تقنية

يعيد الفيزيائيون كتابة قاعدة كمية تتعارض مع كوننا


قال كوتلر: “هناك بعض التكوينات المستقبلية التي لا تتوافق مع أي شيء في الماضي”. “لا يوجد شيء في الماضي يمكن أن يتطور إلى منهم.”

اقترح جيدينجز مبدأً مشابهًا لاستبعاد الحالات المتناقضة التي واجهها أثناء دراسته للثقوب السوداء العام الماضي. يسميها “التاريخ مهم” ، وهي ترى أن حالة معينة من الكون تكون ممكنة ماديًا فقط إذا كانت تتطور إلى الوراء دون إحداث تناقضات. قال: “لقد كان هذا نوعًا من اللغز العالق”. سترومينجر وكوتلر “يأخذون هذا اللغز ويستخدمونه لمحاولة تحفيز ربما طريقة جديدة للتفكير في الأشياء.”

يعتقد جيدينجز أن هذا النهج يستحق مزيدًا من التطوير. وكذلك فعلت ديتريش ، التي توصلت إلى إدراك مماثل حول التساوي القياس قبل عقد من الزمان أثناء محاولتها صياغة نظرية لعبة الكم للزمكان مع مساعدها فيليب هون. أحد الأمل هو أن مثل هذا العمل يمكن أن يؤدي في النهاية إلى قاعدة متساوية القياس المحددة التي قد تحكم كوننا – وصفة أكثر تعقيدًا من “0 يذهب إلى 01”. يتكهن كوتلر بأنه يمكن التحقق من تساوي القياس الكوني الحقيقي عن طريق حساب الأنماط المحددة في توزيع المادة في السماء الممكنة وأيها غير ممكن ، ثم اختبار تلك التنبؤات مقابل بيانات الرصد. قال: “إذا نظرت إليها عن كثب ، ستجد هذا ولكن ليس هذا”. “يمكن أن يكون ذلك مفيدًا حقًا.”

إلى القياس وما بعده

في حين أن مثل هذه الأدلة التجريبية يمكن أن تتراكم في المستقبل ، على المدى القريب ، من المرجح أن تأتي الأدلة على قياس التساوي من الدراسات النظرية والتجارب الفكرية التي تظهر أنها تساعد في الجمع بين قابلية المرونة للزمكان مع اتساع نظرية الكم.

تتضمن إحدى التجارب الفكرية التي تبدو فيها الوحدة النمطية صريرًا وجود ثقوب سوداء ، وتركيزات مكثفة للمادة التي تشوه الزمكان إلى طريق مسدود. حسب ستيفن هوكينج في عام 1974 أن الثقوب السوداء تتبخر بمرور الوقت ، مما يمحو الحالة الكمومية لأي شيء يسقط فيها – وهو انتهاك صارخ للوحدة يُعرف باسم مفارقة معلومات الثقب الأسود. إذا كانت الثقوب السوداء تحتوي على مساحات هلبرت تنضج بشكل متساوي القياس ، كما افترض كوتلر وسترومينجر ، فقد يواجه الفيزيائيون لغزًا مختلفًا إلى حد ما عما كانوا يعتقدون. قال سترومينغر: “لا أعتقد أنه يمكن أن يكون هناك حل لا يأخذ ذلك في الحسبان”.

جائزة أخرى ستكون نظرية الكم التفصيلية التي تصف ليس فقط كيفية نمو الكون ، ولكن من أين أتى كل شيء في المقام الأول. قال أركاني حامد: “ليس لدينا كون وفجأة أصبح لدينا كون”. ما هو نوع التطور الوحدوي بحق الجحيم؟

لكن من جانبه ، يشك أركاني حامد في أن مقايضة التساوي القياس بالوحدة تذهب بعيدًا بما فيه الكفاية. إنه أحد قادة برنامج بحثي يحاول التحرر من العديد من الافتراضات الأساسية في نظرية الكم والنسبية العامة ، وليس فقط الوحدة.

أيًا كانت النظرية التي ستأتي بعد ذلك ، كما يعتقد ، ستتخذ شكلاً جديدًا تمامًا ، تمامًا كما كانت ميكانيكا الكم انفصالًا تامًا عن قوانين إسحاق نيوتن للحركة. كمثال توضيحي لما قد يبدو عليه الشكل الجديد ، يشير إلى برنامج بحث نابع من اكتشاف عام 2014 قام به مع ياروسلاف ترنكا ، تلميذه في ذلك الوقت. أظهروا أنه عندما تصطدم جسيمات معينة ، فإن سعة كل نتيجة ممكنة تساوي حجم جسم هندسي ، يُطلق عليه اسم السعة السعة. يعد حساب حجم الجسم أسهل بكثير من استخدام الطرق القياسية لحساب السعات ، والتي تعيد بصعوبة بناء جميع الطرق التي قد يحدث بها تصادم الجسيمات لحظة بلحظة.

ومن المثير للاهتمام ، في حين أن مجسم السعة يعطي إجابات تخضع للوحدة ، فإن المبدأ لا يستخدم لبناء الشكل نفسه. لا توجد أي افتراضات حول كيفية تحرك الجسيمات في المكان والزمان. يثير نجاح هذه الصيغة الهندسية البحتة لفيزياء الجسيمات إمكانية وجود منظور جديد للواقع ، منظور خالٍ من المبادئ العزيزة التي تتعارض حاليًا. قام الباحثون تدريجياً بتعميم النهج لاستكشاف الأشكال الهندسية ذات الصلة المتعلقة بالجسيمات المختلفة ونظريات الكم.

“[It] قال كوتلر: “قد تكون طريقة مختلفة لتنظيم الوحدة” ، “وربما تمتلك البذور لتجاوزها”.

القصة الأصلية أعيد طبعها بإذن من مجلة كوانتا منشور تحريري مستقل عن مؤسسة سيمونز تتمثل مهمتها في تعزيز الفهم العام للعلم من خلال تغطية التطورات والاتجاهات البحثية في الرياضيات والعلوم الفيزيائية وعلوم الحياة.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

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

زر الذهاب إلى الأعلى