في قلب الفيزياء الحديثة يوجد نقاش مهم يسعى إلى معالجة واحدة من الألغاز الشائكة في القرون الأخيرة فيما يتعلق بفهمنا للكون وطبيعة المادة: النسبية العامة والتسوية. نظرية الكم. وقد قاوم هذان الإطاران الرياضيان المستخدمان لوصف الكون الجهود المبذولة لتوحيدهما، مما يمثل تحديًا مستمرًا منذ عصر أينشتاين.
من ناحية النسبية العامة البرت اينشتاين وقد ثبت دقته في وصف الكون ككل والتنبؤ بكيفية حدوث ذلك الجاذبية تشكل الأحداث الكونية من خلال انحناء الزمكان. على الجانب الآخر، ميكانيكا الكم يقدم وصفًا لا تشوبه شائبة للقوى المهيمنة على المستوى الذري. ومع ذلك، وعلى الرغم من نجاحاتها الفردية، إلا أن هذه النظريات تتناقض مع بعضها البعض، مما يخلق فجوة كبيرة في فهمنا للكون.
وبحثًا عن حل، استكشف الفيزيائيون الفكرة السائدة المتمثلة في “التكميم” أو التوفيق بين نظرية أينشتاين في الجاذبية ونظرية الكم. ومن الأمثلة على ذلك نظرية الأوتار والجاذبية الكمومية الحلقية، وكلاهما مرشح لنظريات الكم للجاذبية.
“نظرية الكم للجاذبية ما بعد الكلاسيكية”.
ومع ذلك، في إعلان غير مسبوق، اقترح فيزيائيون من جامعة كوليدج لندن (UCL)، في ورقتين بحثيتين نشرتا في وقت واحد، نظرية جذرية توحد مجالات الجاذبية وميكانيكا الكم مع الحفاظ على الزمكان الكلاسيكي كما تصوره أينشتاين. إنها.
الاقتراح الجديد للبروفيسور جوناثان أوبنهايم (الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كاليفورنيا) و التفصيل في مقال الفحص البدني X، يتحدى الاتجاه الحالي لدعم تعديل نظرية الجاذبية. بدلا من ذلك، فهو يقترح أن الزمكان لا تحكمه النظرية الكلاسيكية، أي نظرية الكم. وفقا لبيان صحفي UCL.
“نظرية الكم والنسبية العامة أينشتاين إنهم غير متوافقين رياضيا مع بعضهم البعض، لذلك من المهم أن نفهم كيفية حل هذا التناقض. هل يجب علينا قياس الزمكان، أو تغيير نظرية الكم، أم أن الأمر شيء آخر تمامًا؟” يشرح البروفيسور أوبنهايم.
محدد، أوبنهايم بروبوني “نظرية الكم ما بعد الكلاسيكية للجاذبية”: بدلًا من تغيير الزمكان، تقوم هذه النظرية بمراجعة نظرية الكم نفسها، وتتنبأ بتقلبات عشوائية وكبيرة في الزمكان. هذه التقلبات، وهي أكبر بكثير مما تنبأت به نظرية الكم، تجعل وزن الأشياء غير مؤكد ولا يمكن التنبؤ به في القياسات الدقيقة.
بمعنى آخر، يفترض هذا المخطط أن الزمكان مستمر ومستمر، بدلاً من “قياسه” كوحدات منفصلة. ومع ذلك، لفترة وجيزة حارس أمن، فهو يقدم فكرة أن الزمكان غير مستقر بطبيعته، ويخضع لتقلبات عشوائية، مما يخلق فجوة في القدرة على التنبؤ.
يقول أوبنهايم: “إن السرعة التي يتدفق بها الوقت تختلف بشكل عشوائي وتتغير بمرور الوقت”. حارس أمن، لقد أوضح أن الزمن لا يعود في الواقع إلى الوراء. وفقًا لأوبنهايم، فإن هذه “القفزة” الزمنية تُحدث فجوة في القدرة على التنبؤ، مما يسبب عدم الرضا بين العديد من الفيزيائيين. يقول: “إنها رياضية للغاية”. “من الصعب حقًا أن تتخيل ذلك في رأسك.”
نظرية التحقق: وزن غير مؤكد للأشياء في القياسات الدقيقة
كما هو متوقع، أثارت هذه النظرية شكوكًا، وأعرب مؤيدون بارزون للنظريات الأخرى مثل الفيزيائي النظري والمؤلف كارلو روفيلي والدكتور جيف بينينجتون، المروجين الرئيسيين لنظرية الجاذبية الكمومية ونظرية الأوتار على التوالي، عن شكوكهم.
وعلى وجه الخصوص، أيد كلا الفيزيائيين شكوكهما سجل للحصول على رهان 5000 إلى 1 ضد نظرية أوبنهايم سيتم إثبات صحتها.
لاختبار هذه النظرية، يقترح طلاب الدكتوراه السابقون للبروفيسور أوبنهايم تجربة مقال ثاني منشور في التواصل الطبيعي. تتضمن هذه التجربة قياس كتلة جسم ما بدقة شديدة، مثل معيار 1 كجم الذي استخدمه سابقًا المكتب الدولي للأوزان والمقاييس في فرنسا، لاكتشاف تقلبات الوزن المحتملة مع مرور الوقت.
يقول زاك ويلر ديفيز، عالم الفيزياء في جامعة كوليدج لندن: “إذا لم يكن للزمكان طبيعة كمومية، فقد أظهرنا أنه لا بد من وجود تقلبات عشوائية في انحناء الزمكان التي لها توقيع محدد يمكن التحقق منه تجريبيا”.
فيما يتعلق بالجاذبية، الكمية أو الكلاسيكية، يجب أن يتعرض الزمكان لتقلبات عشوائية عنيفة من حولنا، على الرغم من أننا لم نكتشفها بعد. إذا كان الزمكان كلاسيكيًا، وفقًا لويلير ديفيز، فإن التقلبات يجب أن تتجاوز حجمًا معينًا، ويمكن تحديد هذا المعيار من خلال تجربة أخرى، والتي تقدر المدة التي يمكن أن تبقى فيها الذرة الثقيلة في حالة تراكب. في نفس الوقت.
على الرغم من أن الاختبار لا يوفر نتائج نهائية، إلا أنه قد يوفر معلومات قيمة. وعلى حد تعبير عالم الفيزياء في جامعة كوليدج لندن سوجاتو بوز، الذي لم يشارك في هذه الدراسات، فإن “تجارب التحقق من طبيعة الزمكان ستتطلب جهدًا كبيرًا، ولكنها ذات أهمية أساسية لفهم قوانين الطبيعة”.
يقول بوز إن هذه الاختبارات في متناول اليد، وعلى الرغم من صعوبة التنبؤ بالنتائج، إلا أن الإجابات قد تكون متاحة خلال العشرين عامًا القادمة.
