فرضية جديدة تتحدى قوانين آينشتاين في الفيزياء قد يتم اختبارها قريبًا

هل سرعة الضوء حقًا ثابتة؟

سرعة الضوء في الفراغ أو كما نرمز لها ب “C”، هو الثابت الأكثر تداولًا في الأوساط الفيزيائية. ووفقًا للنظرية النسبية العامة لآينشتاين فإن الجاذبية تنتقل بنفس مُعدل سرعة الضوء.

ولكن اقترحت الدراسات الجديدة أن سرعة الضوء لم تكن ثابتة دومًا, في الواقع أن الضوء كان قد فاقَ سرعة الجاذبية في مراحل الكون المبكرة.

وهذهِ الفرضيات الجديدة قد تكون حلًا لأعظم المشاكل التي تواجهنا في الفيزياء، وعلى عكس باقي الفرضيات الأخرى هذه المرة بإمكاننا اختبار هذهِ الفرضية وسيتبين لنا في السنين القادمة هل هذهِ الفرضية صحيحة أم لا؟

كي نُدرك أهمية الفرضية علينا معرفة ما هو سبب مقارنة سُرَع الجاذبية والضوء؟ هذا اللغز يأتي من الأيام الاوائل من تكوّين الكون والذي يُعرف ب “معضلة الافق”
“معضلة الأفق” تتعامل مع واقع أن الكون وصل إلى دراجة حرارة موحدة (توازن حراريًا) قبل أن تمتلك جزيئات الضوء أو ما يُعرف بالفوتونات الوقت الكافي للوصول إلى جميع زوايا الكون.

لذا أن كانت سرعة الضوء في الفراغ ثابتة منذ بدء الكون فكيف استطاع الكون أن يصل إلى مرحلة التوازن الحراري بهذهِ السرعة؟

عادة ما أُجيب عن هذهِ المعضلة بظاهرة “التضخم” والتي تقترح إن الكوّن قد مر بمرحلة كبيرة جدًا من التوسع سابقًا، افترض عندها إن الحرارة كانت مساوية للكون عندما كان الكون صغير وموجز، ولم يضطر الضوء للسفر بعيدًا ومن ثم نمى الكون بسرعة.

حسنًا هذا الجواب منطقي إلى حد معيّن ولكنهُ يبدو قابلًا للتشكيك حينما نطرح سؤال لماذا بدأ التضخم من الأصل؟ ولمَ توقف حتى؟
وهل هُناك سبل تتيح لنا معرفة السبب؟ الجواب هو لا.

أما الآن علماء من المعهد الكندي للدراسات وجامعة إمبريال في لندن قدموا فرضية جديدة وهي أن الضوء كان ينتقل أسرع من الجاذبية.

ويقول كاتب العلوم الأنكليزي والحاصل على شهادة الدكتوراه في فيزياء الكم (Michael Brooks) : بشكل عام أذا سافرت جزيئات الضوء (الفوتونات) أسرع من الجاذبية بعد الانفجار العظيم هذا سيتيح للفوتونات الوصول إلى بُعد كافٍ في الكون قبل أن يتوازن الكون حراريًا.

إلى الآن هذهِ مجرد فرضية ولكن المبهج في الأمر أن هذهِ الفرضية من الممكن اختبارها, ولكن كيف؟
أذا كانت الفرضيات صحيحة فسيكون بإمكاننا تقفي آثار معينة متبقية في الإشعاع الناتج من الإنفجار العظيم.

استراتيجية العمل بشكل موجز هي حساب قيمة معينة تُدعى “المؤشر الطيفي” والتي تصف كثافة التموجات الأولية للكون عن طريق قمر صناعي مخصص للاغراض العلمية يدعى “قمر بلانك” والتي ستكون قيمتها الثابتة 0.96479 فيما إذا كانت فرضيتهم صحيحة.

ماذا إن لم تتوافق القيمة ؟
يُجيب (Magueijo ) عالم الكونيات البرتغالي وأستاذ في الفيزياء النظرية في جامعة إمبريال في لندن: هذا سيكون رائعًا، حينها لن نضطر للتفكير بهذهِ النظريات مجددًا.
ولكن أذا توافقت الأرقام سيكون لها تأثير كبير على فهمنا للفيزياء.

حاليًا هنالك فجوة كبيرة بين آلية عمل الكون على المؤشر الكمي (الفيزياء الكميّة)، وآلية عمل الكون على نطاق المؤشر المرئي (النسبية العامة). والفيزيائيون يبحثون عن نظرية من الممكن أن تدمج المؤشرين أو كما تُعرف ب “نظرية الجاذبية الكميّة”
واذا ما كانت هذهِ الفرضية صحيحة فإنهُ من الممكن أن نملئ هذهِ الفجوة الكبيرة وإضافة قيمة كبيرة من فهمنا للحظات الاولى من تكوّن الكون.
لدينا نموذج عن الكون الذي يحتضن فكرة إنهُ لا بد من وجود فيزياء جديدة عند نقطة معينة.
إنها معقدة كما هو واضح ولكن نعتقد في نهاية المطاف سيكون هناك وسيلة لإبلاغ الثقالة الكمومية عن هذا النوع من علم الكونيات.

ترجمة : حسن الحداد
تدقيق علمي : فرح علي
التصميم : Re.Hussein