نظرية لكل شيء؟ كيف تم بناء الزمكان بواسطة التشابك الكمومي

قام علماء فيزياء ورياضيات بقفزة مهمة جداً الى الأمام لأجل توحيد النظرية النسبية العامة وميكانيكا الكم عن طريق تفسيرهم لكيفية ظهور الزمكان بفعل التشابك الكمومي لنظرية أكثر ثبات.

لقد سعى كل من الفيزيائيون والرياضياتيون لفترة طويلة الى نظرية كل شيء والتي توحد كل من النسبية العامة وميكانيكا الكم. حيث أن النظرية النسبية العامة تقوم بتفسير الجاذبية للظواهر واسعة النطاق كديناميكية النجوم والمجرات في الكون، في حين أن ميكانيكا الكم تقوم بتفسير الظواهر المجهرية بدأً بما دون الذرية وصولاً الى المستويات الجزيئية.

لقد أعتبر المبدأ الهولوغرافي (أو التجسيمي) ميزة أساسية لنظرية كل شيء ناجحة. إن المبدأ الهولوغرافي ينص على أن الجاذبية بحجمها الثلاثي الأبعاد بالإمكان أن يتم وصفها بإستخدام ميكانيكا الكم على سطح ثنائي الأبعاد يحيط بالحجم. وعلى وجه الخصوص، فإن الأبعاد الثلاثة للحجم ينبغي أن تبرز من البعدين للسطح. ومهما يكن، فإن فهم الآليات المحددة لنشوء الحجم من سطح كان أمراً بعيد المنال.

لقد وجد الباحثون الآن بأن التشابك الكمومي هو المفتاح لحل هذه المسألة. بإستخدام النظرية الكمومية (والتي لا تتضمن الجاذبية)، أظهروا كيفية حساب كثافة الطاقة، والتي هي مصدر تفاعلات الجاذبية في ثلاثة أبعاد، وذلك بإستخدام بيانات التشابك الكمومي على السطح ثنائي الأبعاد. إن هذا شبيه بتشخيص الأوضاع في داخل جسدك عبر النظر عن طريق عن طريق النظر الى صور الأشعة السينية ذات البعدين. سيسمح لهم هذا بتفسير خصائص عالمية للتشابك الكمومي كشروط لكثافة الطاقة والتي ينبغي أن تنطبق على أي نظرية كمومية متناسقة للجاذبية، وهي تتضمن الجاذبية بصورة حقيقية في النظرية. لقد تم إقتراح أهمية التشابك الكمومي سابقاً، لكن لم يتم معرفة الدور المحدد له في ظهور الزمكان بصورة واضحة حتى ظهور هذه الورقة البحثية.

إن التشابك الكمومي هو ظاهرة حيث الحالات الكمومية مثل الدوران والإستقطاب للجسيمات في مواقع مختلفة لا يمكن أن يتم وصفها بشكل مستقل. إن قياس جسيم واحد قد يجعله يؤثر على الجسيمات الأخرى، شيء كان آينشتاين قد دعاه مرة “فعل شبحي من مسافة بعيدة”. لقد أظهر هذا العمل أن هذا التشابك الكمومي يقوم بتوليد الأبعاد الإضافية للجاذبية.

يوضح Hirosi Ooguri قائلاً: “إن من المعروف الآن بأن التشابك الكمومي يرتبط بقضايا عميقة في توحيد النظرية النسبية العامّة وميكانيكا الكم. كمفارقة المعلومات والجدار الناري في الثقوب السوداء. تقوم ورقتنا بتسليط ضوء جديد على العلاقة بين التشابك الكمومي والهيكل المجهري للزمكان على شكل حسابات واضحة. إن الربط بين الجاذبية الكمومية وعلم المعلومات يصبح ذو أهمية متزايدة لكلا المجالين.

المصدر: http://www.sciencedaily.com/releases/2015/05/150527112953.htm

عدد القراءات (409)

التعليقات

التعليقات

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*