة المضادة. وقد تُنبِّئ بها ورُصدت (جائزة نوبل). ويُسمى هذا خرق مبدأ التكافؤ. وهذا يشير إلى "قطاعنا". يقترح فووت وفولكاس وجود كون توأم، ذي خرق تكافؤ معاكس. ويفترضان أن الكل: قطاعنا زائد القطاع المرآوي، يشكّل كيانًا متماثلًا تمامًا بالنسبة إلى التكافؤ P. إن "القطاع المرآوي" عند فووت وفولكاس متماثل بالنسبة إلى التكافؤ P إزاء قطاعنا.

كما عُرض في الفيزياء الهندسية B:
J.P.Petit & P.Midy : Geometrization of anti-matter through coadjoint action of a group on its momentum space. 4 : Twin group [Geometrical Physics B, 4, 1998].

لقد بنينا عالمًا توأمًا متماثلًا بالنسبة إلى CPT. ووفقًا لهذه الفكرة، يمكن أن تُحمَل 50% من الطاقة المتحررة بواسطة "نيوترينوات مرآوية متماثلة بالنسبة إلى CPT".

هناك سبب آخر لمحاولة تخيّل شيء مختلف عن النموذج القياسي. في الكون المبكر جدًا، يكون العالم أشبه بالـتوهو-بوهو اليهودي. وكما قال ستيفن واينبرغ، في ذلك الوقت، يكون الكون مزيجًا من جميع أنواع الإشعاعات. وهو يعني أنه إذا وُجدت فوتونات ونيوترينوات ونيوترينوات مضادة، فإن الجسيمات الضخمة (ومضاداتها) تسير بسرعة قريبة جدًا من سرعة الضوء.

تعطي الفوتونات أزواجًا من الجسيمات والجسيمات المضادة. ثم تتصادم هذه الأخيرة وتفنى، معطيةً فوتونات عالية الطاقة. وهكذا دواليك.

ثم يبرّد التوسع الفوتونات، التي تتغير درجة حرارة إشعاعها مثل 1/R، حيث R هو متوسط المسافة بين جسيمين. وعندما لا تكون لديها طاقة كافية لإنتاج الأزواج، يتوقف هذا الإنتاج. عندئذٍ يفني الإفناء المادة والمادة المضادة، عبر عملية لا رجعة فيها.

يصبح السؤال الرئيسي:

• لماذا نحن هنا، أنت وأنا؟ لماذا لم يُمحِ هذا القتل المتبادل تمامًا الأختين العدوتين: المادة والمادة المضادة؟

الجواب؟
لا جواب......

ضائع، نصف الكون. إذا كانت لدى أحدكم معلومات، فالرجاء الاتصال بأي مختبر فيزياء نظرية، فورًا.

في عام 1967 كان الأكاديمي الروسي أندريه ساخاروف أول من اقترح أن "التكوين الكوني" могло أن ينتج كونين بدلًا من كون واحد:

A.Sakharov : "CP violation and baryonic asymmetry of the Universe". ZhETF Pis'ma 5 : 32-35 (1967) ; Traduction JETP Lett. 5 : 24-27 (1967)
A.Sakharov : "A multisheet Cosmological model" Preprint Institute of Applied Mathematics, Moscow 1970
A.Sakharov : "Cosmological model of the Universe with a time vector inversion". ZhETF 79 : 689-693 (1980) ; traduction in Sov. Phys. JETP 52 : 349-351 (1980)

A.Sakharov : "Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry" in "Problems in theoretical physics", dedicated to the memory of I.E.Tamm, Nauka, Moscow 1972, pp. 243-247

في رؤية ساخاروف، يُعكَس سهمَا الزمن. وقد اقترح أيضًا أن كونيه التوأمين يمكن أن يكونا متقابلين بالتناظر المرآوي.

فعلت الشيء نفسه، بعد عشر سنوات، دون علمي بعمل ساخاروف. المرجع:

[1] : J.P.Petit : Univers enantiomorphes à flèches du temps opposées. French Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris.t.284, serie A, 1977, p.1315
(Enantiomophic universes with opposite time arrows)

[2] : J.P.Petit : Univers en interaction avec leur image dans le miroir du temps . French Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris.t.284, serie A, ( 6 june ) 1977, p.1413
(Universe interacting with its space-time mirror image) : the "Jonas-effect".

يبحث منظّرو الأوتار الفائقة في الجسم الأساسي المكوّن للكون، مفتاح نظرية كل شيء (TOE). وهم يعتقدون أنهم بنوا خصائص التناظر التي ينبغي أن يمتلكها هذا الجسم المجهول (وفقًا لمتغيرات مختلفة)، استنادًا إلى نظرية الزمر. والزمرة E8 x E8 إحدى هذه المتغيرات. فالزمر "تلد الهندسة". والزمرة الغاليلية، التي تترجم كل خصائص زمكاننا (الانتقالات المكانية، والدورانات، إضافة إلى الانتقالات الزمنية)، في رؤيتها الأكثر سذاجة (إقليدية، بزمن مطلق)، تلد زمكانًا إقليديًا.

تُفرز زمرة لورنتز زمكان مينكوفسكي (زمكان النسبية الخاصة).

يبحث منظّرو الأوتار الفائقة عن هندسة فضاء عشري الأبعاد يخضع لخصائص التناظر الخاصة التي تخضع لها كل الجسيمات الأولية، المعروفة والمجهولة.

لنفترض أن لديّ ست كميات:

x, y, z, a, b, g.

أقرر، مثلًا، أنني أستطيع أن أضيف إلى الثلاث الأولى أو أن أطرح منها عددًا صحيحًا من المرات كمية a، وأنني أستطيع أن أضيف إلى الثلاث التالية أو أن أطرح منها p/2 عددًا صحيحًا من المرات. وهذا يشكّل زمرة. وتتكون عناصرها المحايدة من إضافة كمية معدومة أو طرحها. ويوجد جسم يحقق هذه العلاقات -- المكعب. والفضاء المنبثق من بنية الزمرة هذه فضاء ثلاثي الأبعاد، مرصوف بالمكعبات. نوع من البلور.

تقوم علم البلورات بأكمله على نظرية الزمر. وعندما تكون لدينا الزمرة، تكون لدينا الطريقة التي تُبنى بها البلورة.

قد نقول إن منظّري الأوتار الفائقة يعتقدون أنهم يملكون بالفعل الزمر الصحيحة، لكنهم يبحثون الآن عن البلورة المقابلة. بلورة عشرية الأبعاد. لديهم الزمر، لكن ليس الجسم. لديهم حجر الزاوية، لكن ليس البناء المرافق له.

كل هذا يثير تبادلات سريالية حقًا في الندوات، مثل تلك التي جرت مؤخرًا في أسبن، كولورادو. وقد أوردت مجلة ساينتفيك أمريكان في عددها الصادر في يناير 1996، في مقال بعنوان "شرح كل شيء"، بقلم مادوسري موكيرجي، من هيئة التحرير. [...]

بحثًا عن هذا الجسم السحري المفترض أن ينظّم الكون عشري الأبعاد، يتحدث بعضهم عن "كرات مسمرة"، أو قنافذ مكسوة بالأشواك، أو "يساريع مشعرة"، أو أغشية خماسية الأبعاد (داف، من كلية إمبريال في لندن)، قادرة على الالتفاف على نفسها "كجلد سجق".

ويضيف شفارتز، من كالتك (أحد رواد النظرية): "كان ينبغي أن أصبح سائق شاحنة!"

ويتحدث آخرون عن "ثقوب سوداء كتلتها صفر".

وصرخ جيفري أ. هارفي، من جامعة شيكاغو:

"هل يعني ذلك أن ثقوبكم السوداء كتلتها صفر؟ هل تتحرك بسرعة الضوء؟"

"لا، ليس لديها شيء، لا زخم"، يرد غاري ت. هورويتز من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربارا.

"أوه، هراء!" كان ذلك ليونارد ساسكيند من ستانفورد.

"ليس لديها طاقة، لا زخم -- لا يوجد شيء هناك!" يحتج هارفي.

سترومينغر: "في مكان ما في الكون قد توجد أجزاء من الفضاء على شكل قطرات صغيرة، يدخل فيها الثقوب السوداء فتتحول إلى أوتار، والعكس بالعكس. وفي محيطنا قد تبدو هذه القطرات وكأنها تبحر في أكوان افتراضية، توجد لفترة زمنية متناهية في الصغر، لأنها ستختفي فورًا، قبل أن يتسنى رصدها.

ساسكيند: "أنا شخصيًا أعتقد أنها حماقة كبيرة."

في عام 1986 طلب أحدهم من باحث أن يلخص "نظرية كل شيء" في سبع كلمات، فأجاب:

• آه، يا رب، لماذا تخليت عني؟

كل هذا مثير للاهتمام، لكنه لم ينتهِ، كما نرى. لم يُثر جسم نظري في تاريخ الفيزياء مثل هذه الاضطرابات كما يحدث الآن، حين تُنشر عشرة مقالات في الموضوع كل يوم. ولا يمكننا أن نقول إن الجبل سيلد فأرًا أم أن الفأر سيلد جبلًا.

على أي حال، بعض رجال الأوتار الفائقة:

• شفارتز (كالتك)

• غرين (كلية كوين ماري)

• الحائز على جائزة نوبل عبد السلام (مدير مركز الفيزياء النظرية في ترييستي، إيطاليا، وأستاذ في كلية إمبريال في لندن).

نقطة انطلاقهم: E8 x E8.

المرجع: "Superstrings, a theory of everything ? ". PC.W.Davis & J.Brown, Cambridge University Press 1988.

جون شفارتز:

يشير التناظر الثاني إلى نوع آخر من المادة، نسميه غالبًا المادة الظل. ومثل هذه الأجسام الظلية ستكون غير مرئية لنا.

مايكل غرين:

نجد من النظرية نوعًا جديدًا من المادة لا يمكننا رصده مباشرة، بصريًا، لأنه ينبغي أن يتفاعل مع المادة العادية عبر قوة الجاذبية فقط. لكن الجسيمات الظلية يمكن أن تتفاعل بعضها مع بعض عبر قوى أخرى.

عبد السلام:

من نظرية الأوتار الفائقة يمكننا بناء كون آخر يتفاعل مع كوننا عبر قوة الجاذبية فقط. وهذا يمكن أن يفسر لماذا تُخرَق التناظرات الفائقة في كوننا، ويمكن أن يجلب بعض البصيرة الأصلية لمشكلة طيف كتل الجسيمات المختلفة.

على أي حال، لا يبدو أن شيئًا آخر سيأتي، عدا هذه الجمل القصيرة.

كيف يمكننا تخيّل عالمين يتفاعلان عبر الجاذبية فقط؟ لنعد إلى رقعة الداما، مع فريقي اللاعبين المتميزين.