يمكن أن
تفسر نظرية "الجاذبية الهائلة" للأستاذة كلوديا دي رام سبب تسارع توسع الكون
 |
مقال علمي مترجم عن تفسير لغز الطاقة المظلمة في الكون |
لا يدخل علماء الكونيات في مهنتهم لمعالجة الأسئلة السهلة ، ولكن هناك مفارقة وصلت إلى أبعاد مذهلة.
منذ الانفجار العظيم ، كان الكون يتوسع ، لكن قوانين الفيزياء المعروفة تشير إلى أن الجذب الداخلي للجاذبية يجب أن يبطئ هذا التمدد. في الواقع ، على الرغم من أن الكون يتضخم بمعدل متسارع.
توصل العلماء إلى اسم - الطاقة المظلمة - للعامل الغامض الذي يسمح للكون بالتمدد بسرعة كبيرة والتي تقدر بحوالي 70 ٪ من محتويات الكون. ولكن في النهاية لا أحد يعرف ما هي الأشياء في الواقع.
تقول الأستاذة كلوديا دي رام ، الفيزيائية النظرية في الكلية الملكية: "إنه الفيل الكبير في الغرفة". "إنه أمر محبط للغاية."
التغيير يمكن أن يكون على قدم وساق. لقد ابتكرت De Rham نظرية جذرية يمكن أن تحمل مفتاحًا لسبب توسع الكون بشكل أسرع وأسرع ويشرح طبيعة الطاقة المظلمة. النظرية معروفة باسم الجاذبية الهائلة ، تعدل النسبية العامة لأينشتاين ، مفترضة أن الجسيمات الافتراضية (الجرافيتونات) التي تتوسط في قوة الجاذبية نفسها لها كتلة. في نسخة آينشتاين ، يفترض أن الجرافيت عديم الكتلة.
إذا كانت الجرافيت لها كتلة ، فمن المتوقع أن يكون للجاذبية تأثير أضعف على نطاقات المسافات الكبيرة جدًا ، وهو ما قد يفسر لماذا لم يتم كبح تمدد الكون.
تقول دي رام: "أن أحد الاحتمالات هو أنك قد لا تحتاج إلى طاقة مظلمة - أو بالأحرى ، فإن الجاذبية نفسها تؤدي هذا الدور".
ويمثل هذا العمل إنجازا خارقا في سعي دام قرنا من الزمان لبناء نظرية عمل للجاذبية الهائلة. على الرغم من الجهود المتتالية ، فإن الصيغ السابقة من النظرية كانت لها ميزة مؤسفة وهي التنبؤ بالانحلال الفوري لكل جسيم في الكون - وهي قضية مستعصية يشير إليها علماء الرياضيات بأنها "شبح".
تقول De Rham: "لقد عمل أشخاص أذكياء للغاية على ذلك وكانت الحجج مقنعة للغاية". ولقد تصور الناس أنه من المستحيل أن تنجح هذه الجهود"
لم تؤثر احتمالات النجاح الضئيلة عليها - تدربت سابقًا كطيار ومرت عبر عدة مراحل من عملية اختيار رواد الفضاء التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية - دخلت دي رام المعركة. ولكن في عام 2011 ، عندما نشرت دي رام ومعاوناها ، غريغوري جابادادزي من جامعة نيويورك وأندرو توللي من جامعة إمبريال كوليدج في لندن ، ورقة تاريخية عن الجاذبية الهائلة ، كانت الاستجابة سريعة وعدائية.
كانت صعبة للغاية. لمدة خمس أو ست سنوات ، كانت هناك حالة من النسيان حيث كانت الحجج تتحول ذهابًا وإيابًا "
في النهاية ، نهضت النظرية وبدأت تكتسب قوة في العقد الماضي. هذا ما يفعله العلم. في النهاية ، هناك نتيجة تستند إلى الرياضيات والمنطق ". "إذا كان واحد يساوي واحدًا ، فيمكننا جميعًا الاتفاق على ذلك. فالرياضيات لا تكذب ".
حصول الدكتورة كلوديا دي رام علي جوائز علمية:
وقد حصلت De Rham على جائزة Blavatnik للعلماء الشباب البالغة 100000 دولار (75000 جنيه إسترليني) ، بعد عامين من فوزها بجائزة آدمز ، إحدى أقدم وأعرق الجوائز بجامعة كامبريدج.
وسرعان ما أشارت دي رام إلى أنه في هذه المرحلة ، لا تزال الجاذبية الهائلة مجرد نظرية. يتم التحقق منها رياضياً ، لكننا لا نعرف ما إذا كان يعكس الواقع العملي. ولكن مع ظهور علم الفلك الموجة الجاذبية ، سيكون من الممكن اختبار تنبؤات النظرية على مدى العقد المقبل وما بعده.
وتقول: "سيكون من المذهل إذا ثبت أنها كانت على حق". "قد يحدث هذا أو لا يحدث ، لكن ما سيحدث هو أنه سيكون لدينا فهم أساسي أفضل بكثير للجاذبية وهذا شيء عميق للغاية ، بالإضافة الي إنه أحد الأسئلة الكبرى اليوم."
يغطي عمل De Rham جوانب أخرى من الجاذبية. إنها مهتمة بسرعة الجاذبية ، والتي لم يتم قياسها مباشرة والتي تتنبأ بها النظرية في بعض الحالات قد تكون أسرع من الضوء. وهي تدرس أيضًا ما إذا كانت الجاذبية ، مثل الضوء ، تتحرك بسرعات مختلفة عبر مواد مختلفة. إذا كان الأمر كذلك ، فإن أقواس قزح للجاذبية قد تكون موجودة والتي يمكن مشاهدتها بواسطة مقاريب موجة الجاذبية.
شاهد ايضاً: صورة متحركة عن الثقب الاسود الحقيقي مع معلومات عنها
:تجربة النيوترينو تكشف ان هنالك شئ مفقود من كوننا
كجيل جديد من مراصد الموجات التثاقلية ، مثل: مرصد إيسا الفضائي ، يشرع في جمع إشارات باهتة من الكون في العقد المقبل ، تأمل دي رام في إغلاق بعض الإجابات. بقولها: "سيكون هذا المستوى العالي من العلوم التي يمكننا القيام بها".
منذ الانفجار العظيم ، كان الكون يتوسع ، لكن قوانين الفيزياء المعروفة تشير إلى أن الجذب الداخلي للجاذبية يجب أن يبطئ هذا التمدد. في الواقع ، على الرغم من أن الكون يتضخم بمعدل متسارع.
توصل العلماء إلى اسم - الطاقة المظلمة - للعامل الغامض الذي يسمح للكون بالتمدد بسرعة كبيرة والتي تقدر بحوالي 70 ٪ من محتويات الكون. ولكن في النهاية لا أحد يعرف ما هي الأشياء في الواقع.
تقول الأستاذة كلوديا دي رام ، الفيزيائية النظرية في الكلية الملكية: "إنه الفيل الكبير في الغرفة". "إنه أمر محبط للغاية."
التغيير يمكن أن يكون على قدم وساق. لقد ابتكرت De Rham نظرية جذرية يمكن أن تحمل مفتاحًا لسبب توسع الكون بشكل أسرع وأسرع ويشرح طبيعة الطاقة المظلمة. النظرية معروفة باسم الجاذبية الهائلة ، تعدل النسبية العامة لأينشتاين ، مفترضة أن الجسيمات الافتراضية (الجرافيتونات) التي تتوسط في قوة الجاذبية نفسها لها كتلة. في نسخة آينشتاين ، يفترض أن الجرافيت عديم الكتلة.
إذا كانت الجرافيت لها كتلة ، فمن المتوقع أن يكون للجاذبية تأثير أضعف على نطاقات المسافات الكبيرة جدًا ، وهو ما قد يفسر لماذا لم يتم كبح تمدد الكون.
تقول دي رام: "أن أحد الاحتمالات هو أنك قد لا تحتاج إلى طاقة مظلمة - أو بالأحرى ، فإن الجاذبية نفسها تؤدي هذا الدور".
ويمثل هذا العمل إنجازا خارقا في سعي دام قرنا من الزمان لبناء نظرية عمل للجاذبية الهائلة. على الرغم من الجهود المتتالية ، فإن الصيغ السابقة من النظرية كانت لها ميزة مؤسفة وهي التنبؤ بالانحلال الفوري لكل جسيم في الكون - وهي قضية مستعصية يشير إليها علماء الرياضيات بأنها "شبح".
تقول De Rham: "لقد عمل أشخاص أذكياء للغاية على ذلك وكانت الحجج مقنعة للغاية". ولقد تصور الناس أنه من المستحيل أن تنجح هذه الجهود"
لم تؤثر احتمالات النجاح الضئيلة عليها - تدربت سابقًا كطيار ومرت عبر عدة مراحل من عملية اختيار رواد الفضاء التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية - دخلت دي رام المعركة. ولكن في عام 2011 ، عندما نشرت دي رام ومعاوناها ، غريغوري جابادادزي من جامعة نيويورك وأندرو توللي من جامعة إمبريال كوليدج في لندن ، ورقة تاريخية عن الجاذبية الهائلة ، كانت الاستجابة سريعة وعدائية.
كانت صعبة للغاية. لمدة خمس أو ست سنوات ، كانت هناك حالة من النسيان حيث كانت الحجج تتحول ذهابًا وإيابًا "
في النهاية ، نهضت النظرية وبدأت تكتسب قوة في العقد الماضي. هذا ما يفعله العلم. في النهاية ، هناك نتيجة تستند إلى الرياضيات والمنطق ". "إذا كان واحد يساوي واحدًا ، فيمكننا جميعًا الاتفاق على ذلك. فالرياضيات لا تكذب ".
حصول الدكتورة كلوديا دي رام علي جوائز علمية:
وقد حصلت De Rham على جائزة Blavatnik للعلماء الشباب البالغة 100000 دولار (75000 جنيه إسترليني) ، بعد عامين من فوزها بجائزة آدمز ، إحدى أقدم وأعرق الجوائز بجامعة كامبريدج.
وسرعان ما أشارت دي رام إلى أنه في هذه المرحلة ، لا تزال الجاذبية الهائلة مجرد نظرية. يتم التحقق منها رياضياً ، لكننا لا نعرف ما إذا كان يعكس الواقع العملي. ولكن مع ظهور علم الفلك الموجة الجاذبية ، سيكون من الممكن اختبار تنبؤات النظرية على مدى العقد المقبل وما بعده.
وتقول: "سيكون من المذهل إذا ثبت أنها كانت على حق". "قد يحدث هذا أو لا يحدث ، لكن ما سيحدث هو أنه سيكون لدينا فهم أساسي أفضل بكثير للجاذبية وهذا شيء عميق للغاية ، بالإضافة الي إنه أحد الأسئلة الكبرى اليوم."
يغطي عمل De Rham جوانب أخرى من الجاذبية. إنها مهتمة بسرعة الجاذبية ، والتي لم يتم قياسها مباشرة والتي تتنبأ بها النظرية في بعض الحالات قد تكون أسرع من الضوء. وهي تدرس أيضًا ما إذا كانت الجاذبية ، مثل الضوء ، تتحرك بسرعات مختلفة عبر مواد مختلفة. إذا كان الأمر كذلك ، فإن أقواس قزح للجاذبية قد تكون موجودة والتي يمكن مشاهدتها بواسطة مقاريب موجة الجاذبية.
شاهد ايضاً: صورة متحركة عن الثقب الاسود الحقيقي مع معلومات عنها
:تجربة النيوترينو تكشف ان هنالك شئ مفقود من كوننا
كجيل جديد من مراصد الموجات التثاقلية ، مثل: مرصد إيسا الفضائي ، يشرع في جمع إشارات باهتة من الكون في العقد المقبل ، تأمل دي رام في إغلاق بعض الإجابات. بقولها: "سيكون هذا المستوى العالي من العلوم التي يمكننا القيام بها".
#شارك هذا الخبر مع غيرك لتدعمنا علي ترجمة المزيد من المقالات الحصرية
فأنت لن تخسر شيئاً عندما تشارك المقال
للمذيد من المقالات المترجمة تفضل بزيارة الرابط:
مقالات علمية مترجمة
للمذيد من المقالات المترجمة تفضل بزيارة الرابط:
مقالات علمية مترجمة
تعليقات
إرسال تعليق
ادعمنا بمشاركة المحتوي مع غيرك او بالتعليق بالاسفل..