هل يمكنك تخيل 🌍 وصفًا جديدًا للجاذبية يُجمع بين النسبية العامة لأينشتاين والفيزياء الكمومية؟ ربما هذا هو المفتاح لفهم ألغاز الكون المظلم! 🧐
منذ عقود، تُعتبر نظرية أينشتاين النسبية العامة أفضل وصف لدينا لكيفية عمل الجاذبية. لكن، هذه النظرية لا تتوافق مع فيزياء الكم. 🤔
هل يمكن توحيد النظريتين؟
يُحاول العلماء منذ فترة طويلة صياغة “نظرية كل شيء” تجمع بين النظريتين، لكن دون جدوى. حتى عباقرة الفيزياء مثل ستيفن هوكينغ أينشتاين نفسه واجهوا صعوبة في ذلك. المشكلة تكمن في عدم وجود نظرية للجاذبية الكمية.
إطار جديد للجاذبية الكمية
تُقدم جينسترا بيانكوني، أستاذة الرياضيات التطبيقية في جامعة الملكة ماري بلندن، إطارًا جديدًا. 👩🔬 تقترح أن الجاذبية الكمية قد تنشأ من “الإنتروبيا النسبية الكمية”، وهي مفهوم يقيس مدى اختلاف حالتين كميتين. هذا يعني أنه قد يكون هناك علاقة بين الجاذبية والانتروبيا. فكرة مُذهلة! 🚀
النسبية العامة والكون المظلم
تُشير النسبية العامة إلى أن الجاذبية تنشأ من تشوه نسيج الزمكان بسبب الكتلة. كلما زادت الكتلة، كلما ازداد التشوه وقوة الجاذبية. تم التحقق من هذا المبدأ مرارًا، مما جعله أفضل وصف للكون على نطاقات كونية. ✨
لكن، لا تزال هناك أسرار! المادة المظلمة، التي تزيد كتلتها عن المادة العادية بخمسة أضعاف، والطاقة المظلمة، القوة الدافعة لتوسع الكون، لا تفسرها النسبية العامة. هذا يعني أن النسبية العامة لا تفسر سوى 5% من الكون، بينما يمثل الكون المظلم (المادة والطاقة المظلمتان) 95% منه! هل من طريقة لمعرفة المزيد عن هذا الغموض؟ 🤔
معادلات معدلة
يُعتمد الإطار الجديد على مقياس الزمكان من النسبية العامة، و يُعامل الزمكان كعامل رياضي. تُؤدي هذه المعالجة إلى “فعل إنتروبي” جديد، ومعادلات أينشتاين المعدلة. في المناطق ذات الانحناء القليل والجاذبية الضعيفة، تُعيد هذه المعادلات النسبية العامة. فكرة مُذهلة! 🤯
نتائج مُشجعة
تُتنبأ هذه الأبحاث بظهور ثابت كوني صغير ذي قيمة موجبة. وهذا يتوافق بشكل أفضل مع ملاحظات توسع الكون المُسرع تحت تأثير الطاقة المظلمة. كما تُشير إلى وجود “حقل G” الذي قد يفسر التأثير الجاذبي للمادة المظلمة. 🔬
“تُشير هذه الدراسة إلى أن الجاذبية الكمّية لها أصلٌ إنتروبي، وتُشير إلى أن حقل G قد يكون مرشحًا للمادة المُظلمة”، كما قال بيانكوني. “بالإضافة إلى ذلك، فإن الثابت الكوني المُستنتج من نموذجنا قد يساعد في حلّ التناقض بين التنبؤات النظرية والملاحظات التجريبية لتوسّع الكون.”
الخطوة التالية
لا يزال هذا النموذج في مراحله الأولى، لكن آثاره المحتملة على فهمنا للكون تُشجع على المزيد من الاستكشافات. 🔭
نُشرت أبحاث بيانكوني يوم الإثنين (3 مارس) في مجلة Physical Review D.
المصدر: موقع سبيس.كوم