| 21 |
مشكلة الكون البدائي.
...لنعتبر جسيمًا في اللحظة t = 0، أو في لحظة "قريبة من t = 0". لنفترض أنه يبث إشارة ما، مثل إشعاع كهرومغناطيسي. ستنتشر هذه الإشارة بسرعة c. بعد مرور الزمن t، ستكون للموجة الكروية نصف قطر ct، وهو ما نسميه الأفق. لكن قانون التوسع، أي التباعد بين جسيمين مفترضين مرتبطين بـ"الحامل الكوني" (يقال متحركان معًا)، له سلوك قطع مكافئ (هذه المسافة تنمو مثل t2/3). وبالرجوع إلى الوراء في الزمن، سنجد دائمًا حقبة t < th حيث كان الجسيمات في استحالة مادية للتواصل فيما بينها، لأنها كانت تتباعد "أسرع مما كانت تسير الموجة الكهرومغناطيسية المنبعثة في لحظة t قريبة من الصفر".
...الصورة التالية تستحضر هذه الحالة الانطوائية للكون، الكرات البيضاء، المرتبطة بكل جسيم، تمثل الأحجام التي يجب أن يوجد فيها جار حتى يكون التواصل ممكنًا. لكنها لا تتقاطع، ولن تفعل ذلك إلا بعد ذلك بكثير.
...لذلك يصبح من الصعب تبرير التجانس الملحوظ للكون البدائي، الذي أثره الأحفوري هو خلفية الإشعاع الكوني عند 2.7° كلفن.
...النظرية السائدة هي نظرية ليندي: التضخم، وهذا هو تبريرها الوحيد. دون الدخول في التفاصيل، تتكون هذه النظرية من إعطاء الكون البدائي ثابتًا كونيًا فائقًا (يعتمد على الزمن!)، يعبر عن "قوة تنافر الفراغ" التي تتحدى كل خيال. وهذا يؤدي إذن إلى توسع بمعامل عشرة أس لا أعرف كم....
مشكلة الأصل.
ما هو، في الواقع، هذا الزمن t = 0؟ هل له معنى؟
...عندما نعود إلى الوراء في الزمن، ترتفع درجة حرارة "المائع الكوني". كذلك ترتفع سرعة الاهتزاز الحراري للجسيمات ذات الكتلة غير المعدومة. تأتي لحظة تصبح فيها هذه السرعة نسبية. في الواقع، عندما يتجه t نحو الصفر ودرجة الحرارة T نحو اللانهاية، تتجه الطاقة الفردية للجسيمات نحو اللانهاية وتتجه سرعتها نحو c. يتبع الزمن الخاص القانون:
...عندما تتجه v نحو c "يتجمد الزمن الخاص في الساعات". يصبح تعريف ساعة إشكاليًا، حتى على المستوى التصوري.
...نرى إذن أن النموذج القياسي بعيد عن الكمال. قائمة المشاكل المذكورة ليست شاملة على أي حال. تعرف الفيزياء الأساسية مشاكل مماثلة. تمر نظرية الأوتار الفائقة عبر توسيع السياق البعدي (عشرة أبعاد، للكثيرين). لكن الهندسة العشرية الأبعاد تبقى غابة مظلمة. إذا كانت الأسطح ثنائية الأبعاد قد فقدت غموضها، فإن تصنيف الأسطح الفائقة ثلاثية ورباعية الأبعاد لا يزال يتعين إنجازه.
....من جهة أخرى، عندما نضيف أبعادًا إلى الكون، تظهر أطوال مميزة، مرتبطة بكل واحد منها. وهذه invariably... طول بلانك. ومن يقول طول يقول طول موجة، وهو مرتبط بالطاقة، وفق العلاقة:
...طاقة بلانك هائلة. لتطبيقها، وفق التقنيات الكلاسيكية، سيكون من الضروري توفر مسرع بقطر مجرة. يرفع الفيزيائيون التجريبيون أيديهم إلى السماء.
...الفيزيائي النظري الياباني الأصل، ميتشيو كاكو ("الفضاء الفائق، رحلة علمية عبر البعد العاشر"، مطبعة جامعة أكسفورد، 1995)، يقدم تفسيرًا شخصيًا لذيذًا: في رأيه، نظرية الأوتار الفائقة ببساطة متقدمة على عصرها ببضعة قرون. في المرحلة الحالية من التقنية ستكون إذن مجرد وسيلة للتسلية بين الأصدقاء.
ندوة أسبن.
...في 1996 نشرت المجلة الشهيرة ساينتفيك أمريكان تقريرًا عن ندوة حول الأوتار الفائقة كانت قد انعقدت للتو في أسبن، كولورادو، بقلم مادوسري موكيرجي، كاتبة في المجلة. نص جدير بإخوان ماركس:
...كما ذكّر مؤلف المقال، كان قد طُلب في 1986 من جيفري أ. هارفي، من جامعة شيكاغو، تعريف نظرية الأوتار الفائقة في سبع كلمات. كانت إجابته آنذاك:
- آه يا رب، لماذا تخليت عني؟
لكن الورقة تشير إلى أن الله يبدو أنه أجاب، عبر اكتشاف تناظر جديد: الازدواجية.
...ويتن، أكثر رجال الأوتار الفائقة تفاؤلًا، يعتقد أن هذه الازدواجية لن تؤدي فقط إلى TOE (نظرية كل شيء) بل ستشرح أيضًا "لماذا الكون مصنوع هكذا". يعتقد أننا نتقارب نحو تفسير للطبيعة العميقة للميكانيكا الكمومية.
...قليلون هم من يتصدون في الواقع لهذه النظرية للأوتار الفائقة، التي هي في الواقع معقدة على جميع المستويات، بما في ذلك رياضيًا، لدرجة أن الفيزيائيين والرياضيين يعزفون عن الغوص فيها.
...يشير المقال إلى أن هذه "الازدواجية" ستجعل الجسيمات الأولية والأجسام المركبة قابلة للتبادل. يستحضر المتخصصون عندئذ "كتلًا" (ضخمة، حزم، خصل) يحاولون تصورها كـ"قنافذ". أخرى: "كرات مسمرة بمتجهات"، تسمى "سوليتونات".
...لكن هذه الازدواجية، لو وُجدت، ستبقى، حسب مؤلفي هذا المفهوم، مستحيلة الإثبات (بالازدواجية يجب فهم "طبيعة مزدوجة": قاموس إنجليزي). في المقال يُوضح إذن أن بنى مركبة قد تكون متكافئة بأن تكون "متشابكة" وتصبح عندئذ "أجسامًا أولية".
ثم يُحرَّك مفهوم "التناظر المرآوي"، دون نجاح كبير.
...في 1986 كان داف، من إمبريال كوليدج لندن، قد تصور اهتزازات كيان جديد، "فقاعة". بينما كانت الأوتار تتلوى في عشرة أبعاد، كانت الفقاعات تطفو في فضاء ذي أحد عشر بعدًا. ثم تصور داف أغشية "خماسية الأبعاد"، أوصافًا بديلة، تجاه الأوتار. ثم تصور أن هذه الأغشية يمكن أن تلتف بدورها مثل "جلد سجق". وأثار "ازدواجية وتر-وتر".
...في 1995 ألقى ويتن محاضرة في بيركلي مخمنًا أن فقاعات داف قد تكون سوليتونات لوتر خاص يقابل الأبعاد العشرة.
وأضاف شفارتز، من كالتك، (أحد رواد النظرية):
- كان يجب أن أكون سائق شاحنة!
مهما يكن، حاليًا، تصدر عشرة أوراق جديدة عن الأوتار الفائقة كل يوم.
السوليتون "يشبه يرقة مشعرة"، مسمرة بمتجهات، إنه إذن "الجسم المزدوج للوتر".
ثم اقترح داف ازدواجية للازدواجية، بين فضاءات. وعلق سوسكيند:
حجم الجسم وبعده الداخلي سيتغيران "من مكان إلى مكان".
تاونسند:
- الأغشية، المتحولة إلى سوليتونات أوتار، قد يكون لها نفس وضع الأوتار. للأسف الحسابات المنجزة بالأغشية لا معنى لها.
...ثم يُستحضر زواج بين الأوتار والثقوب السوداء. كان هوكينغ قد أشار إلى أن الثقوب السوداء، القادرة على بث جسيمات، ستفقد بذلك كتلتها وتتقلص. لو كانت مصنوعة في البداية من أوتار ("ثقوب سوداء وترية") لكان تطورها سيحولها إلى أجسام بحجم معدوم: "ثقب أسود متطرف يشبه في الواقع جسيمًا". جدل بين سوسكيند وسترومينجر، حول هذه النقطة:
- عمل سترومينجر "عظيم"، لكن تسمية هذه الأشياء ثقوبًا سوداء، هذا مع ذلك مبالغة بعض الشيء.
على سبيل الإشارة، عنوان ورقة سترومينجر الأخيرة: "العالم متصورًا كهولوغرام".
يستحضر هذا عندئذ مفهوم "ثقب أسود معدوم الكتلة".
يحتج جيفري أ. هارفي، من جامعة شيكاغو، فورًا:
- ماذا يعني أن ثقوبك السوداء معدومة الكتلة؟ هل تعني أنها تتحرك بسرعة الضوء؟
غاري ت. هورويتز، من جامعة كاليفورنيا:
- أوه، هراء!
بعد قليل نقرأ أن الأوتار "قد تتشكل وفق محيطها"، متبنية حلًا صحيحًا ديناميكيًا (...). ويضيف سترومينجر:
- في مكان ما في الكون قد توجد أجزاء من الفضاء على شكل قطرات، تتحول فيها الثقوب السوداء، عند دخولها، إلى أوتار، والعكس صحيح. في محيطنا قد تبدو هذه القطرات تبحر في أكوان افتراضية، تكون موجودة لمدة زمنية متناهية الصغر، بما أنها تختفي فورًا، قبل أن نتمكن من رصدها.
...لكن لا أحد يبدو أنه يعتقد بعد الآن أن "الحل قريب"، رغم تأكيد ويتن، الذي كان قد راهن بمخروط مثلجات أن النظرية ستنضج قبل نهاية القرن.
فيرد توفت بحدة:
- عندما يقيّم رجال الأوتار، لديهم دائمًا ميل إلى تضخيم نتائجهم. إنهم ببساطة يؤمنون إيمانًا أعمى بنظريتهم.
في حلبة الأوتار الفائقة هذه، يتجاور الشباب والأقل شبابًا.
سيدني ر. كولمان، من هارفارد:
- في سني يميل المرء إلى إطلاق الكثير من الغاز. أفضل ألا أفعل.
يوافق شيلدون ل. غلاشو أن "لا شيء تحرك في هذه النظرية":
نهاية الندوة. يهبط الليل، يقول مؤلف المقال، ويطلق سوسكيند:
- أعتقد شخصيًا أن هذا كله هراء!
رغم هذه الأزمة يعتقد البعض أن كل شيء سينتهي بالترتيب. سيُكشف عن المادة المظلمة. ستنبثق نظرية كل شيء في النهاية، على خلفية أوتار فائقة عشرية الأبعاد.
...في انتظار هذه الحقبة المباركة، عصر المعرفة الذهبي هذا، التطورات النظرية التالية ليست، في المحصلة، أفضل ولا أسوأ من كل ما يتعلق بالمادة المظلمة والأوتار الفائقة.
قبل مهاجمة عرض أعمالنا، تقرير عن نقاش مع ج.م. سوريو (4/1/98).
(ربما بداية تفسير للوضع الحالي).
-
أتعتقد أننا نعيش فترة ركود، في الفيزياء الأساسية؟
-
منذ الخمسينيات، فينمان والكهروديناميكا الكمومية، الأمر راكد. الكهروديناميكا الكمومية، تعمل، لكن في الحقيقة لا نعرف جيدًا لماذا. يبقى إيجاد ذلك. عدا ذلك لم نجد شيئًا بارزًا حقًا.
-
لكن هل عرف عالم العلوم فترات ركود في الأساسي، من النوع نفسه. في القرن الماضي؟
-
يبدو أن هناك نوعًا من التناوب بين قفزات إلى الأمام، في المجال الأساسي وفي الاستغلال التقني، كأن الناس لا يستطيعون فعل الاثنين معًا. اختراع نول جاكار (1752-1834)، مثلًا، يعبر عن مرحّل مُميكن بين العمل اليدوي وإنتاج الأشياء (إنها أيضًا بداية.... المعلوماتية). في الفيزياء، في 1788، لديك الميكانيكا التحليلية للاغرانج. عند منعطف القرن يخترع نافييه ميكانيكا الموائع، وفورييه نظرية الحرارة، والتحليل التوافقي، ويقدم فرينل تقدمًا في البصريات الأساسية.
بين 1815 ولنقل 1870، إنها فترة تقنية. الآلة البخارية، إذن تحريك الآلات بطاقة كيميائية لا بشرية أو حيوانية. هناك أيضًا الكهرباء. غرام يخترع الدينامو في 1845. جول فيرن، نحو 1870، يصبح شاعر هذه التطبيقات التقنية. هناك أيضًا تطور الكيمياء، والسكك الحديدية، والهاتف، والإنتاج الكهربائي للضوء. لكن بين 1815 و1870 إنها بالأحرى حقبة تطبيقات تقنية.
-
ومتى ينطلق من جديد؟
-
نحو 1870 إنها ولادة علم البلورات وبداية النظرية الذرية، التي تبدو في تلك الحقبة فرضية تخمينية. هناك أيضًا ماكسويل.
-
والزمر؟
-
الزمر تولد مع علم البلورات. صوفوس لي، كلاين، ذلك نحو 1870. نقطة انطلاق نظرية الزمر هي علم البلورات. عند منعطف القرن إنها الذرة.
-
وفي رأيك يستمر ذلك حتى 1950؟
-
بعد ذلك، إنها بالأساس تقنية، بحث تطبيقي. في الفيزياء، القفزة الكبيرة إلى الأمام هي المعلوماتية، التي لم يكن أحد قد استطاع التنبؤ بانفجارها.
-
ومنذ 1950، تركز كل شيء من جديد على التقنية. والأساسي يدفع الثمن.
نهاية هذا الاستطراد. .
فهرس المقال فهرس العلوم الصفحة الرئيسية
عدد زيارات هذه الصفحة منذ 1 يوليو 2004: