الاثنين، 12 مارس 2018
لعل واحدة من أكثر المشاكل تعنتا في الفيزياء حاليا هي حقيقة أن أفضل نظريتين تفسران الكون -وهما نظرية النسبية العامة وميكانيكا الكم- تؤديان بشكل جيد منفردتين، لكن بمجرد محاولة التوحيد بينهما فإن الرياضيات تفشل بشدة.
لكن عالم فيزياء نظرية من جامعة ستانفورد جاء بمعادلة جديدة تقترح أن وسيلة الربط أخيرا بين النظريتين ربما تكمن في أنفاق غريبة في الزمكان (الزمان والمكان) تدعى "الثقوب الدودية".
والمعادلة التي توصل إليها بسيطة: ER=EPR، فهي لا تعتمد على قيم رقمية وإنما تمثل أسماء العلماء الرئيسيين في الفيزياء النظرية، فعلى الجانب الأيسر من المعادلة تمثل حروف ER ألبرت آينشتاين (Einstein) وناثان روزن (Rosen)، وتستند إلى الورقة التي ألفاها معا عام 1935 وتصف الثقوب الدودية التي تعرف تقنيا باسم "جسور آينشتاين-روزن".
أما الحروف على الجانب الأيمن من المعادلة فهي تمثل "آينشتاين" و"روزن" و"بوريس بودولسكي" (Podolsky) الذي شارك في كتابة ورقة أخرى ذلك العام تصف "تشابك الكم".
وعودة إلى العام 2013 فإن الفيزيائي ليونارد ساسكيند من جامعة ستانفورد وخوان مالداسينا من معهد الدراسات المتقدمة في برينستون بولاية نيوجيرسي، اقترحا أن الورقتين يمكن أن تكونا تصفان الشيء نفسه، وهو أمر لم يعتبره أحد مسبقا بمن فيهم آينشتاين ذاته.
| الثقوب الدودية ليست فقط مجرد بوابات لمكان آخر في الكون، ولكنها أيضا بوابات بين زمنين في الكون |
شرح المعادلة
وفقا لنظرية النسبية العامة لآينشتاين فإن الثقوب الدودية هي مثل الأنفاق بين مكانين في الكون، ونظريا إذا سقطْتَ في جانب من الثقب الدودي فستظهر في الجانب الآخر فورا تقريبا، حتى لو كان ذلك الجانب في الجهة المعاكسة تماما من الكون. كما أن الثقوب الدودية ليست فقط مجرد بوابات لمكان آخر في الكون، ولكنها أيضا بوابات بين زمنين في الكون.
وفقا لنظرية النسبية العامة لآينشتاين فإن الثقوب الدودية هي مثل الأنفاق بين مكانين في الكون، ونظريا إذا سقطْتَ في جانب من الثقب الدودي فستظهر في الجانب الآخر فورا تقريبا، حتى لو كان ذلك الجانب في الجهة المعاكسة تماما من الكون. كما أن الثقوب الدودية ليست فقط مجرد بوابات لمكان آخر في الكون، ولكنها أيضا بوابات بين زمنين في الكون.
على الجانب الآخر فإن نظرية التشابك الكمي تصف الطريقة التي يمكن أن يتفاعل بها جزيئان بطريقة يصبحان بها مرتبطين حتميا و"يتشاركان" الوجود، بمعنى أن أي شيء يحصل لأحد الجزيئين فإنه سيؤثر مباشرة وفورا في الجزيء الآخر، حتى لو كان على بعد سنوات ضوئية عنه.
وفي نظريته الجديدة فإن ساسكيند يقترح السيناريو التالي:
إذا أخذ شخصان حزمة من الجزيئات المتشابكة لكل منهما، وطارا باتجاهين متعاكسين من الكون بطائرات أسرع من الضوء، ومن مواقعهما المفترضة سحق كل واحد منهما جزيئاته بقوة عظيمة تؤدي إلى صنع ثقبين أسودين منفصلين، فإن النتيجة ستكون ثقبين أسودين متشابكين على الجانبين المتعاكسين من الكون ويرتبطان في الوسط بثقب دودي عملاق.
إذا أخذ شخصان حزمة من الجزيئات المتشابكة لكل منهما، وطارا باتجاهين متعاكسين من الكون بطائرات أسرع من الضوء، ومن مواقعهما المفترضة سحق كل واحد منهما جزيئاته بقوة عظيمة تؤدي إلى صنع ثقبين أسودين منفصلين، فإن النتيجة ستكون ثقبين أسودين متشابكين على الجانبين المتعاكسين من الكون ويرتبطان في الوسط بثقب دودي عملاق.
ويقول توم سيغفريد في مقال على موقع "ساينس نيوز" المختص بالشؤون العلمية، إنه إذا كانت نظرية ER=RPR صحيحة فإن ثقبا دوديا سيرتبط بهذين الثقبين الأسودين المتشابكين، وبالتالي يمكن وصفهما باستخدام هندسة الثقوب الدودية. وحيث إن الثقوب الدودية هي تشوهات في هندسة الزمكان، فإن تعريفها بالتشابك الكمي سيقيم صلة بين الجاذبية وميكانيكا الكم.
