ظل علماء الفيزياء لأكثر من نصف قرن على دراية بأن هناك سحباً داكنة تلوح في الأفق البعيد، حتى وهم في أوج الاكتشافات العلمية العظمي في التاريخ. ولو أطلقنا على ما حدث محاولة الاختباء لكان ذلك شيئاً درامياً جداً. كانت المشكلة تتمثل في أن الفيزياء الحديثة تقوم على ركيزتين أساسيتين. الأولى هي النظرية النسبية العامة الألبرت آينشتاين، وهي تمنحنا الإطار النظري لفهم العالم في أبعاده الكبرى النجوم والمجرات وتجمعات المجرات وحتى ما وراء المدى البعيد للكون نفسه. أما الركيزة الثانية فهي ميكانيكا الكم، وهي التي تزودنا بالإطار النظري لفهم العالم في أصغر أبعاده: الجزيئات والذرات وحتى الدقائق تحت الذرية مثل الإلكترونات والكواركات. وفى نهاية المطاف، أيقن علماء الفيزياء تجريبياً، وعلى مدى سنوات عديدة من البحث، صحة كل التنبؤات التي بشرت بها كل من هاتين النظريتين غير أن نفس هذه الوسائل النظرية أدت وبشكل لا يقبل الجدل إلى نتيجة غير مريحة تبعاً للصياغة الحالية لنظرية النسبية العامة ونظرية ميكانيكا الكم فإن إحداهما تنفي الأخرى بحيث لا بد من أن تكون واحدة منهما فقط على صواب. وهكذا فإن النظريتين اللتين تشكلان أساس التقدم الهائل في الفيزياء خلال المائة عام الماضية - التقدم الذي فسر تمدد السماوات من جهة، وفسر البنية الأساسية للمادة من جهة أخرى - غير متوافقتين.

وإذا لم تكن قد سمعت مسبقاً بهذا التناقض الحاد فربما ستعجب لماذا. وليست الإجابة صعبة المنال. ففي معظم الحالات يقوم الفيزيائيون إما بدراسة الأشياء الصغيرة الخفيفة (مثل الذرات ،ومكوناتها، أو بدراسة الأشياء الكبيرة الثقيلة مثل النجوم والمجرات)، وليس الأمرين معاً.

و معنى ذلك أنهم يحتاجون لاستخدام نظرية ميكانيكا الكم فقط أو النظرية النسبية فقط. وهم في ذلك يتجاهلون عن عمد التحذيرات التي تطلقها النظرية الأخرى. وعلى مدى خمسين سنة، لم يكن هذا الاتجاه مصدر اطمئنان من ناحية، ولا محل إهمال من ناحية أخرى، لكنه ظل ماثلاً أمام علماء الفيزياء طول الوقت.

من المحتمل أن يكون للكون نهاية. ففي أعماق الثقوب السوداء تنسحق أية كتلة هائلة لتتحول إلى حجم متناهي الصغر كان الكون لحظة الانفجار الهائل "Big Bang" قد تفجر عن كتلة ميكروسكوبية إذا ما قورنت بحبة رمل لبدت حبة الرمل عظيمة الحجم. وهذه العوالم دقيقة لكنها فائقة الكتلة، الأمر الذي يتطلب تطبيق كل من نظريتي ميكانيكا الكم والنسبية العامة في آن واحد. ولأسباب ستزداد وضوحاً كلما تقدمنا في هذا الكتاب فإن الأمور تبدأ في الاضطراب والجيشان والاندفاع مثل البخار عندما يندفع من سيارة تخطت درجة حرارتها علامة الخطر. ويحدث كل ذلك لو حاولنا استخدام معادلات نظرية النسبية العامة ومعادلات ميكانيكا الكم معاً. فإذا أخذنا أسئلة الفيزياء ذات الصياغة الجيدة والتي لا تتضمن بلاغة معينة وعالجناها بمزج هاتين النظريتين، فإننا سنحصل على إجابات غير منطقية. وحتى إذا أردنا أن نستبقي أعماق الثقوب السوداء وبدايات الكون على التناقض والتنافر القائم بين ميكانيكا الكم والنسبية العامة، فإنهما يلحان في طلب مزيد من الفهم ترى هل من الممكن أن يكون العالم منقسماً في عمق مستوياته الأساسية بحيث يتطلب مجموعة من القوانين عند التعامل مع الأشياء الكبرى ومجموعة أخرى مختلفة وغير متوافقة مع الأولى عند التعامل مع الأشياء الصغرى؟ تتصدى نظرية الأوتار الفائقة (Superstring Theory) للإجابة عن ذلك، وهي النظرية التي ظهرت حديثاً - مقارنة بالصرحين العظيمين لميكانيكا الكم والنسبية العامة - وتأتي إجابتها مدوية : لا. وقد بينت الأبحاث المكثفة لعلماء الفيزياء والرياضيات من جميع أنحاء العالم خلال العقد الأخير أن الاتجاه الجديد في وصف المادة في أقصى مستوياتها الأساسية سيزيل التوتر بين النسبية العامة و ميكانيكا الكم وفى الواقع فإن نظرية الأوتار الفائقة تعني المزيد: يتطلب الإطار الجديد احتياج كل من النسبية العامة وميكانيكا الكم إحداهما للأخرى لتصبح هذه النظرية الأوتار الفائقة مقبولة. وتبعاً لنظرية الأوتار الفائقة فإن التزاوج بين قوانين الأشياء الكبرى والصغرى لم يعد مرضياً فقط، بل بات حتمياً.

وهذه بعض الأخبار الطيبة. فنظرية الأوتار الفائقة - وتسمى اختصاراً نظرية الأوتار - تذهب بهذا الاتحاد أبعد من ذلك في خطوة عملاقة. ظل آينشتاين على مدى ثلاثة عقود يبحث عن نظرية موحدة في الفيزياء وهي النظرية التي تتشابك فيها كل قوى الطبيعة والمكونات المادية في نسيج نظري واحد. لكنه فشل في ذلك. واليوم ومع مطلع الألفية الجديدة يدعي مؤيدو نظرية الأوتار أن خيوط هذا النسيج الواحد المراوغ قد اتضحت أخيراً. وتملك نظرية الأوتار المقدرة على إظهار أن كل الأحداث العجيبة التي تجري في الكون بداية من الرقص العشوائي للكواركات الجسيمات تحت الذرية إلى الفالس التقليدي المنظومة مكونة من نجمين يدوران أحدهما حول الآخر، وبداية من كرات اللهب البدائية في الانفجار الهائل (Big Bang) إلى الدوران المهول للمجرات في السماء . كل هذا مجرد انعكاسات لمبدأ فيزيائي عظيم وسيادة المعادلة واحدة.

وحيث إن ملامح نظرية الأوتار تتطلب أن نغير مفاهيمنا عن المكان والزمان والمادة تغييراً جذرياً، فإن الأمر سيستغرق بعض الوقت للتعود عليه ولتتمكن من أغواره عند مستوى معقول. وكما سيتضح بجلاء عندما ننظر إلى نظرية الأوتار في الإطار الصحيح، فإنها ستنبثق بشكل درامي لكن طبيعي كنتيجة للاكتشافات الثورية في الفيزياء خلال المائة عام الماضية وسنرى في الحقيقة أن التناقض بين النسبية العامة وميكانيكا الكم ليس هو الأول، بل الثالث في سلسلة متتابعة من التناقضات المحورية التي أمكن حصرها خلال القرن الماضي. وقد أدى حل كل تناقض منها إلى مراجعة شاملة لمفهومنا عن الكون.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

اللجنة المنظّمة: مهرجان رحمةً للعالمين يسعى لإحياء مبدأ التعايش السلمي والحوار الحضاري

ضمن فعاليات مهرجان رحمة للعالمين.. افتتاح معرض للكتاب في منطقة بين الحرمين الشريفين

مهرجان رحمة للعالمين يشهد إطلاق طابع بريدي تذكاري بمرور 1500 عام على المولد النبوي

عرض فيلم وثائقي يتناول جزءًا من سيرة النبيّ (صلّى الله عليه وآله) ضمن فعّاليات مهرجان رحمةً للعالمين

المزيد

الآخبار الصحية

تحذير من الإفراط في شربها.. متى تصبح الماتشا خطيرة؟

من بناء العضلات إلى "تسميم الجسم".. الوجه الآخر للبروتين ؟

دراسة جديدة: مخ الانسان يغتسل أثناء النوم

هل من الآمن شرب القهوة على معدة فارغة؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

مزايا مرآة الرؤية الخلفية ذاتية التعتيم في السيارات

دراسة.. كوكب غريب أمد الأرض بمقومات الحياة !

يهدد عرش هوليود.. أول فيلم رسوم متحركة بالذكاء الاصطناعي

أكبر تغيير منذ سنوات.. هل تكشف أبل النقاب عن "iPhone Air"؟

المزيد

مواضيع ذات صلة

محاولة لفهم كلّ شيء

ALTERNATIVE HISTORIES

هل هناك حدود للتفسير؟

هل يمكن اختبار نظرية الأوتار تجريبياً؟

ما هو المكان والزمان في الواقع، وهل من الممكن العمل بدونهما؟

آفاق مستقبلية: نظرية الأوتار بين طموح النظرية النهائية وتحديات القرن الحادي والعشرين

هل تؤدي نظرية الأوتار إلى إعادة صياغة ميكانيكا الكم؟

ما هو المبدأ الأساسي في نظرية الأوتار؟

في البدء كانت هناك شذرة لها حجم بلانك(رؤية نظرية الأوتار لبداية الكون)

لماذا ثلاثة؟ تفسير الأبعاد الفضائية الثلاثة في نظرية الأوتار

الكوسمولوجيا ونظرية الأوتار الفائقة

الدخول إلى نظرية الأوتار