هل بدأ الكون ببعد واحد فقط ؟

هل كان للكون في بداياته بعد واحد فقط؟ هذا المفهوم المثير للحيرة يشكل نواة النظرية التي قدمها الفيزيائي Dejan Stojkovic و زملاؤه في جامعة بوفالو في عام 2010 حيث افترضوا أن الكون الأولي, والذي نشأ من انفجار نقطة وحيدة وكان صغيرا للغاية, اكان ذا بعد واحد(كخط مستقيم) قبل أن يتوسع ليضم بعدين(كسطح مستو) ثم ثلاثة أبعاد(وهو الكون الذي نعيش فيه اليوم).
لو ثبتت صحة النظرية, فسيؤدي ذلك إلى معالجة مسائل مهمة في فيزياء الجزيئات، والآن يقوم Stojkovic, والفيزيائية Jonas Mureika (من جامعة Loyola Marymount) في ورقة بحث نشرت في Physical Review Letters, بوصف اختبار يمكن أن يثبت أو ينفي صحة فرضية "الأبعاد المختفية" vanishing dimensions.

بما أن الضوء و الأمواج الأخرى تحتاج وقتا لعبور الفضاء إلى الأرض, فإن التلسكوبات الموجهة إلى الفضاء, يمكنها, أن ترى إلى الوراء في الزمن أثناء سبرها الأغوار السحيقة للفضاء.

ولكن موجات الجاذبية لا يمكنها أن تتواجد في فضاء أحادي أو ثنائي البعد، لذا يعتقد Stojkovic و Mureika أن مرصد "لاقط التداخل الليزري الفضائي"(Laser interferometer Space Antenna) (LISA), و هو مرصد دولي لأمواج الجاذبية تحت التخطيط, لن يلتقط أي أمواج جذب منبعثة من الفترات التي كانت ذات الأبعاد الأقل من الكون الأولي.

Stojkovic, وهو أستاذ مساعد للفيزياء, يقول أن نظرية تولد أو زيادة الأبعاد تمثل تحولا جوهريا في طريقة تفكيرنا حول الكون, وحول كيفية نشوئه، والفكرة الرئيسية هي أن أبعاد الكون تعتمد على حجم الكون الذي نرصده, حيث يترافق الفضاء الأصغر مع أبعاد أقل، وهذا يعني أن بعدا رابعا سيظهر إلى الوجود مع توسع الكون, إن لم يكن قد ظهر بالفعل.

تشير النظرية أيضا إلى أن الفضاء المتوافق مع طاقات عالية -كتلك الفترة التي كانت في بداية الكون حسب نظرية الإنفجار الكبير- يملك أبعادا أقل.

إذا كان Stojkovic و زملاؤه على صواب, فسيساهمون بحل معضلات رئيسية في النموذج الحالي لفيزياء الجسيمات, ومن هذه المعضلات:

في الحقيقة هناك عدم التوافق بين ميكانيك الكم و النسبية العامة اللتان هما هيكليتان رياضيان يوصفان فيزياء الكون. فميكانيك الكم تبلي حسنا في وصف الكون في المقاييس الصغيرة جدا, في حين أن النسبية تصفه على النحو الأمثل على المقاييس الكبيرة، لكن لو أنه وجد للكون أبعاد أقل في مراحله الأصغر, فإن التضاربات الرياضية بين الهيكليتين ستختفي، ولاحظ الفيزيائيون أن تمدد الكون آخذ بالتسارع دون أن يتوصلوا لمعرفة السبب، لكن إضافة أبعاد جديدة أثناء توسع الكون ستفسر هذا التسارع حيث يقول Stojkovic أن يقول أن بعدا رابعا ربما يكون قد انبثق الآن على مقاييس فلكية كبيرة.

النموذج المعياري(الحالي) لفيزياء الجسيمات يفترض وجود جسيم أولي لم يتم اكتشافه حتى الآن يدعى "بوزون هيغز"(Higgs Boson). ولكن, لكي يكون وصف معادلات النموذج المعياري دقيقا لما يلاحظ في فيزياء العالم الحقيقي, يجب على الباحثين أن يقوموا بتعديل كتلة بوزون هيجز بآلية مصطنعة, وذلك من أجل التآثرات بين الجسيمات التي تجري تحت طاقات عالية. هنا أيضا نقول لو كان الفضاء ذا أبعاد اقل تحت الطاقات العالية, فلا حاجة لهذا التعديل.

"ما نقترحه هنا هو تغيير في النموذج" حسب ما يقول Stojkovic, ويتابع" لقد عانى الفيزيائيون من نفس المعضلات لعشرات السنوات, والإضافات المباشرة على الأفكار الموجودة حاليا لن تستطيع على الأرجح أن تقدم حلا"

وتابع" يجب أن نأخذ بعين الاعتبار أن هناك خطأ جوهري في أفكارنا ونظام أفكارنا بشكل عام، نحتاج إلى شيء جديد وما نطرحه هنا هو جديد و جوهري"، ولأن إنشاء LISA المخطط له لا يزال على بعد سنوات, فقد يمر وقت طويل قبل أن يتمكن Stojkovic و زملاؤه من اختبار أفكارهم بهذه الطريقة، ولكن بعض الأدلة التجريبية الحالية تشير إلى احتمال وجود فضاء ذي أبعاد أقل، وبالتحديد فقد لاحظ العلماء أن تدفق الطاقة الرئيسي لجزيئات الأشعة الكونية التي تتجاوز طاقتها 1 تيرا-إليكترون فولت- وهي الطاقة العالية التي كانت مترافقة مع بداية الكون- تكون محاذية لمستو ذي بعدين.

إذا كانت الطاقات العالية تتوافق مع فضاء ذي أبعاد أقل كما تفترض نظرية " الأبعاد المختفية", فيجب أن يرى الباحثون في مصادم الهادرونات الكبير في أوروبا انتشارا للأشعة بشكل مستو في هذه المستويات من الطاقة.

يقول Stojkovic أن مشاهدة هذه الحادثة ستكون بمثابة" اختبار مستقل ومشوق لأفكارنا المقترحة.


لمزيد من التفاصيل:

http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2011/04/big-bang-weirdness-radical-new-theory-says-the-early-universe-had-only-1-dimension-and-that-a-4th-al.html

Did the Early Universe Have Just One Dimension?

ترجمة: موقع الوكالة العربية لأخبار الفضاء والفلك
المدير التنفيذي: م.عماد أسدي

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

أحدث الاخبار

علماء يصنعون صورة متحركة مركَّبة من عدة صور للثقب الأسود

في إبريل 2019م عرض فريق علمي أول صورة في التاريخ لثقب أسود بتفاصيل دقيقة مذهلة، التقطتها مجموعة ضخمة من التلسكوبات الموزَّعة حول العالم تُدعى «تلسكوب أفق الحدث.» ..

اتفاق روسي – أمريكي على البحث المشترك عن الحياة على كوكب الزهرة

سيبحث المسبار الروسي الأمريكي “Venera-D” عن الحياة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة على خلفية تصريح العلماء الغربيين حول اكتشاف علامة على قابلية الكوكب للسكن هناك. ..

بحث يحمل افتراضات نظريّة عن احتمالية وجود نوع “غريب” من الحياة داخل النجوم

ركز البحث عن حياة خارج الأرض على الكواكب التي يرى العلماء أنها الموطن المحتمل للحياة. وبحسب موقع “مرصد المستقبل” علماء الفيزياء في جامعة سيتي في نيويورك طرحوا ..

علماء معهد سيتي يضاعفون 200 مرة عدد المجموعات النجمية التي يقدرون وجود كواكب تدور حولها

نشر مرصد المستقبل خبراً عن فريقٌ من علماء معهد سيتي، الذين يبحثون عن حياة خارج الأرض، يفيد بأن علماء المعهد ضاعفوا عدد المجموعات النجمية التي يقدرون ..

حدث غريب يسجله مقياس الزلازل على سطح كوكب المريخ

لا تشبه أقمار المريخ قمر الأرض، فقمره الأكبر فوبوس، أقرب بكثير إليه من بعد قمر الأرض عنها، ويدور فوبوس حول المريخ ثلاث مرات في كل يوم مريخي، أي ..

أخبار ذات صلة

علماء يصنعون صورة متحركة مركَّبة من عدة صور للثقب الأسود

في إبريل 2019م عرض فريق علمي أول صورة في التاريخ لثقب أسود بتفاصيل دقيقة مذهلة، التقطتها مجموعة ضخمة من التلسكوبات الموزَّعة حول العالم تُدعى «تلسكوب أفق الحدث.» ..

اكتشاف ” ثقب أسود ” يعتقد أنه الأقرب إلى الأرض – فيديو

اكتشف فريق من علماء الفلك من المرصد الجنوبي الأوروبي (ESO) ومعاهد أخرى ثقبًا أسود يقع على بعد 1000 سنة ضوئية من الأرض. الثقب الأسود أقرب ..

علماء : اكتشاف انبعاث إشعاعات غاما من المادة المظلمة

اكتشف علماء الفلك انبعاث إشعاعات غاما من المادة المظلمة. وهذا يعني أن قسما من إشعاعات غاما في الكون تنبعث من المادة المظلمة. وتفيد مجلة Physical ..

رصد وميض خارق وسط ثقب أسود لم تر مثله من قبل

استخدم العلماء في جامعة ساوثهامبتون بالمملكة المتحدة أحدث الكاميرات لالتقاط صور وميض خارق في وسط ثقب أسود. ويمكن أن تلتهم الثقوب السوداء النجوم القريبة، وعندما ..

اكتشاف ثلاثة ثقوب سوداء على مسار تصادمي

رصد علماء الفلك في وكالة الفضاء الأميركية “ناسا”، بواسطة مرصد تشاندرا للأشعة السينية وتلسكوبات فضائية أخرى، 3 ثقوب سوداء ضخمة للغاية تسير باتجاه تصادمي هائل. ..