القيمة الغامضة للثابت
رسم توضيحي لكيفية انحناء الزمكان بفعل جاذبية المجرة وفقًا لنظرية النسبية العامة لأينشتاين (الصورة: مكتبة العلوم).
عند النظر إلى سماء الليل، نتساءل غالبًا عن سبب وجود الكون على هذا النحو: من الحياة والنجوم والكواكب وحتى البشر. ومع ذلك، قليلون هم من يعلمون أن كل شيء في الكون يخضع لمجموعة خاصة من الأرقام، تُسمى 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 م/ث، أو ثابت الجاذبية G يساوي 6.674 × 10⁻¹¹ م³/كجم/ث²، أو كتلة الإلكترون تساوي 9.1 × 10⁻³¹ كجم...
هذه أرقام، لو تغيّرت ولو قليلاً، لكان من الممكن أن تُؤدي إلى كون مختلف تمامًا، أو حتى إلى وجود حياة. السؤال المهم هو: لماذا تحمل هذه الأرقام هذه القيم؟ من أين أتت؟ هل هي عشوائية؟
بفضل الفيزياء، يُمكننا بناء معادلات ونماذج دقيقة للغاية لوصف العالم - من سقوط حجر إلى تمدد الكون بأكمله. ومع ذلك، تحتاج كل معادلة إلى "تغذية" ببعض القيم المدخلة، أي الثوابت.
إنها بمثابة "العوارض" التي تدعم بناء الفيزياء الحديثة. لكن الغريب أنه لا توجد نظرية حالية تفسر مصدرها. لا يستطيع العلماء سوى قياس قيمها التجريبية وملاءمتها في النماذج.
تخيل أنك تُحاكي حركة كرة. يمكنك استخدام قوانين نيوتن لوصف القوة، لكن عليك معرفة "مدى قوة الجاذبية". هذا لا يأتي من النموذج، بل يجب قياسه في 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 نظرية 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 بشكل طفيف، بمرور الوقت، أو المكان، أو الظروف المادية، فهذا يعني أنها ليست أساسية حقًا، بل مجرد مظاهر لنظرية أعمق لم يكتشفها البشر بعد.
لاختبار ذلك، صمم العلماء سلسلة من التجارب فائقة الدقة، على الأرض وفي الفضاء. في المختبر، يستخدمون الساعات الذرية. هذه أجهزة متطورة للغاية قادرة على رصد أدق التغيرات في اهتزازات الذرات، وتتبع تغيرات الثوابت مع مرور الوقت، 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.
في مجال علم الفلك، رصد الباحثون ضوءًا من الكوازارات، وهي أجرام سماوية شديدة السطوع تبعد مليارات السنين الضوئية عن الأرض. إلى جانب ذلك، قاموا بتحليل إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMB)، وهو بقايا الضوء من لحظة نشأة الكون.
الفكرة هي أنه لو تغيرت هذه الثوابت في الماضي البعيد، لتأثر ضوء الأجرام السماوية البعيدة وظهر مختلفًا. ومع ذلك، أظهرت الملاحظات ثباتًا غريبًا لهذه الثوابت.
تجدر الإشارة إلى أنه لا يمكننا الجزم تمامًا بثباتها. حتى لو لم يُرصد أي تغيير، يبقى هناك دائمًا قدر من عدم اليقين في أي قياس، وبالتالي، هناك احتمال دائم أن تتغير الثوابت، ولكن بمعدل ضئيل جدًا بحيث لا يمكن رصده.
لا يزال الكون يحتوي على العديد من الألغاز
الثوابت الأساسية ليست مجرد أرقام، بل هي الأساس الذي يُشكل الكون بأكمله. فهي تُحدد كيفية تفاعل القوى، وتشكل الذرات، واحتراق النجوم، 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.
ومع ذلك، لا يزال العلم عاجزًا عن تفسير سبب وجودها على هذا النحو. هل الثوابت وليدة الصدفة؟ أم أنها تجلٍّ لنظرية كونية أعمق، تتجاوز فهمنا الحالي؟
ربما لا نملك الإجابات بعد، لكن 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
تعليق (0)