كتب – رامز يوسف:
يُشير إطار عمل جديد وجريء إلى أن الزمن ليس خيطًا منفردًا، بل هو لوحة ثلاثية الأبعاد ينبثق منها الفضاء نفسه.
بدمج محاور الزمن الإضافية هذه في معادلاته، يُعيد الفيزيائي جونتر كليتشكا خلق كتل الجسيمات المعروفة، ويُبقي السبب قبل النتيجة، ويُلمّح إلى طريق لتوحيد ميكانيكا الكم مع الجاذبية. إذا أثبتت التجارب صحة هذه النظرية، يُمكن للزمن ثلاثي الأبعاد أن يُعيد كتابة أعمق قصة واقعنا.
تخيل كونًا يكون فيه الزمن نفسه هو المسرح الحقيقي للواقع. تُشير نظرية جديدة من غونتر كليتشكا في جامعة ألاسكا فيربانكس إلى أن كل حدث فيزيائي يتكشف في الزمن وحده، وأن للزمن في الواقع 3 اتجاهات مستقلة. بينما ينبثق الفضاء كمظهر ثانوي.
قال جونتر كليتشكا، الأستاذ الباحث المشارك في معهد جامعة ألاباما في فرانكفورت للجيوفيزياء: “هذه الأبعاد الزمنية الثلاثة هي النسيج الأساسي لكل شيء، كلوحة فنية.. لا يزال الفضاء موجودًا بأبعاده الثلاثة، ولكنه أقرب إلى الطلاء على اللوحة الفنية وليس اللوحة نفسها”.
تحدي مفهوم الزمكان الكلاسيكي
تتناقض هذه الفكرة تمامًا مع مفهوم الزمكان القديم، الذي يُعامل بُعدًا واحدًا من الزمان و3 أبعاد من المكان ككيان واحد. تجمع رياضيات كليتشكا المحاور الزمنية الثلاثة مع المحاور المكانية المألوفة لإنشاء 6 أبعاد إجمالية. ويعتقد أن هذا الإطار قد يُقرّب العلماء من تفسير واحد وموحد للكون.
يُعد فهم اتجاهات الزمن الإضافية أمرًا صعبًا، واقترح كثير من المنظرين نسخًا مختلفة من هذا المفهوم. يكمن تقدم كليتشكا في مطابقة نموذجه مع كتل الجسيمات المعروفة وخصائص أخرى قابلة للقياس، ما يُحوّل فكرة مثيرة للاهتمام إلى فرضية قابلة للاختبار.
إطار زمني ثلاثي الأبعاد قابل للاختبار
يُضاف عمل كليتشكا، المنشور مؤخرًا في مجلة “تقارير في تطورات العلوم الفيزيائية”، إلى مجموعة أبحاث طويلة الأمد أجراها فيزيائيون نظريون حول موضوع خارج نطاق الفيزياء السائدة.
ويكتب أن إطاره الرياضي للزمن ثلاثي الأبعاد يُحسّن مقترحات الآخرين من خلال إنتاج نسخ قابلة للاختبار من كتل الجسيمات المعروفة وخصائص فيزيائية أخرى.
ويقول: “كانت مقترحات الزمن ثلاثي الأبعاد السابقة في المقام الأول مفاهيم رياضية تفتقر إلى هذه الروابط التجريبية الملموسة. أما عملي، فيُحوّل المفهوم من إمكانية رياضية مثيرة للاهتمام إلى نظرية قابلة للاختبار فيزيائيًا مع قنوات تحقق مستقلة متعددة”.
يمكن استخدام هذه النظرية للتنبؤ بخصائص الجسيمات غير المعروفة حاليًا، والمساعدة في البحث عن أصل الكتلة، وفي نهاية المطاف، المساعدة في حل أحد أكبر الأسئلة في الفيزياء.
كيف يعمل الزمن ثلاثي الأبعاد؟
الزمن ثلاثي الأبعاد هو نظرية يكون فيها للزمن، مثل المكان، اتجاهات مستقلة متعددة – تُصوَّر عادةً على أنها 3 محاور لحركة الزمن، تُشبه في مفهومها المحاور المكانية X وY وZ.
تخيل أنك تسير في مسار مستقيم، تتقدم للأمام، وبالتالي تعيش الزمن كما نعرفه. الآن تخيل مسارًا آخر يتقاطع مع المسار الأول، ويسير بشكل جانبي.
إذا استطعت السير على هذا المسار الجانبي والبقاء في نفس اللحظة من “الزمن العادي”، فقد تجد أن الأمور قد تختلف قليلًا – ربما نسخة مختلفة من نفس اليوم. قد يتيح لك السير على هذا المسار الثاني العمودي استكشاف نتائج مختلفة لذلك اليوم دون الرجوع إلى الوراء أو التقدم في الزمن كما نعرفه.
وجود هذه النتائج المختلفة هو البُعد الثاني للزمن. أما وسيلة الانتقال من نتيجة إلى أخرى فهي البُعد الثالث.
قال كليتشكا إن نظريته تتغلب على بعض مشاكل نظريات الزمن ثلاثية الأبعاد السابقة المبنية على الفيزياء التقليدية.
على سبيل المثال، تصف هذه النظريات السابقة أبعادًا زمنية متعددة تكون فيها علاقات السبب والنتيجة غامضة. تضمن نظرية كليتشكا أن الأسباب لا تزال تسبق النتائج، حتى مع وجود أبعاد زمنية متعددة، ولكن في بنية رياضية أكثر تعقيدًا.
في الزمن ثلاثي الأبعاد، يعتقد بعض الباحثين، ومنهم الفيزيائي النظري إيسحاق بارز من جامعة جنوب كاليفورنيا، أن الأبعاد الثانية والثالثة تصبح واضحة، أو تتكشف، عند مستويات الطاقة القصوى مثل تلك التي حدثت أثناء الكون المبكر أو في تفاعلات الجسيمات عالية الطاقة.
نحو نظرية لكل شيء
يعتقد بارز وغيره من علماء الفيزياء النظرية أن السعي وراء نظرية الزمن ثلاثية الأبعاد يُمثل سبيلاً للمساعدة في الإجابة عن بعض الأسئلة الفيزيائية الكبرى التي حيرت العلماء.
قد يُسهم نهج كليتشكا في حل أكبر تحديات الفيزياء التي لم تُحل بعد: توحيد ميكانيكا الكم – سلوك الجسيمات على أصغر المقاييس – والجاذبية في نظرية كمية واحدة للجاذبية.
قد تُؤدي نظرية كمية للجاذبية إلى نظرية شاملة للكون – ما يُسمى “نظرية كل شيء”. ستُوحد هذه النظرية، التي يصعب الوصول إليها، القوى الأساسية الأربع للطبيعة – الكهرومغناطيسية، والقوة النووية القوية، والقوة النووية الضعيفة، والجاذبية.
يُوحد النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات القوى الثلاث الأولى. تُفسر الجاذبية من خلال نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين.
هذان العالمان غير متوافقين، لذا دأب الفيزيائيون على البحث عن “نظرية كل شيء” لتوحيدهما. ويُعد إيجاد أصل كتل الجسيمات أمرًا محوريًا في هذا المسعى.
يعتقد كليتشكا أن نظريته عن الزمن ثلاثي الأبعاد يمكن أن تُساعد في هذا المسعى. يُعيد إطار عمله إنتاج الكتل المعروفة لجسيمات مثل الإلكترونات والميونات والكواركات بدقة، كما يُفسر سبب امتلاك هذه الجسيمات لهذه الكتل.
وقال: “قد يتطلب طريق التوحيد إعادة النظر جذريًا في طبيعة الواقع الفيزيائي نفسه. تُظهر هذه النظرية كيف يُمكن للنظر إلى الزمن على أنه ثلاثي الأبعاد أن يُحل بشكل طبيعي ألغازًا فيزيائية متعددة من خلال إطار رياضي واحد مُتماسك”.
المصدر: Scitechdaily
اقرأ أيضا:
