هل تخيلت يوماً أنَّ وصفاً جديداً للجاذبية يمكنه حلّ ألغاز الكون المُحيّرة؟ 🪐 يُشير هذا الوصف الجديد إلى أنَّ مفهوم “الجاذبية الكمومية” قد ينشأ من الانتروبيا، ربّما يُحلّ ألغاز الكون المظلم، و يُوَحِّد أخيراً النسبية العامة لأينشتاين مع عالم الكم! 🤩

منذ بداية القرن العشرين، كانت نظرية أينشتاين النسبية العامة أفضل وصف لدينا لكيفية عمل الجاذبية. لكن، في وقتٍ قريب من ابتكار أينشتاين النسبية العامة، طوّر العلماء أيضاً أسس ميكانيكا الكم.

تجاوزت هاتان النظريتان اختبار الزمن، وحازتا على قبولٍ واسعٍ في المجتمع العلمي. لكنّ هناك مشكلةً كبيرة: لا تعملان معاً! 🤔

منذ ذلك الحين، حاول العلماء توحيد النسبية العامة وميكانيكا الكم، لكن “نظرية كل شيء” التي تشملها قد عرقلت جهود العقول العظيمة مثل ستيفن هوكينغ، وحتى أينشتاين نفسه. لا يزال البحث عن “الجاذبية الكمومية” يمثل تحدياً كبيراً.

تقدّم جينسترا بيانكوني، أستاذة الرياضيات التطبيقية في جامعة الملكة ماري بلندن، إطاراً جديداً يُظهر الجاذبية الكمومية المنبثقة من “الإنتروبيا النسبية الكمومية” – مفهوم يقيس الاختلاف بين حالتين كموميتين. 💡

النسبية العامة والكون المظلم

النسبية العامة، التي طوّرت عام 1915، تُشير إلى أن الجاذبية تنشأ من انحناء نسيج الزمكان (الزمان والمكان) بسبب الكتلة. كلما زادت الكتلة، زاد انحناء الزمكان، وازداد تأثير الجاذبية. تم التحقق من ذلك مراراً، ونجحت النظرية في وصف الكون على نطاقاتٍ كونية.

لكنّ النسبية العامة لا تستطيع تفسير كل شيء! 🤔

المادة المظلمة، والمادة الغامضة التي تفوق المادة العادية بخمسة أضعاف، والطاقة المظلمة، التي تحرك توسّع الكون المُسرّع، لا تستطيع النسبية العامة تفسيرها. تُشكّل هاتان المُكوّنات الغامضة حوالي ٩٥٪ من ميزانية الطاقة والمادة في الكون، في حين تُشكّل “المكونات” التي نستطيع وصفها بسهولة بواسطة النسبية العامة فقط ٥٪! وهذا تحدٍّ كبير!

كما أنَّ نظرية أينشتاين للجاذبية لا تتوافق مع الفيزياء الكمية، مما يزيد من تحديات الباحثين.

يستخدم الإطار الجديد مقياس الزمان والمكان من النسبية العامة، و يُعاملها كمعاملات رياضية. تُستخدم هذه المعاملات في الفيزياء الكمية لإجراء تحويلات على الحالات الكمية الناشئة عن تغييرات في العوامل الفيزيائية. تؤدّي هذه المعاملات، المُستندة إلى النسبية العامة، إلى “فعل إنتروبي” جديد، ومعادلات أينشتاين المُعدّلة. في الطاقة المنخفضة، تُعيد هذه المعادلات معادلات النسبية العامة.

وتنبأت هذه النظرية بأنّ الفضاء-الزمان حول الأرض لن يكون منحنيًا فقط، بل مُلتويًا أيضاً بتأثير دوران الكوكب.

تُقدّم هذه الأبحاث الجديدة مزيدًا من التفاصيل! فإنها تتوقع ظهور ثابت كوني صغير ذي قيمة موجبة، تتوافق بشكلٍ أفضل مع ملاحظات توسّع الكون المُسرّع تحت تأثير الطاقة المظلمة. بالإضافة إلى ذلك، يُنتج هذا النموذج “حقل G” الذي قد يفسر التأثير الجذبي للمادة المظلمة! ✨

“يُقترح هذا العمل أن الجاذبية الكمومية لها أصلٌ إنتروبي، ويشير إلى أن حقل G قد يكون مرشحًا للمادة المظلمة. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ الثابت الكوني المُنتَج من نموذجنا قد يساعد في حلّ التباين بين التنبؤات النظرية والملاحظات التجريبية لتوسّع الكون”، حسب بيان بيانكوني.

بالتأكيد، لا يزال هذا البحث في مراحله الأولى، ولكن بالنظر إلى العمق المُحتمل لآثاره على فهمنا الأساسي للكون، من المحتمل أن يستحق استكشافه أكثر. 🔭

نُشرت أبحاث بيانكوني يوم الإثنين (3 مارس) في مجلة Physical Review D.

المصدر: Space.com