بعد الجمود والمراوحة، هل ستحدث انعطافة في الفيزياء المعاصرة ؟ 1

جواد بشارة
كاتب ومحلل سياسي وباحث علمي في مجال الكوسمولوجيا وناقد سينمائي وإعلامي
(Bashara Jawad)

الحوار المتمدن-العدد: 6209 - 2019 / 4 / 23 - 21:38
المحور: الطب , والعلوم
    

حدثت الثورة الفيزيائية الأولى في القرنين السادس عشر و السابع عشر مع كوبرنيكوس وكبلر وفيما بعد غاليلو غاليله وأخيراً نيوتن . وهي الثورة التي انتصرت على الطرح الآرسطواليسي ، الذي تبنته المؤسسة الدينية الكنسية المسيحية واعتبرته متوافقاً مع الطرح الديني لمسألة التكونين وخلق العالم وفق أطروحة سفر التكوين في التوراة. أما الثورة الثانية فقد حدثت في فجر القرن العشرين على يد ألبرت آينشتين بين 1905 و 1955 وكانت أعظم ثورة علمية شهدتها البشرية . فأغلب الأجهزة التكنولوجية والتطبقيات العلمية اليوم الإنجازات التكنولوجية تستند على نسبية آينشتين الخاصة والعامة كالأقمار الصناعية والليزر وأجهزة الكومبيوتر العادية والفائقة وتكنولوجيا النانو والإنشطار النووي والإندماج النووي وأجهزة رصد أمواج الثقالة أو الجاذبية وحركة النجوم والسفر إلى الفضاء، والتحديد الموقعي للعناوين بواسطة الأقمار الصناعية GPS إلى جانب العديد من التنبؤات التي ثبتت صحتها بعد مرور عقود طويلة كمكثفات بوس ــ آينشتين عن الحالة التي تقترب من الصفر المطلق التي تنبأ بها آينشتين سنة 1924، والثقوب السوداء الذي تم تصويره مؤخراً في 14 نيسان 2019، والثابت الكوني الذي يعادل اليوم الطاقة المظلمة أو السوداء، والحلقات والعدسات الثقالية التي تساعد علماء الفلك في قياس أبعاد ومسافات الأجرام السماوية وحركاتها والموجات الثقالية التي تم اكتشافها مؤخراً، وأبحاث هذا العالم الفذ في الضوء وطبيعة المكان والزمن الذي ابتدع لهما مفهوم موحد سماه نسيج " الزمكان" وعلاقته بالجاذبية وسعيه للعثور على نظرية المجال الموحد أو النظرية التوحيدية الجامعة والوحيدة التي تعمل على الربط بين النسبية والكوانتوم أو ميكانيك الكموم، والجمع بين كافة قوانين المادة والطاقة ، المرئي منها والمظلم أو الأسود وغير المرئي، بغية الوصول إلى " نظرية كل شيء" الخ.. في نفس الحقبة الزمنية من 1900 إلى 2019 تطورت ثورة علمية أخرى بالتوازي وهي فيزياء الكموم أو الكونتوم وأبطالها ، آينشتين نفسه وماكس بلانك وبور وهايزنبيرغ وشرودينغر وغيرهم.
كانت الفكرة والبحث الدءوب والمستمر والمثابرة والرغبة في الذهاب إلى أبعد ما يمكن دوماً لتحقيق الأحلام أو مواجهة التحديات والمعضلات العلمية والتساؤلات العالقة والجوهرية في مجال العلم، هي التي تقود العلماء إلى التفكير والتأمل والتمعن أعمق فأعمق وبجرأة متزايدة بغية بلوغ الحقيقة النهائية عن الأصل والمصير.
عالم الكموم أو الكوانتوم، غريب وبعيد عن المنطق السليم أحياناً. خاصة مع مفاهيم الريبة واللايقين l’incertitude والتراكب superposition والتشابك intrication واليوم يحاول بعض العلماء الشباب تجاوز حدود ميكانيك الكموم أو الكوانتوم من خلال توسيع وتجاوز الأسس الأولية التي بنيت عليها فيزياء الكموم أو الكوانتوم. وابتدعوا و تخيلوا من أجل ذلك مفاهيم جديدة وثورية تتجاوز المحظور والمتعارف عليه من قبيل Les intrications et les contextualités et les supra-quantiques ،التي يمكن أن نفهمها على غرار فهمنا للتراكب و التشابك والسياقات المتداخلة وفوق أو مايتعدى الكموم أو الكوانتوم. والغرض دائماً هو نفسه ، أي إيجاد الوسيلة للجمع بين دعامتي الفيزياء المعاصرة النسبية والكموم أو الكوانتوم وتوحيدهما في نظرية واحدة هي نظرية كل شيء، التي تصف الكون المرئي برمته من اللامتناهي في الصغر إلى اللامتناهي في الكبر.
هذا الحلم ليس وليد اليوم. فلقد شغل بال واهتمام آينشتين حتى نهاية حياته لكنه لم ينجح في تحقيق هذا الحلم ، لا هو و لا غيره. فالنسبية تختص بوصف الجاذبية أو الثقالة الكونية كخاصية من خواص الزمكان، الذي يتحدب وينحني تحت تأثير الكتل ، أي وصف الكون على النطاقات الكبيرة وفي الطاقات القصوى. من جانب آخر، هناك الميكانيك الكمومي أو الكوانتي، الذي يعمل في النطاقات الصغرى ما دون الذرية ويقدم تنبؤاته في حدود عالم الذرة وما دونه كالإلكترونات والجسيمات الأولية و الأوتار وغيرها. لكن لا توجد مشتركات بين العالمين الماكروسكوبي والميكروسكوبي . أحدهما يحتل فضاءاً مسطحاً وساكناً، والآخر فضاءاً منحنياً وديناميكي ، أحدهما يخضع لمقتضيات الصدفة والاحتمالات، والآخر لا يعطي أي اعتبار للمصادفة والاحتمال ، أحدهما ينظر للزمن باعتباره مجرد خاصية تطورية بينما يراه الآخر باعتباره عنصر مركزي جامد وثابت والحال أن الثقالة أو الجاذبية، التي تحتل مركز النسبية العامة، لا يوجد لها أي وصف أو مكان أو اعتبار في الميكانيك الكمومي أو الكوانتي. فنظرية بلانك لإشعاع الجسم الأسود كانت بمثابة اللحظة الخالدة التي أسقطت ميكانيكا نيوتن وكل تفكير منطقي وسببي وحتمي . وهكذا يستمر عدم التوافق بين دعامتي الفيزياء المعاصرة مع أنهما يتحدثان عن نفس الكون المرئي الذي نعيش فيه، كل بطريقته الخاصة وقوانينه . لم يبق أمام العلماء سوى القبول بالأمر الواقع والتعايش مع نظريتين متباينتين ظاهرياً لا يمكن التوفيق بينهما ناهيك عن جمعهما وتوحيدهما، أي التخلي عن برنامج ومشروع التوحيد الذي تسعى إليه الفيزياء النظرية . فمنذ غاليله في القرن السادس عشر ، كانت كل نظرية جديدة تسقط ما قبلها وتحل محل سابقتها، وتكون أعم وأشمل ، ولقد حدثت عمليات توحيد بين بعض القوانين الجوهرية خلال القرنين الماضيين بين الكهرباء والمغناطيسية مثلاً ونتجت القوة الكهرومغناطيسية، ومن ثم أدمجت هذه القوة بالميكانيك الكمومي أو الكوانتي. أما جاذبية نيوتن فلقد تم تجاوزه وتوسيعها على يد النسبية العامة . وفي كل مرة يصاغ إطار نظري جديد أكثر سعة وشمولية. ومن المفترض أن يستمر هذا البرنامج فهو في غاية الأناقة والجمال، كما كتب آينشتين يوماً ما لصديقه هيرمان فيل Hermann Weyl سنة 1923.
طالما ما تزال هناك ظواهر يتعذر علينا وصفها وتفسيرها ، فمن المستحيل، بدون نظرية ثقالة كمومية أوجاذبية كوانتية، معرفة ما يحدث حقاً عندما ندخل ثقباً أسود على سبيل المثال، و لا فهم أوإدراك لولادة الكون المرئي، و لا كيفية تكوين الجسيمات الأولية. كانت هناك محاولات عديدة خلال القرن المنصرم، للموائمة والمصالحة بين النظريتين المتناقضتين الشقيقتين اللدودتين، وظهرت قائمة طويلة من النظريات التي تصدت لهذه المهمة العويصة قادها كبار العلماء الأفذاذ والمشهورين جداً والتي انطلقت سنة 1918، والتي بدأت مع العالم الفيزيائي وعالم الرياضيات الشهير هيرمان فيل Hermann Weyl، وتواصلت مع آينشتين، وثيودور كالوزا وآرثر إيدينغتون وروجيه بينروز وأندريه زاخاروف وستيفن هوكينغ ، ومؤخراً كارلو روفيللي وليونارد سيسكايند وآلان كون .
وفي كل مرة أعتقد المنظرون الفيزيائيون أنهم بلغوا الهدف كما حصل في سنوات الثمانينات عندما بلورت مفاهيم وقوانين ومعادلات نظريات الأوتار والأوتار الفائقة، التي بدت وكأنها تتوافق مع تعديل بسيط ، مع النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات الأولية ، ونظرية التماثل والتناظر الفائق supersymérie. حيث تخيل العلماء كون ذي عشرة أبعاد مكانية وبعد زماني تكون فيه الجسيمات الأولية ناجمة عن تذبذبات وترددات متنوعة لمختلف الأوتار البالغة الصغر القريبة من طول بلانك بحدود 10-32 من المتر ، والتي تتذبذب كأوتار آلة الكمان. لكن الأمور تغيرت اليوم في العقد الثاني من القرن الواحد والعشرين. فالتجارب الحديثة أسقطت عدد من النظريات التي كانت تعد بديلة للنسبية العام، وأنهت صلاحيتها كما يقول العالم الإيطالي الأصل كارلو روفيللي وهو منظر ومدرس في جامعة مرسيليا الفرنسية. ولقد بلغ مسرع الجسيمات الأولية ومصادم الهدرونات الكبير LHCالتابع لسيرن Cern، بالقرب من جنيف، طاقته القصوى سنة 2015 ولم يعثر على الجسيمات الفائقة التماثل والتناظرsuper symétriques particules في حين تم حساب الثابت الكوني الذي يحدد سرعة التوسع الكوني، وتبين أنه موجب ، بينما كان أغلب علماء نظرية الأوتار الفائقة يعتقدون ويتوقعون أنه ذو قيمة سالبة.
ثم تحقق اكتشاف الموجات الثقالية كما يقول كارلو روفيللي وهو حدث مهم وإنجاز علمي كبير عندما تم حساب أن الموجات الثقالية والكهرومغناطيسية الناجمة عن إندماج نجمتين نيوترونيتين ، تنتقل بنفس السرعة ، والحال أن جزء كبير من النظريات البديلة للنسبية العامة كانت تتوقع أن سرعة نموذجين من الموجات الثقالية يجب أن تكون مختلفة ومتنوعة. ما تزال هناك نظرية الثقالة الكمومية أو الجاذبية الكوانتية الحلقية أو العروية قيد التجريب وكانت تحتل المرتبة الثانية بعد نظرية الأوتار الفائقة . فبدلا من أن ترى الجاذبية كنتيجة أو تأثير لتشوه الزمكان، اقترحت أن يكون الزمكان نفسه كتجلي وتمثل أو تمظهر للحقل الثقالي. ولم تتعرض هذه النظرية للدحض التجريبي أو تعرض لصعوبات إثر التوصل إلى نتائج تجريبية . فالمشاكل التي كانت تعتبر هامة في سنوات الثمانينات من القرن الماضي تم حلها بفضل هذه النظرية ويجري البحث عن توقعات وتنبؤات لمقارنتها مع نتائج التجارب المختبرية كما يصرح كارلو روفيللي رافع لواء هذه النظرية مع العالم الأمريكي لي سمولين.
في نهاية تسعينات القرن الماضي انتشرت في الوسط العلمي محاولات العالم الفيزيائي خوان مالداسينا Juan Maldacena المدهشة ، وهو أحد أعمدة نظرية الأوتار الفائقة وكان لها أصداء كبيرة. وصرح بهذا الصدد :" في بعض الأكوان النظرية المبسطة، يمكن لكافة التأثير التي تعزى لقوة الثقالة ، أن توصف كما لو إنها ظواهر كمومية أو كوانتية، تحدث على أطراف هذا الكون المرئي، حيث لايوجد أي أثر للثقالة أو الجاذبية وهنا بالذات تحدث مصالحة وتوافق واتساق وانسجام بين الميكانيك الكمومي أو الكوانتي والنسبية العامة في كون مبسط Univers Simplifié" واعتقد كثيرون أن العلماء على وشك بلوغ الهدف والغاية القصوى كما صرح جوزيف بولشينسكي من معهد كافيلي في كاليفورنيا وكان ذلك الاكتشاف من القوة بمكان بحيث جعل الكثير من العلماء يعتقدون أن حلمهم على وشك التحقق . وتفرعت عدة نظريات عن ذلك مثل نظرية العالم الهولندي إريك فيرليند Erik Verlinde، الذي وصف الثقالة أو الجاذبية كتجلي أو كمتظهر ماكروسكوبي لظواهر ميكروسكوبية . أو فرضية خوان مالداسينا و ليونارد سيسكند التي تقول بمسلمة أن تلك الظواهر الميكروسكوبية ما هي إلا مؤشرات كمومية أو كوانتية . بيد أن الأمر يحتاج لتطور أكبر ولمعادلات رياضياتية جديدة فلا يكفي استبدال نقطة جسمية في اللامتناهي في الصغر بوتر وبالتالي على النسبية العام والميكانيك الكمومي أو الكوانتي أن يتحركا ويصنعان ثورة جديدة وابتكار أفكار جديدة. وفي خضم هذا التحرك والهيجان النظري والتنظيري الجديد برز جيل جديد من العلماء المنظرين وانطلقوا في مقاربات غاية في الغرابة والجدية والندرة : قاموا بعزل الظواهر الأكثر غرابة للنظرية ودفعها بعيداً لكي يتخيلوا مافوق أو مابعد أو ماوراء الكموم أو الكوانتوم. إنطلاقاً من السببية causalité و اللامحلية la non localité و السياقات المتداخلة أو القرائنية contextualité، ما من شأنه أن يشق طريقاً جديداً نحو الثقالة الكمومية أو الكوانتية. وأكثر ما تقدمت به هذه الحركة كان في مجال " السببية causalité، منذ اكتشاف ذلك التشابك والتراكب الكمومي أو الكوانتي الغريب وعلاقة السبب والنتيجة أو العلة والمعلول de cause à effet، تخيل الباحثون باباً نحو النسبية فالسببية هي بمثابة نقطة تلاقي بين النسبية العامة ةالميكانيك الكمومي أو الكوانتي كما لاحظ العالم آلكسي غرينبوم الذي علق قائلاً على ذلك:" إن الكوانتوم أو الكموم يسمح بأشياء لايمكننا تفسيرها أو شرحها في الزمكان". أما غاسلاف بوركنر Caslav Brukner أحد المختصين بهذا المجال في جامعة فينا في النمسا، فقد صرح:" لو وضعنا جسيم هائل الكتلة في وضعية تراكب سببي superposition causale، فإن المسافات المكانية الزمانية بين الأحداث في الحقل أو المجال الثقالي للجسم المذكور تغدو متشابكة intriquées بدورها مع موقع أو موضع الجسم " والتكنولوجيا الحديثة قد تساعدنا في اختبار هذه الطرح وهذه الفكرة تجريبياً ومختبرياً بشأن أجسام كمومية أو كوانتية أكبر حجماً وكتلة وربما سنبلغ درجة من الدقة كافية لدراسة كتل بحجم إلكترونين . يتبع

#جواد_بشارة (هاشتاغ)       Bashara_Jawad#          

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين	حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات