السيمفونية الخفية: كيف تفتح نظرية بوابات الأبعاد الأحد عشر؟

بقلم: Alexander Makowsky

منذ أن أدرك الإنسان وجوده، وهو ينظر إلى السماء متسائلاً عن هذا الكون. لقرون طويلة، ظننا أن ما نراه ونلمسه هو الحقيقة المطلقة؛ نحن كنا نعيش في القشرة السطحية للعالم. العالم الذي نراه هو عبارة عن ثلاثة أبعاد فقط: الطول، والعرض، والارتفاع، كما نحس ببعد رابع وهو الزمن الذي يتدفق بنا إلى الأمام دون توقف.

لكن جاءت الفيزياء الحديثة كالعادة لتدمير واقعنا الكلاسيكي ، وتخبرنا بأن العالم في حقيقته عبارة عن إحدى عشر بعداً !

في قلب هذه الثورة الفيزيائية تقف نظرية إم (M-Theory)، التي طورها الفيزيائي الفذ إدوارد ويتن، كطريقة لمحاولة رؤية العالم بشكله الحقيقي؛ حيث تربط بين عالمين لطالما بدا تناقضهما مستعصياً على الحل: النسبية العامة التي تحكم الأجرام الكبيرة والجاذبية، وميكانيكا الكم التي تدير عالم الذرات والقوى الصغرى. إنها المحاولة الأكثر جرأة لصياغة نظرية كل شيء.

محاولة الوصول النظرية كل شئ

الالتفاف الكوني: لماذا لا نرى الأبعاد السبعة الإضافية؟ تفرض المعادلات الرياضية لنظرية الأوتار الفائقة أن الكون لا يمكن أن يستقيم هندسياً إلا بوجود 11 بعداً. إذا كان الأمر كذلك، فأين تختبئ الأبعاد السبعة المتبقية؟ للإجابة عن هذا السؤال، يطرح الفيزيائيون تشبيهاً عبقرياً:

تخيل أنك ترى عيدان كبريت مصفوفة على شكل خط مستقيم عن بُعد؛ سيبدو لك كخط مستقيم أحادي البعد (له طول فقط). لكن، إذا اقتربت منه حشره صغيره (نمله مثلاً) وصعدت فوقه، ستكتشف بُعداً ثنائياً دائرياً ملتفاً حول الكبريت يمكنها السير فيه.

هذا تماماً ما يحدث في نسيج الكون؛ الأبعاد السبعة الإضافية ليست مساحات شاسعة يمكننا السفر عبرها بالطرق التقليدية، بل هي منطوية وملتفة على نفسها في مساحات متناهية الصغر، أصغر بمليارات المرات من حجم الذرة. وهي لا تتخذ أشكالاً عشوائية، بل تنتظم في هياكل هندسية بالغة التعقيد تُعرف بـ فضاء كالابي-ياو (Calabi-Yau manifolds). انحناء هذه الأشكال هو الذي يحدد بدقة كيف تهتز الأوتار الأساسية لتنتج الجسيمات وقوى الطبيعة. لغز الجاذبية الضعيفة.. وهجرتها إلى العمق (The Bulk) لطالما أرّق الفيزياء سؤال جوهري: لماذا تُعد الجاذبية قوة ضعيفة جداً مقارنة بالقوى الكونية الأخرى(تعريف سرعة الجاذبية عبارة عن انحناء في نسيج الكون(الزمكان)) القوة الكهرومغناطيسية مثلاً؟ لتقريب الصورة، يكفي مغناطيس ثلاجة صغير ليقهر جاذبية كوكب الأرض بأكمله ويجذب مشبك ورق من على الطاولة! هنا تقدم نظرية الأبعاد الأحد عشر حلاً يضاهي قصص الخيال العلمي في إثارته:

نظرية الأوتار

1-الأوتار المفتوحة: تمثل قوى الطبيعة المألوفة (كالضوء والكهرباء) أوتاراً مفتوحة، وتكون أطرافها مثبتة بإحكام داخل الغشاء الكوني الخاص بنا (Brane)، لذا لا يمكنها مغادرته، وهو ما يفسر لماذا نرى عالمنا بالطريقة التي نعرفها.

2-الأوتار المغلقة (الغرافيتون): أما الجسيم المسؤول عن الجاذبية، فيُعتقد أنه وتر مغلق (على شكل حلقة). ولأنه غير مثبت في غشائنا، فإن لديه القدرة على التسرب والهروب إلى الفضاء الأوسع المحيط بنا، والذي يُطلق عليه اسم العمق (The Bulk).

و نستنتج من ذلك أن الجاذبية هي القوة الوحيدة في الكون التي تمتلك القدرة على التأثير في جميع الأبعاد.

الخاتمة

نستنتج من ذالك، الجاذبية ليست ضعيفة في حد ذاتها، بل إنها تبدو لنا ضعيفة لأنها تتشتت وتتوزع عبر الأبعاد الإضافية والأكوان الأخرى المتوازية، هل تعتقد أنه بإمكاننا معرفة حقيقة الكون ؟