ما الذي يحكم الكون بصمت؟

القيمة الغامضة للثابت

رسم توضيحي لكيفية انحناء الزمكان بفعل جاذبية المجرة وفقًا لنظرية النسبية العامة لأينشتاين (الصورة: مكتبة العلوم).

عندما ننظر إلى السماء ليلاً، فإننا نتساءل في كثير من الأحيان عن سبب وجود الكون بالطريقة التي هو عليها الآن: من الحياة، والنجوم، والكواكب وحتى البشر. لكن قليل من الناس يعرفون أن كل شيء في الكون يخضع لسيطرة مجموعة خاصة من الأرقام، تسمى الثوابت الأساسية للطبيعة.

هذه الأرقام ليست من اختراعات البشر، بل هي قيم ثابتة تصف الطريقة التي تتفاعل بها القوى والمادة في الكون مع بعضها البعض.

على سبيل المثال، سرعة الضوء في الفراغ تساوي دائمًا حوالي 299,792,458 متر/ثانية، أو ثابت الجاذبية G يساوي 6.674 × 10⁻¹¹ متر³/كجم/ثانية²، أو كتلة الإلكترون تساوي 9.1 × 10⁻³¹ كجم...

هذه أرقام لو تغيرت ولو قليلاً لكان الكون مختلفاً تماماً، وربما لا توجد حياة على الإطلاق. السؤال الكبير هو: لماذا تستحق هذه الأرقام ما هي عليه؟ من أين أتوا؟ هل هي مصادفة؟

بفضل الفيزياء، أصبح بإمكاننا إنشاء معادلات ونماذج دقيقة للغاية لوصف العالم - من سقوط الحجر إلى توسع الكون بأكمله. ومع ذلك، يتعين على كل معادلة أن يتم "تغذيتها" ببعض قيم الإدخال، أي الثوابت.

إنهم مثل "العوارض" التي تحمل مبنى الفيزياء الحديثة. ولكن من الغريب أنه لا توجد نظرية حالية يمكنها أن تفسر من أين جاءت هذه العناصر. لا يعرف العلماء إلا كيفية قياس القيم التجريبية ووضعها في النماذج.

تخيل أنك تقوم بمحاكاة حركة الكرة. يمكنك استخدام قوانين نيوتن لوصف القوة، ولكنك تحتاج إلى معرفة "ما مدى قوة قوة الجاذبية". هذا لا يأتي من النموذج، بل يجب قياسه من الواقع.

وعلى نحو مماثل، فإن الثوابت مثل قوة القوة الكهرومغناطيسية، أو ثابت بلانك، أو نسبة الجسيمات الأولية، كلها معلمات "معطاة" لا يمكن حسابها من النظرية الأساسية الحالية.

هل الثوابت "ثابتة" حقا؟

كان أينشتاين هو من اقترح النظرية النسبية العامة، التي تتضمن مفهوم ثابت الجاذبية G - وهي كمية لا غنى عنها لوصف درجة "انحناء" الزمكان (الصورة: جيتي).

وتصبح المسألة أكثر إثارة للاهتمام عندما يتساءل علماء الفيزياء: هل هذه الأرقام "ثابتة" حقا، أي لا تتغير أبدا؟

إذا تغير أي منها، حتى لو كان قليلاً، بمرور الوقت، أو المكان، أو الظروف المادية، فهذا يعني أنها ليست أساسية حقاً، بل مجرد مظاهر لنظرية أعمق لم يكتشفها البشر بعد.

ومن أجل اختبار ذلك، صمم العلماء العديد من التجارب عالية الدقة، سواء على الأرض أو في الفضاء. في المختبر، يستخدمون الساعات الذرية. وهو جهاز متطور للغاية يمكنه اكتشاف أصغر التغييرات في الاهتزازات الذرية، ويمكنه تتبع التغييرات بمرور الوقت في الثوابت مثل ثابت البنية الدقيقة (FSC).

لقد وصلت دقة القياس حتى الآن إلى مستوى اكتشاف تغير بنسبة 1 جزء في المليار سنويا، ولكن لم يتم تسجيل أي تغيير كبير.

وعلى الجانب الفلكي، يرصد الباحثون الضوء القادم من النجوم الزائفة - وهي أجرام سماوية شديدة السطوع تقع على بعد مليارات السنين الضوئية من الأرض. إلى جانب ذلك هناك تحليل الخلفية الكونية الميكروية (CMB). إنها بقايا الضوء من لحظة تشكل الكون.

الفكرة هنا هي أنه إذا تغيرت الثوابت في الماضي البعيد، فإن الضوء القادم من الأجرام السماوية البعيدة سوف يتأثر ويظهر فرقًا. ومع ذلك، لا تزال الملاحظات تظهر الاستقرار الغريب لهذه الثوابت.

ومن الجدير بالذكر أننا لا نستطيع أن نكون متأكدين بنسبة 100٪ من ثباتها. حتى لو لم يتم اكتشاف أي تغيير، هناك دائمًا درجة من عدم اليقين في أي قياس، وبالتالي من الممكن دائمًا أن تتغير الثوابت ولكن بمعدل صغير جدًا بحيث لا يمكن اكتشافه.

لا يزال الكون يحتوي على العديد من الألغاز

الثوابت الأساسية ليست مجرد أرقام جافة، بل هي الأساس الذي يشكل وجود الكون بأكمله. إنها تحدد كيفية تفاعل القوى، وتشكل الذرات، واحتراق النجوم بشكل ساطع، وتطور الحياة.

لو كانت هذه الأرقام خاطئة بمقدار جزء بسيط، فمن المرجح أن يكون الكون فارغًا، أو فوضويًا، أو خاليًا تمامًا من الحياة كما نعرفه.

ولكن العلم لا يزال غير قادر على تفسير "لماذا هم هكذا؟". هل الثوابت نتائج عشوائية؟ أم أنها مظهر من مظاهر نظرية كونية أعمق، تتجاوز فهمنا الحالي؟

ربما لا نملك الإجابات بعد، ولكن الاستمرار في طرح الأسئلة والتعرف عليها قد يقود البشرية إلى نقطة تحول كبرى في الفيزياء الحديثة - بنفس الطريقة التي هزت بها النسبية وميكانيكا الكم العلوم في القرن العشرين.

المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thu-gi-am-tham-chi-phoi-ca-vu-tru-20250525082833517.htm