هل الزمن مجرد وهم؟
خلّيني أكون صريح معك — الموضوع هذا روعة.
العلماء سوّوا شيء إجناني في المختبر. صنعوا cosmos صغير. نسخة مصغرة من الكون.
وانتبه — داخل هذا الكوزmos الصغير، الزمن ما ينبض من ساعة. لا. الزمن... يظهر فجأة. ينشأ من فوضى الجسيمات نفسها.
أعرف. مخي رضي انفجر أول ما قرأت هذا.
خلّيني أوضّح لك الإيش اللي يصير، لأن الموضوع هذا من أروع الأشياء اللي مرّت عليّ من زمان.
السؤال اللي ما أحد يعرف يجاوب عليه
في شيء واحد يقلق الفيزيائيين بالليل:
الإيش بالضبط "الزمن"؟
كلنا نحس فيه صح؟ الزمن يمشي للأمام. قهوتك تبرد. أنت تكبر. الساعات تدق. شي بسيط.
بس هنا المكان اللي يصير فيه الغرابة:
القوانين الأساسية للفيزياء — القواعد اللي تحكم كل شيء من الذرات للمجرات — ما تهتم بالاتجاه أبداً. أغلب هذه القوانين تشتغل بنفس الطريقة لو لعبتها للأمام أو للخلف. زمن بالكامل متماثلة.
فإذا قوانين الفزياء ما تفرق بين الماضي والمستقبل...
ليش إحنا نفرق؟
ليش الزمن يبدو إنه يمشي باتجاه واحد بس؟
هذا السؤال مضايق العلماء من أكثر من قرن. والحين، أخيراً، ممكن عندنا تلميح.
صنع كون في صندوق
الدكتور جيوفاني بارونتيني في جامعة برمنغهام سوّي شي خارق. صنع اللي أقدر أسميه "كون مصغّر" في مختبره — نظام كمي مبسّط يخلّي العلماء يختبرون أفكار عن الزمن تحت ظروف محكومة.
فكّر فيها كذا: بدل ما يدرس الكون كله (اللي صعب تحطه في مختبر)، صنع نسخة صغيرة بسيطة من واحد.
سواه يأخذ تقريباً 24,000 ذرة — أيوه، هذا كثير، بس بميزان الفيزياء، هذا شي نادر وصغير جداً — وبرّدها لدرجة حرارة قريبة جداً من الصفر المطلق. (الصفر المطلق هو أبرد درجة حرارة ممكنة، يعني برودة ما تتخيلها.)
هذي الذرات سُجنت داخل نظام مغلق، مفصول بحاجز من شعاعي ليزر. هذا سوّى منطقتين: منطقة "مشرقة" يمكن للباحثين يرصدونها، ومنطقة "مظلمة" بقت مخفية.
بانق小了 Big Bang
الحين هنا الإيش يصير فعلاً.
هالمنطقة المشرقة في هالكوزم المصغّر كانت تتمدّ وتتقلّص. تخيّل تشوف نسخة مبسّطة من الانفجار العظيم — لما كل شي انفجر للخارج — يتبعه "الانهيار العظيم"، لما كل شي ينهار على بعضه مرّة ثانية.
بما إن النظام كان مغلق بالكامل عن العالم الخارجي، الباحثين ما قدرروا يدرسون شي غير اللي يصير داخل النظام نفسه. لا ساعات خارجية. لا مساعدة من برّه.
ولقيوا شي مدهش.
الزمن ينشأ من الفوضى
الفريق لقى إن "الزمن" في هالكوزم المصغّر نشأ من التغيرات في الانتروبيا — يعني الفوضى أو انتشار الذرات لما تنتقل بين المنطقة المشرقة والمنطقة المظلمة.
فكّر فيها كذا: لما تصب القشطة في قهوتك، تنتشر وتختلط. هالانتشار، هالزيادة في الفوضى، هو الانتروبيا. ويبدو إن هذا بالضبط الزمن اللي قد يكون هو — مش ساعة تنبض في خلفية الكون، بل مجرّد تدفق الفوضى نفسها.
ولما الجسيمات تحرّكت ورتّبت نفسها، الزمن فعلياً مشى للأمام. ولما الجسيمات توقّفت عن إعادة الترتيب...
الزمن... توقف.
الدكتور بارونتيني سمّى هذا "الزمن الانتروبي"، وله خصائص مثيرة:
- يمشي باتجاه واحد، يخلق "سهم الزمن" المألوف اللي نحس فيه كلنا
- يرتّب الأحداث بشكل صحيح، حتى لو الكون يتمدّد ويتقلّص
- يسرّع أو يبطئ حسب طريقة تغيّر الانتروبيا
ليش هذا مهم؟ (كثير)
الإجزاء المهن的话: هالتجربة تعطي أول دليل محكوم إن الزمن يمكن تعريفه بالتغيرات داخل النظام، مو كساعة تنبض خارجية.
الدكتور بارونتيني يقولها كذا: "في حياتنا اليومية، الزمن يمشي من الماضي للمستقبل — ليش يصير هالشي، لما أغلب القوانين الأساسية للفيزياء تشتغل بنفس الطريقة للأمام والخلف؟"
الحين ممكن عندنا جواب أخيراً. الزمن مو ticker الكون. الزمن شي ينشأ من كيف الأنظمة تتطوّر وتتغيّر.
إيش يعني هذا للفيزياء
هذا مو مجرّد حيلة بارتي حلوة. هالعمل يهاجم واحدة من أطول المشاكل تعقيداً في الفيزياء.
إذا نظريات معينة عن الكون صحيحة — إذا الكوزم حقاً ما فيه ساعة مبنية — كيف ممكن نرتّب الأحداث بالترتيب الصح؟ الجواب، يبدو، أبسط مما كنّا نتخيّل:
الأحداث تُرتّب بتطوّرها الداخلي.
الكوزم المصغّر كمان يوفّر منصة تجريبية حقيقية لاختبار الأفكار في الكوزمولوجيا الكمّية وجاذبية الكم. بدل ما نعتمد فقط على النماذج الرياضية (اللي مهمة، بس محدودة)، الحين العلماء يقدروا يحققوا في مفاهيم عن الكوزم المبكر من خلال تجارب فعلية في المختبر.
بالتدرج، نفس الأسلوب ممكن يتوسّع لاستكشاف فيزياء الانفجار العظيم، الثقوب السوداء المحاكاة، والنظريات المتنافسة عن طبيعة الزمن.
رأيي
بصراحة؟ هالمعلومات تثيرني جداً.
كنّا دايم نعتبر الزمن شي ثابت وخارجي — كأنه نهر يمشي سواء نحن جاهزين أو لا.
لكن هالبحث يقترح شي ثاني: الزمن ممكن يكون أكثر كإيقاع ينشأ من رقص المادة نفسها.
يذكّرني بطريقة الحرارة — الحرارة مو "شي" بحد ذاتها. هي مقياس لسرعة حركة الذرات. الحرارة تنشأ من الحركة.
والحين يبدو الزمن يشتغل بنفس الطريقة: ينشأ من التغيّر.
هالشي جميل بالنسبة لي. يقترح إن الزمن مو شي يُفرض على الكون من برّه. الزمن شي الكون يسوّه لنفسه.
وهذا، أعتقده، شيء رائع جداً.
المصدر: ScienceDaily