ترجمة: عبدالحميد حسين شكري.
قد يبدو من الممكن نظرياً تقسيم الزمن على فتراتٍ ضئيلةٍ لانهائيةٍ، إلا أن أصغر فترةٍ زمنيةٍ ذات معنىً فيزيائيٍ تم اعتبارها بشكلٍ واسعٍ هي زمن بلانك، والذي يٌقدر بنحو 10^-43 ثانيةٍ. ويعني هذا الحد النهائي أنه من غير الممكن تقسيم الزمن لحدثين أصغر من ذلك.
إلا أن الفيزيائيين اقترحوا في بحثٍ جديدٍ أن أقصر مدةٍ زمنيةٍ ذات معنىً فيزيائيٍ قد تكون عدة قيمٍ أسيةٍ أطول من زمن بلانك. كما أثبت الفيزيائيون أن وجود زمنٍ أدنى كهذا يغير معادلات ميكانيكا الكم الأساسية. وبما أن ميكانيكا الكم تصف كل الأنظمة الفيزيائية على المستوى الضئيل، فقد يغير هذا من وصف كل الأنظمة لميكانيكا الكم.
قام الباحثون مؤخراً وهم مير فيصل من جامعة واتولو وجامعة ليثبريدج في كندا، محمد خليل من جامعة الإسكندرية في مصر وسوريا داس من جامعة ليثبريدج، بنشر بحثٍ يُدعى بـ”بلورات الزمن من أدنى حدٍ لعدم التحقق للزمن” في الدورية الفيزيائية الأوروبية سي.
يقول فيصل في تصريحٍ لموقع فيز دوت كوم: “في الكون، ربما يكون من ممكن أن أدنى مقياسٍ للزمن أطول بكثير في الواقع من زمن بلانك، ويمكن أن يتم اختبار ذلك مباشرةً وبشكلٍ عمليٍ”. وإن زمن بلانك قصيرٌ جداً لدرجة أن أيّ تجربةٍ لم تستطع الاقتراب لاختباره بشكلٍ مباشرٍ قط، فأكثر الاختبارات دقةً استطاعت الوصول لفترةٍ زمنيةٍ تقدر بحوالي 10^-17 ثانية.
رغم ذلك، هناك قدرٌ كبيرٌ من الدعم النظري لوجود زمن بلانك من عدة سبلٍ للجاذبية الكمومية مثل نظرية الأوتار، الجاذبية الكمومية الحلقية، والجاذبية الكمومية الاضطرابية. كل هذه السبل تقريباً تقترح أنه من غير الممكن قياس طولٍ أقصر من طول بلانك، وعليه فإن من غير الممكن قياس زمنٍ أقصر من زمن بلانك، حيث يُعرّف زمن بلانك بأنه الزمن الذي يستغرقه الضوء لقطع وحدةٍ واحدةٍ من طول بلانك في الفراغ.
قام العلماء بالخوض في السؤال عن بنية الزمن مندفعين بسبب عددٍ من الدراسات النظرية الحديثة، وبالتحديد السؤال الذي أحدث جدلاً طويلاً فيما إن كان الزمن متواصلاً أم منفصلاً. حيث يقول فيصل: “لقد طرحنا في بحثنا فكرة أن الزمن منفصلٌ في الطبيعة، وقد اقترحنا طرقاً لاختبار هذه الأطروحة بشكل عملي”.
أحد الاختبارات الممكنة تتطلب قياس معدل الانبعاث التلقائي لذرة الهيدروجين. فمعادلة ميكانيكا الكم المعدلة تتنبأ بمعدلٍ مختلفٍ قليلاً للانبعاث التلقائي عما تتنبأ به المعادلة غير المعدلة، وفي نطاقٍ من الامحققية. ومن الممكن أيضا رصد التأثيرات المقترحة في معدلات الاضمحلال للجسيمات والأنوية غير المستقرة.
قدّر الباحثون بناءً على تحليلاتهم النظرية للانبعاث التلقائي للهيدروجين أن الحد الأدنى من الزمن ربما يكون بقيمٍ أسيةٍ أكبر من زمن بلانك، ولكنها ليست أكبر من كميةٍ معينةٍ والتي ثُبتت بتجارب سابقة. وقد تتمكن التجارب المستقبلية من خفض هذا الحد لأدنى حدٍ للزمن أو تحديد قيمتها بالضبط.
يقترح العلماء أيضا أن التغييرات المطروحة لمعادلات ميكانيكا الكم الأساسية قد تغير تعريف الزمن نفسه. إذ يشرحون بنية الزمن باعتبارها كبنيةٍ بلوريةٍ تحتوي على قطعٍ منفصلةٍ ومكررةٍ بانتظام.
على المستوى الفلسفي، فحجة كون الزمن منفصلاً تقترح أن فهمنا للزمن كشيءٍ متدفقٍ بشكلٍ مستمرٍ ما هو إلا وهم.
يقول فيصل: “إن الكون الفيزيائي يشبه تماماً صورةً متحركة، حيث إن سلسلةً من الصور المعروضة على الشاشة تصنع وهماً لصورةٍ متحركة”. وأضاف: “لذا، إذا أخذت وجهة النظر هذه على محمل الجد، فإن إدراكنا الواعي للواقع الفيزيائي المبني على الحركة المستمرة سيصبح وهماً ناتجاً من بنية رياضية أساسيةٍ منفصلةٍ”.
يقول فيصل أيضاً: “هذا الاقتراح يجعل من الحقيقة الفيزيائية أفلاطونيةً في الطبيعة”، إشارةً إلى حجة أفلاطون بأن الواقع الفعليّ كائنٌ بشكلٍ مستقلٍ عن أحاسيسنا. وأضاف: “إلا أنه خلافاً للنظريات الأخرى للمثالية الأفلاطونية، فاقتراحنا يمكن اختباره عملياً وليس مجرد حجةٍ فلسفيةٍ”.
المصدر (Phys.org)
ميكانيكا الكم (quantum mechanic)
زمن بلانك (Planck time)
مير فيصل (Mir Faizal)
جامعة واتولو (University of Waterloo)
جامعة ليثبريدج (University of Lethbridge)
محمد خليل (Mohammed M. Khalil)
جامعة الاسكندرية (Alexandria University)
سوريا داس (Saurya Das)
الصحيفة الفيزيائية الأوروبية سي (The European Physical Journal C)
الجاذبية الكمومية (quantum gravity)
نظرية الأوتار (string theory)
الجاذبية الكمومية الحلقية (loop quantum gravity)
الجاذبية الكمومية الاضطرابية (perturbative quantum gravity)
طول بلانك (Planck length)
الانبعاث التلقائي (spontaneous emission)
في البداية أقرر الحقيقة الصادمة للقدماء الأولين والمعاصرين المتأخرين أن الزمن الحقيقي لم يعرفه أحد حتى الآن وحتى زمن بلاك هو ليس تعريف للزمن وإنما هو قياس فترة زمنية بين زمنين وهناك فرق بين تعريف لحظة الزمن نفسه وتعريف الفترة الزمنية بين لحظيا . علاوة على ذلك أعتقد أن وصفنا للزمن انه بعد ضمن الأبعاد الأربعة التي تبنتها نظرية النسبية لاينشتين هو خطأ كبير لأنني أعتقد أن الزمن ليس بعدا كابعاد المكان ونحن ننتظر الان تعريف الزمن أولا قبل قياسه.