جريدة أحوال مصر
أن الحديث عن العلوم الكونية هو نوع من التفكر والتدبر والتبصر بخلق الله ….تأتي في سياق الحب الالهي اللا متناهي …الله يحب الانسان والانسان يحب خالقه ….والمحب دائماً يبحث عن محبوبه …..الكون سنفونية متكامله تعزفها عناصره باستمرار .. لا تتوقف كله يتم بأمر الخالق العظيم …فتعالوا نتعرف على هذه السنفونية الالهية ….وفق مظرية الأوتار الفائقة التذبذب ….نحن نزرع الخير ولا نزرع الشر …..نظرية الأوتار string theory
لابد من مقدمه ,
كلنا نتحدث يومياً عن الأبعاد الثلاثه للمكان في الكون ( الطول والعرض والارتفاع) هي للعالم نيوتن صاحب نظرية الجاذبيه .
أشهر الحوادث الفيزيائية في تاريخ العلم كان في عام 1665 , سقطت التفاحة من الشجره رأس نيوتن فأجربته على قول خطير غير نظرة البشريه الى الكون بصورة جذريه….
قال نيوتن : أن القوتان :
– الأولى التي جذبت التفاحة إلى الأرض.
– الثانية التي تبقي القمر يدور حول الأرض .
هما في الواقع قوة واحدة، وبالتالي فقد وحّد نيوتن هاتين القوتين في نظرية واحدة دعاها (الجاذبية)
(كان توحيد القوى التي تعمل على الأرض والقوى التي تعمل في السماء (الكون والكواكب) توحيداً رائعا لنظرتنا إلى الكون) س. وينبيرغ
وفق ذلك يمكن أن نقول أن :
– قوة الجاذبية هي أول قوة تم فهمها بشكل علمي (رغم اكتشاف ثلاثة قوى أخرى فيما بعد).
– رغم أن قانون نيوتن في الجاذبية قد مره عليه ثلاثمئة سنة فإن معادلاته دقيقة لدرجة نستخدمها للحصول على توقعات دقيقة جدا حتى في أيامنا هذه.
– العلماء لم يحتاجوا لأكثر من قاون الجاذبية لإطلاق الصواريخ الفضائية وانزال الإنسان على القمر.
نقطة ضعف في نظرية الجاذبية تتمثل في نيوتن نفسه لأنه لا يملك أي فكرة عن عمل الجاذبية رغم أن نظرياته قد قدمت وصفاً ممتاز لقوى الجاذبية .
وكذلك لم يستطع العلماء من بعده شرح السر كلما واجهوه.
العالم ألبرت أينشتاين أمضى العقدين الأخيرين من عمره وهو يحاول العثور على نظرية واحدة قوية قادرة على وصف ما يجري في الكون……لكن أنشتاين مات ولم يحقق حلمه …
بعد مضي أكثر من نصف قرن على ذلك، والعلماء يحاولون الوصول الى معادلة واحدة وفق نظرية واحدة تصف كل ما يجري في هذا الكون وفق أفكار جديدة مختلفة بشكل جذري عما عرفه العلم سابقاً …
من منا لم يسمع بنظرية الأوتار- string theory أو نظرية الأوتار الفائقة (superstring theory) التي ظهرت وتشغل بال الناس في كل العالم وخاصة العاملين في الحقل العالمي ….
السؤال المشروع : ما ذا لو أثبتت هذه النظرية صحتها ؟
الجواب بلا تردد …..إن مفاهيمنا عن الكون وعن وجودنا ستكون أمام حقائق جديده .
نظرية الاوتار الفائقة تشير الى أن الانسان يعيش في كون لا متناهي الأبعاد تتزاوج فيه الحقيقة مع الخيال العلمي ….
الكون الذي نعيش فيه ذو أحد عشر بعداً (وليس أربعة أبعاد فقط وفق نظرية أنشتاين ) أضافة الى أكوان موازية لكوننا أقرب إلينا مما نتخيل….
الكون المنظم الذي نعيش فيه يتألف تماما من (موسيقى) الأوتار.
رغم أن نظرية الأوتار تقدم آفاق واسعه الا أن فكرتها الأساسية بسيطة جداً ….
النظرية تنص على أن عناصر هذا الكون أبتداءُ من أصغر جزيء وصولاُ الى أكبر مجرة كلها تتكون من عناصر تتمثل بخيوط متناهية الصغر من الطاقة المتحركة تهتز باستمرار (تسمى أوتاراً) .
فكما أن وتر الكمان ييصدر مجموعة من االاصوات الموسيقية وفق درجة اهتزازه كذلك فإن الأوتار الفائقة التي يتكون منها عناصر الكون تهتز بأشكال متنوعه معطية كل أشكال مكونات الطبيعة التي نعرفها.
أي إن الكون عبارة عن سيمفونية كونية عظيمة متمثلة بكل تلك النغمات التي تستطيع أوتار الطاقة إصدارها. لا تزال هذه النظرية في مرحلتها (الجنينية) إن صح التعبير، لكنها تكشف لنا صورة جديدة بشكل جذري عن الكون الذي نعيش فيه صورة غريبة جدا لكمها جميلة أيضاً.
التوحيد الكوني؟ unification. : ؟
التوحيد الكوني هو صياغة قانون واحد يصف عناصر هذا الكون وفق نظرية رئيسية أو معادلة واحدة، تجمع وتربط كافة العوامل ببعضها.
يعتقد العلماء أن هذا التوحيد موجود….لأنه خلال المئتي سنة الماضيتين فإن فهمنا للكون أعطانا مجموعة من التفسيرات العديدة في ظاهرها ولكنها تشير إلى الإتجاه نفسه وتقود إلى طريق واحد وإلى فكرة وحيدة لازلنا لم نتمكن من الاحاطة بجميع زواياها.
(التوحيد هو ما نسعى لتحقيقه، لأن هدف الفيزياء الأساسي هو أن نصف المزيد والمزيد من ظواهر الكون بطرق ومبادئ أبسط وأبسط) ستيفن وينبيرغ
((إن قدرتنا على وصف الظواهر الهائلة العديدة بشكل بسيط واحد هو خطوة خطيرة جدا في مفاهيمنا عن الكون ووجوده)) مايكل غرين
نظرية الأوتار الفائقة هي حلقة الوصل بين ميكانيكا الكم والنظرية النسبية لأنها تلغي الفروقات بينهما بناء على طبيعة الأوتار وخصائصها، والكون الفوضوي على المستوى الكمي يصبح أقل فوضوية وأقرب إلى الكون الكبير …
في الفيزياء فأن نظرية الأوتار هي إطار نظري لحركة اأحلال كائنات أحاديه الأبعاد ( تسمى الأوتار ) محل الجزيئات الشبيهة بالنقطه في فيزياء الجسيمات وهذه النظرية تصف كيفية أنتشار وتفاعل الأوتار مع بعضها البعض عبر الفضاء .
وفق مقياس المسافات الأكبر من مقياس الأوتار , فأن سلسلة الأوتار تكاد تشبه جسيمات عادية، من حيث الكتلته، والشحنه وخصائص أخرى تحددها حالة ذبذبات سلسلة الأوتار .
في نظرية الأوتار، فأن العديد من حالات الترددات (الذبذبات ) المناظره للجرافتون فأن جسيمات ميكانيكا الكم تحمل قوة الجاذبية.
وبهذا تكون نظرية الأوتار الفائقه هي نظرية الكم للجاذبيه .
نظرية الأوتار هو موضوع واسع ومتنوع من المحاولات الرامية إلى معالجة عدد من قضايا الفيزياء الأساسية fundamental physics .
نظرية الأوتار قد طبقت على مجموعة متنوعة من المشاكل :
– فيزياء الثقب الأسود الفيزياء black hole physics .
– علم الكونيات الكون universe cosmology المبكر.
– الفيزياء النووية nuclear physics.
– فيزياء المواد المكثفة condensed matter physics .
– حفزت على التطويرات الرئيسية في الرياضيات البحتة pure mathematics .
لأن نظرية الأوتار الفائقة تقدم وصفاُ موحداُ ( للجاذبية وفيزياء الجسيمات) .
هي مرشحه لأن تكون نظرية لكل شيء، نموذج رياضي ذاتي يصف جميع القوى الأساسية وأشكال الماده .
على الرغم من أنجاز الكثير من حل هذه المشاكل الا أنه لا يعرف امدى قدرة نظرية الأوتار الفائقه على وصف العالم الحقيقي real world أو ما مدى سماح النظرية بحرية أختيار التفاصيل.
تم دراسة نظرية الأوتار أولاً في أواخر الستينات كنظرية القوة النووية الشديده strong nuclear force, قبل أن يجري التخلي عنها لصالح ديناميكية كرومو الكم quantum chromo- dynamics.
بعد ذلك تم أدراك أن الخصائص التي جعلت من نظرية الأوتار الفائقه غير مناسبه كنظرية فيزياء نووية هي نفس الخصائص التي تجعلها مرشحه كنظرية الكم للجاذبية quantum theory of gravity..
الإصدار الأقدم لنظرية الأوتار الفائفة نظرية الأوتار بوسونيك، إدرجت فقط في فئة الجزيئات المعروفه باسم bosons.
طورت في وقت لاحق الى نظرية الأوتار الفائقة superstring theory والذي تفترض وجود اتصال يسمى التماثل المثالي بين( bosons) وفئة الجسيمات التي تسمى الفرميونات fermions.
في منتصف التسعينات فقد تم أصدار خمسة إصدارات متسقة لنظرية الأوتار الفائقة قبل تحديد الحد الأقصى للحالات المختلفه لنظرية واحدة وفق أحد عشر بعداُ و المعروفة باسم نظرية-أم. M-theory.
في أواخر عام 1997، اكتشف العلماء علاقة هامة تسمى AdS/CFT المرسلات التي تتعلق بنظرية الأوتار إلى نوع آخر من النظرية الفيزيائية تسمى نظرية مجال كم. quantum field theory.
واحدة من التحديات التي تواجه نظرية الأوتار تتمثل في أن نظرية كاملة لا تملك تعريفاً مرضيا في جميع الظروف , أضافة الى ألاعتقاد بأن النظرية قادره على وصف المناظر الطبيعية الهائلة من الأكوان الممكنة، وهذاما أدى إلى تعقيد الجهود الرامية إلى وضع نظريات فيزياء الجسيمات استناداً إلى نظرية الأوتار.
أدت هذه القضايا الى تشجيع بعض أعضاء المجتمع على انتقاد هذا النهج للفيزياء والسؤال عن قيمة مواصلة البحث في توحيد نظرية الأوتار
