حسنًا، أحتاج إلى إخبارك بشيء استحوذ على خيالي تمامًا هذا الأسبوع، وأعتقد أنك ستشعر بنفس الإحساس بمجرد أن أوضحه لك.
هل تعلم كيف أن السفر عبر الزمن في الأفلام يتضمن دائمًا نوعًا من الخلل الكوني أو اضطرابًا في الكون؟ حسنًا، اتضح أن الفيزيائيين ربما وجدوا شيئًا مشابهًا لذلك — لكن بدلاً من سيارة ديلوريان تصل إلى سرعة 88 ميلًا في الساعة، نتحدث عن عيب صغير جدًا في الزمن نفسه، ينبثق من العالم الغريب لميكانيكا الكم.
دعني أعود خطوة إلى الوراء لأشرح لك لماذا هذا الأمر رائع جدًا.
عالم الكم يلعب بقواعد مختلفة
إذا سمعت يومًا أن فيزياء الكم غريبة، فهذا وصف مخفف للغاية. في عالم الكم — عالم الذرات والجسيمات — يمكن للأشياء أن توجد في حالة تسمى "التراكب". هذا يعني أن الجسيم يمكن أن يكون في أماكن متعددة أو حالات متعددة في الوقت نفسه، حتى ينظر إليه أحد.
إنه أشبه بعملة معدنية تكون "صورة" و"كتابة" في آن واحد، حتى تمسك بها أثناء دورانها وتنظر إليها.
عندما نقيس أو نراقب نظامًا كموميًا، ينهار هذا التراكب إلى نتيجة واحدة محددة. تُسمى هذه العملية "انهيار الدالة الموجية"، وقد كانت التفسير القياسي في ميكانيكا الكم لعقود.
لكن ماذا لو حدث الانهيار من تلقاء نفسه؟
هنا يصبح الأمر مثيرًا للاهتمام. يستكشف بعض الفيزيائيين فكرة جريئة: ماذا لو لم يحتج انهيار الدالة الموجية إلى مراقب أو جهاز قياس على الإطلاق؟ ماذا لو حدث الانهيار تلقائيًا، كأنه الطريقة التي تحسم بها الطبيعة رأيها؟
تُسمى هذه الأفكار "نماذج الانهيار الكمومي"، وقد كانت متداولة منذ الثمانينيات. لكن مؤخرًا، قرر فريق من الفيزيائيين أن يأخذوا أحد هذه النماذج على محمل الجد — بجدية حقيقية — وطرحوا سؤالًا أراه ممتعًا للغاية:
ماذا يعني هذا للزمن نفسه؟
التجربة التي غيّرت كل شيء (أو تقريبًا كل شيء)
درس الباحثون، بقيادة نيكولا بورتولوتي من مركز CREF في روما، نموذجًا طوره لاغوش ديوسي والسير روجر بنروز. تقترح فكرتهم أن الجاذبية قد تكون القوة الغامضة التي تدفع الأنظمة الكمومية إلى الانهيار إلى حالات محددة. فكّر في الأمر كأن الجاذبية تهمس للجسيمات: "هيّا، اختاروا حالة واحدة بالفعل."
درس الفريق أيضًا نهجًا آخر يسمى "الموضعة التلقائية المستمرة"، ولأول مرة، وجدوا صلة رياضية بين هذا النموذج والتقلبات الجاذبية في نسيج الزمكان نفسه.
وهنا الجزء المذهل: تشير حساباتهم إلى أنه إذا كانت نماذج الانهيار هذه صحيحة، فسيكون للزمن عدم يقين متأصل وصغير جدًا. ليس من النوع الناتج عن ساعات سيئة أو خطأ بشري، بل حد أساسي حقيقي مدمج في نسيج الواقع.
إذن... هل ساعاتي خاطئة؟
قبل أن تبدأ بالقلق، دعني أعطيك الأخبار الجيدة.
هذا عدم اليقين صغير بشكل لا يصدق، لدرجة أنه لا يُضحك حتى. نحن نتحدث عن تأثير "أقل بكثير من أي شيء يمكننا قياسه حاليًا"، وفقًا للباحثة كاتالينا كورسيانو.
باللغة البسيطة؟ حتى أكثر الساعات الذرية تعقيدًا على الأرض — تلك التي تحافظ على الوقت بدقة لدرجة أنها قد تتأخر ثانية واحدة فقط كل 30 مليار سنة — لن تلاحظ هذا الخلل حتى.
"إنه غير ذي صلة تمامًا بقياس الوقت اليومي"، كما أكد باحث آخر. ساعتك اليدوية، هاتفك، منبهك، وأقمار GPS المتطورة — كلها آمنة تمامًا.
إذن، لماذا يهم هذا الأمر على الإطلاق؟
الصورة الأكبر: لماذا يهم هذا؟
تمسّ هذا الاكتشاف أحد أكبر الألغاز غير المحلولة في الفيزياء بأكملها: كيف نوفّق بين ميكانيكا الكم والجاذبية؟
حاليًا، لدينا نظريتان ناجحتان للغاية. تصف ميكانيكا الكم الذرات والجسيمات بدقة مذهلة. أما النسبية العامة، نظرية أينشتاين، فتصف الجاذبية وسلوك المكان والزمن على النطاقات الكونية — من سقوط التفاح إلى الثقوب السوداء.
المشكلة؟ هما تعاملان الزمن بطرق مختلفة تمامًا.
في ميكانيكا الكم، يُعامل الزمن كمعامل خارجي كلاسيكي —