نظرية الأوتار: سبب ترك شيلدون كوبر للعلم!
كتب: أحمد حسين
في مسلسل ”The big bang theory“، كان فيه 4 علماء أصحاب من تخصصات مختلفة. شيلدون كوبر، وجه كان عالم فيزياء نظرية، حاجة كده زي ستيفن هوكينج. في واحدة من الحلقات قرر يسيب التدريس ويسيب مجال الفيزياء النظرية خالص، علشان هو حس إنه بيدرس وبيدرّس حاجات مفيش أي دليل عليها، زي الطاقة المظلمة والأكوان الموازية، ونظرية كل شيء أو (Theory of everything) اللي هي نظرية الأوتار.
نظرية الأوتار .. الكون مصنوع من إيه؟
قبل ما نتكلم عن نظرية الأوتار، لازم نقول إن الكون الجميل اللي إحنا عايشين فيه ده مُعقد جدًا، لذلك بيكون عند معظمنا شغف أو فضول نعرف طبيعة الكون نفسها ونسأل الأسئلة الكبيرة، الكون جيه منين؟ الكون مصنوع من إيه؟ والأسئلة دي، هي اللي أدت لظهور إجابات كتير عليها، منها مثلًا نظرية الأوتار.
الكون مصنوع من إيه؟ العلماء اتفقوا إن الكون مصنوع من الذرة، كل شيء مصنوع من الذرة، اللي بتتكون من تلات مركبات أساسية (الكترونات – بروتونات – نيوترونات). لفترة كبيرة المركبات دي كان بيُطلق عليها المركبات الأساسية (Fundamental particles). إلى أن اكتشف العلماء، إن في مركبات أساسية تانية أصغر في الحجم وأوسع في الانتشار اسمها ”الكواركات – Quarks“، ومعاها كمان فوتونات ونيوترينات.
كل الحاجات دي، أصبحت دلوقتي هي أساس أي مادة في العالم. لما العلماء دققوا النظر أكتر، لقوا إن المواد دي ساعات بتتصرف بشكل غريب مش المعتاد اللي هما بيلاحظوه. المواد بدأت تتذبذب، بمعنى إنها بتتصرف على إنها خيوط مش على إنها كُتل، فالعلماء ساعتها خمّنوا إن المواد الدقيقة جدًا دي مصنوعة من الأوتار، وإنها بتتذبذب بسبب أغشية الطاقة (Membranes).
طيب، إيه دور نظرية الأوتار في المسألة دي؟
نظرية الأوتار بتحاول تقرّب وجهات النظر بين حاجتين باختصار كارهين بعض، الأولي هي نظرية النسبية العامة لآينشتاين، ودي النظرية اللي بتدرس حركة الأجسام الكبيرة في الكون بالنسبة للزمان والمكان، والتانية هي نظرية الكمومية أو ميكانيكا الكم، واللي بتدرس حركة الأجسام الصغيرة في الكون (الفوتونات والنيوترينات والكواركات). أهي نظرية الأوتار بقى، بتحاول توفّق بين النظريتين دول، وتأسس لنظرة جديدة تمامًا للكون، اللي هيتأكد العلماء ساعتها إنه مصنوع من أوتار.
طيب إيه اللي فيها لو الكون مصنوع من أوتار يعني؟ لأ مفيش حاجة، اللي هيحصل بس إننا هنبص على الأربع قوى اللي موجودين في الكون بشكل مختلف، اللي هما الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة والقوة النووية القوية. كل القوى دي بتتكون من المركبات الأساسية اللي اتكلمنا عنها، فلو فرضنا إن الفوتونات _وهي أجزاء ضوئية صغيرة_، بتتنقل ما بين المغناطيس والجسم المعدني اللي بيتشد له، يبقى ده معناه إن القوة اللي بتأثر عليهم هما الاتنين قوة واحدة، وبتتأثر بقوة تانية وهي قوة الجاذبية.
المشكلة إن العلماء مش قادرين يوصلوا لتحليل قوة الجاذبية بدقة، يعني هما ممكن يوصفوها ويحطوا لها قوانين، لكنهم مش هيقدروا يحللوها ويفتتوها علشان يعرفوا الجزئيات الدقيقة اللي بتتحرك جوّاها، يعني هما محتاجين يحللوا الجاذبية بنظرة ميكروسكوبية. لو العلماء نجحوا في ده فعلًا، هيقدروا ببساطة يجاوبوا على السؤالين الكبيرين ”الكون جيه منين؟“ و”الكون مصنوع من إيه؟“، لكن لحد دلوقتي لم يتمكن أي عالم من عمل تجربة تثبت صحة نظرية الأوتار، اللي بسببها قرر شيلدون كوبر يسيب العلم كله.
المصادر:
