نظرية ... كل شيء!

المجال الموحد..نظرية كل شيء

نظرية كل شيء ( Theory Of Everything TOE ) أو النظرية النهائية، نظرية المجال الموحد، هي نظرية افتراضية تجمع كل الأطر الفيزيائية المعروفة، والقوى الأربع الرئيسة، لتربطها معا في نظرية واحدة تفسر كل الظواهر الفيزيائية على الأرض والكون أجمع.

ويعتبر ايجاد هذه النظرية من اهم المسائل الفيزيائية غير المحلولة في الفيزياء. وعلى مر القرنين الماضيين، تطورت نظريتان اساسيتان تشبهان نظرية كل شيء؛ وهما النظرية النسبية وفيزياء الكم.

تدرس النسبية العامة - والتي تركز فقط على قوة الجاذبية - الأجسام الكبيرة والكتل الضخمة؛ مثل النجوم، والمجرات، والعناقيد النجمية والمجرية وغيرها. بينما تركز فيزياء الكم على القوى الثلاث الرئيسية الاخرى - القوتان النووية القوية والضعيفة والقوة الكهرومغناطيسية - لدراسة الأجسام الصغيرة والكتل المنخفضة؛ مثل الأجسام دون الذرية (الجسيمات)، الذرات، الجزيئات وغيرها.

وقد نجحت فيزياء الكم في توحيد القوى الثلاث الرئيسة السالف ذكرها في نظرية واحدة سميت (Grand Unified Theory) .

وخلال سنوات طويلة من الأبحاث، استطاع الفيزيائيون - مخبريا - التثبت وبدقة عالية متناهية من كل التنبؤات التي انبثقت من النظريتين؛ النسبية والكم.

ولكن، ومن خلال الابحاث الطويلة والمعقدة أيضا، توصل العلماء إلى أن النظريتين - وبصورتهما الحالية - لا ولن تتوافقا أبدا!. ولأن المجال الذي تبحث فيه كل منهما مختلف تماما، فإن معظم الحالات التي يحاول العلماء تفسيرها تحتاج إلى تطبيق احدى النظريتين وليس كليهما معا. وهذا يعني ان عدم التوافق بين النظريتين يظهر فقط في الأحجام الصغيرة جدا ذات الكتل الهائلة، كما قد نجد في الثقوب السوادء او في المراحل الأولى من تشكل الكون - خلال الانفجار العظيم - . ولحل هذا التناقض والاختلاف يحاول العلماء ايجاد نظرية واحدة، وموّحدة، تجمع الجاذبية والقوى الثلاث الأخرى بصورة متناغمة وسلسة.

الأوتــــــار الفائقــــــة :

في العقود الماضية ظهرت نظرية حاولت التوحيد بين القوى الأربع الرئيسة وعرفت باسم "نظرية الأوتار الفائقة" وآمن بها الكثير من الفيزيائيين، حيث تقول النظرية أنه وعند الانفجار الكبير كانت القوى الاربع الرئيسية في الكون عبارة عن قوة واحدة هائلة.

وعلى عكس النظريات الأخرى، بدت نظرية الأوتار الفائقة ولوهلة قادرة على التوحيد بين القوى الأربع وبالتالي تفسير الكثير من الغاز الكون.

تفترض هذه النظرية ان كل جسيم في الكون وعلى المستوى الميكروسكوبي  - طول بلانك - عبارة عن وتر( او عدة اوتار) تهتز في الفراغ بطريقة معينة، وينتج عن كل اهتزاز مميز جسيم مختلف.

لكن، واجهت نظرية الأوتار الفائقة الكثير من الصعوبات ولم تستطع تفسير الكثير من الظواهر، كانت ناقصة وتحتاج الكثير من العمل، فتوقف البحث فيها مؤقتا في سبعينيات القرن الماضي.

وهنا بدأ البحث في مجال الجاذبية الكمومي، والذي يتزعمه حاليا الفيزيائي البريطاني الشهير ستيفن هوكنج.

ويبدو ان نظرية المجال الكمومي ستلعب دورا مهما جدا في ايجاد نظرية كل شيء، حيث تستعمل الفيرميونات ( الليبتونات والكواركات) لبناء ما اسمته بريونات تستعمل كلبنات لبناء هذا الكون.

لكن، هذه قصة أخرى!...