Model Suggests Time Has 3 Dimensions and Makes Intriguing Predictions

مرحباً يا شخص رائع. هذا أنتون، وفي هذا الفيديو، سنتناول نموذجًا كونيًا جديدًا يختلف قليلاً عن العديد من النماذج الأخرى التي ناقشناها في الماضي. وذلك لأن هذا النموذج يحاول تفسير الكون من خلال تغيير تعريفنا للزمكان بشكل كامل.

بدلاً من وجود ثلاثة أبعاد للفضاء وواحد للزمن، يقدم هذا النموذج ثلاثة أبعاد للزمن بالإضافة إلى الأبعاد الثلاثة للفضاء. ولكن، ومن المثير للاهتمام، أنه ليس مجرد إطار رياضي، بل يوجد أيضًا تطبيق مثير للاهتمام في الفيزياء الأساسية، وحتى طريقة محتملة لاختباره تجريبيًا في المستقبل. وهذا هو السبب في أنني أردت التحدث عن هذا، لأنه ربما يوجد شيء مثير للاهتمام يحدث هنا. فلنتحدث إذن عن هذه الدراسة الجديدة لغونتر كويتكا من جامعة ألاسكا، وفكرته حول الزمن ثلاثي الأبعاد.

ولكن أولاً، باختصار، أعتقد أن بعض التاريخ ضروري، لأنه منذ أكثر من قرن، منذ بعض الاقتراحات الأولى لأينشتاين، ركز الباحثون بشكل أساسي على فكرة أن الزمكان يتكون من ثلاثة أبعاد للفضاء ممثلة بمحاور XYZ، و بُعد واحد للزمن، والذي غالبًا ما نشير إليه بسهم الزمن. معًا، تشكل هذه الأبعاد الأربعة ما يُعرف بالزمكان؛ النموذج الرياضي الذي يُدمج بُعد المكان وبُعد الزمن الواحد في الاستمرارية رباعية الأبعاد. شيء يصعب تخيله أحيانًا، لكنه شيء تم التحقيق فيه وتأكيده بدقة على مدى العقود القليلة الماضية من خلال العديد من التجارب المختلفة. يمكنك مراجعة بعض مقاطع الفيديو السابقة حول مبادئ أينشتاين في الوصف.

وبشكل عام، كان التعريف التقليدي للزمكان حتى الآن جيدًا جدًا في تفسير كل شيء نراه تقريبًا. وحتى قبل عشرينيات القرن العشرين، كان الافتراض هو أن الكون ثلاثي الأبعاد، لكن إثبات أن الكون رباعي الأبعاد على الأقل، أو أنه يحتوي على زمكان، وإثبات معظم المفاهيم في نظرية النسبية الخاصة، قدم أدلة كافية للاعتقاد بوجود أربعة أبعاد على الأقل. ولكن بشكل طبيعي، في الفيزياء الحديثة، لا تزال هناك بعض الألغاز. على سبيل المثال، لغز نظرية التوحيد الكلّي، حيث لا نملك بعد نظرية تشرح كل من الجاذبية والعديد من التأثيرات من فيزياء الجسيمات، إلى جانب الفيزياء الكمية، ولهذا السبب، فقد بذل الكثير من الجهد على مدى العقود القليلة الماضية لمحاولة توحيد كل شيء، لأن فيزياء الكم ومبادئ أينشتاين تبدوان منفصلتين تمامًا تقريبًا. لكن في هذا العمل الجديد، قام كويتكا، الذي تراه يحتضن صبارًا هنا، والذي يمكنك العثور على موقعه الإلكتروني في الوصف، بافتراض مثير للاهتمام. حسنًا، إذا كان لدينا ثلاثة أبعاد للفضاء، فلماذا لا يمكن أن يكون لدينا ثلاثة أبعاد للزمن أيضًا؟ وهنا نتحدث عن أبعاد مادية فعلية تُحدد نسيج الكون.

ولكنه لم يكتفِ بهذا الافتراض. لقد أنشأ أيضًا نموذجًا رياضيًا، وهو نموذج يفترض أن الزمن له أيضًا ثلاثة محاور، وفيها تتفاعل الجسيمات وأنواع مختلفة من القوى في بنية ثلاثية الأبعاد للزمن. وبالرغم من أنه من الصعب تخيله، بشكل أساسي، تمامًا كما تتفاعل الأشياء في ثلاثة أبعاد في الفضاء، فإن الافتراض هنا هو أن القوى المختلفة والجسيمات المختلفة تتفاعل في ثلاثة أبعاد للزمن، مع كون المقاييس الثلاثة هي المقياس الكمي، ومقياس التفاعل، والمقياس الكوني.

وأحد الأسباب الرئيسية التي تجعل هذه الدراسة مثيرة للاهتمام بعض الشيء هو أنها تقدم أيضًا اقتراحًا مثيرًا للاهتمام حقًا. فعندما تُطبق هذا النموذج على جسيمات أساسية مختلفة، فإنه يمكنه بشكل مدهش إعادة إنتاج بعض الخصائص المعروفة، مثل الكتلة على سبيل المثال. فعلى سبيل المثال، عندما تنظر إلى النموذج القياسي للفيزياء، يُعرف أن أشياء مثل الإلكترونات والميونات والكواركات تمتلك كتلة معينة، لكن كتلتها الدقيقة ليست معروفة تمامًا. كما لا يوجد تفسير دقيق لسبب امتلاكها لهذه الكتل. على سبيل المثال، بعض الكواركات أثقل بكثير من الكواركات الأخرى، وليس من الواضح لماذا. ولكن الغريب أن بعض الكتل لجسيمات مختلفة مثل تاو وميون في هذا النموذج يبدو أنها تتطابق مع كتل الجسيمات التي تم حسابها على مر السنين، وهو أمر مثير للاهتمام للغاية، ولكنه مُفسر أيضًا من قبل المؤلف بطريقة بسيطة للغاية.

في العديد من نماذج الزمن متعدد الأبعاد المقترحة سابقًا، كانت أبعاد الزمن غالبًا تراكيب رياضية بدون تفسيرات ملموسة أو حتى روابط تجريبية. لكن هنا، وفقًا للمؤلف، يبدو أن الفضاء ثلاثي الأبعاد ينشأ بالفعل نتيجة للزمن ثلاثي الأبعاد، أو بعبارة أخرى، إن الزمن ثلاثي الأبعاد ليس مجرد رياضيات، بل يبدو أنه يبني الفضاء ماديًا، والذي يظهر كنوع من المظاهر الثانوية نتيجة للزمن نفسه. الزمن يصنع الفضاء وليس العكس، مع هذا النموذج الرياضي الذي يوفر نظرية قابلة للاختبار ماديًا وتوقعات متعددة يمكن اختبارها. على سبيل المثال، التوقعات من حيث كتل الجسيمات.

فلنأخذ كتلة الكوارك العلوي هنا. من المتوقع أن تكون 173.21 جيل إلكترون فولت، وهو ما يقارب بشكل مدهش القيمة 173.2 التي تم قياسها على مر السنين. والأكثر أهمية، أن هذا النموذج يتنبأ بكتلة النيوترينو التي لم يتم قياسها بدقة بعد. لكن النموذج هنا لا يتنبأ فقط بكتلة النيوترينو، بل يجد أيضًا نوعًا من رنين الجسيمات اعتمادًا على نوعها. لكن سبب قدرة هذا النموذج على إجراء هذه التنبؤات هو القيم والمعادلات المحددة جدًا المستمدة من هندسة الزمن ثلاثي الأبعاد، حيث تحدد هذه المعادلات الكتلة المسموح بها للجسيمات المختلفة، وتنتج علاقة مثيرة للاهتمام جدًا بين الجسيمات المختلفة. على سبيل المثال، للإلكترون m وتاو نسبة كتلة ثابتة محددة جدًا. في هذه الحالة، النسبة هي 1 إلى 4.5 إلى 21، والتي على الأقل حتى الآن تبدو متطابقة مع بعض الملاحظات. لذلك، يبدو أن الزمن ثلاثي الأبعاد هو الذي ينتج نسيج كل شيء، على عكس الفضاء الذي نلاحظه لاحقًا. وهنا، يقارن المؤلف ذلك بنوع من اللوحة. القماش هو الزمن ثلاثي الأبعاد. الطلاء على القماش هو ما تحصل عليه لاحقًا بمجرد إنشاء أبعاد الزمن.

على الرغم من أن هذا ليس أول مرة يتم فيها تقديم مثل هذا الاقتراح. هذه الأبعاد المتعددة موجودة بالفعل في العديد من النماذج الكونية، وأشهرها بالطبع نظرية الأوتار، أو لتكون أكثر دقة، أحد الفروع التي يشار إليها باسم نظرية F. هنا، تحتوي 12 بُعدًا من الزمكان على بُعدين من الزمن، لكن نظرية الأوتار لم يتم إثباتها بعد، كما أنها تحتوي على العديد من التحديات الخاصة بها. على الرغم من أن نظرية أكثر شهرة للأبعاد المتعددة للزمن هي نظرية تشاك باريس، الباحث التركي الأمريكي الذي اقترح فيزياء 2T أو فيزياء بُعدي الزمن، والتي تحاول توحيد العديد من النظريات أيضًا. ولكن في العديد من هذه الأفكار المقترحة سابقًا، كان هناك دائمًا بعض القلق في النماذج السابقة. غالبًا ما كانت علاقة السببية والتأثير تُحدث الكثير من المشاكل، أو بشكل أساسي، عندما يكون لديك أبعاد زمنية متعددة، فإنها تؤدي أحيانًا إلى ظاهرة تبديل السببية والتأثير. يحدث شيء مشابه جدًا في مبادئ أينشتاين عندما تُقدم فكرة السفر أسرع من الضوء. ولكن في هذه الحالة، قد تكون هذه الأبعاد الثلاثة للزمن مختلفة قليلاً. على سبيل المثال، يقدم أحد أبعاد الزمن سهم الزمن المألوف لنا، لكن المحور الثاني الذي يعبر عنه بشكل أساسي يشبه إلى حد ما ما نتوقعه من فيزياء الكم. لذلك، يمكنك هنا عبور الزمن العادي، وربما تنتهي في نسخة مختلفة قليلاً من نفس اليوم. لذا أعتقد أنه بشكل ما، مشابه جدًا لفكرة العوالم المتعددة من فيزياء الكم، أو يمكنك التفكير في هذا على أنه أكوان متوازية. وتمثل هذه النتائج البديلة البُعد الثاني، مع كون البُعد الثالث هو الفكرة الأساسية وراء الانتقال بين هذه الأوقات.

ومن الواضح أن كل هذا يبدو غير بديهي للغاية وافتراضيًا للغاية. ولكن وفقًا للباحث، ينبغي أن يتجلى الكثير من هذا بطريقة ما في العديد من البيئات عالية الطاقة، مثل الكون المبكر وبعض أجهزة تسريع الجسيمات الأكثر تطرفًا. لذلك، ربما توجد طريقة لاختبار هذا. لذلك، قد يوفر لنا هذا دليلاً مهمًا جدًا على النموذج المعروف باسم الجاذبية الكمية، أو الجسر بين مبادئ أينشتاين وفيزياء الكم، مما يساعدنا على توحيد القوى الأساسية للطبيعة، ويساعدنا على فهم ما يشكل الجاذبية، والكهرومغناطيسية، والقوى النووية القوية والضعيفة.

ولكن مرة أخرى، أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل هذه الفكرة مثيرة للاهتمام نوعًا ما هو قدرتها على التنبؤ بكتل جسيمات معينة. بما أنها قادرة على التنبؤ بكتل النيوترينوات، إذا اكتشفنا يومًا ما أن الكتل تشبه إلى حد ما التنبؤ، فقد يكون من الجدير إلقاء نظرة على هذا مرة أخرى. وسيشير هذا بوضوح إلى أن العالم ليس رباعي الأبعاد، بل على الأقل سداسي الأبعاد. ولكن بشكل طبيعي، هذه الفكرة ليست بلا انتقادات. على سبيل المثال، كانت إحدى الانتقادات الرئيسية لهذه الاقتراحات الخاصة بأبعاد الزمن من قبل ماكس تغمارك، الفيزيائي السويدي الذي يجادل بشكل أساسي بأنه مع وجود أكثر من بُعد زمني واحد، يصبح من الصعب للغاية التنبؤ بسلوك الأنظمة الفيزيائية، خاصة عند استخدام النماذج الرياضية الحديثة. والأكثر أهمية، وفقًا للدكتور تغمارك، في مثل هذا الكون، سيكون من المستحيل تشكيل حياة ذكية. معظمها لأن البروتونات والإلكترونات ستكون غير مستقرة على الأرجح، ومن المحتمل جدًا أن تتحلل إلى جسيمات ذات كتلة أكبر بكثير مما هو ممكن حاليًا. لذلك، فإن الطريقة الوحيدة التي يمكن أن ينشأ بها مثل هذا الكون متعدد الأبعاد هي إذا كانت الظروف منخفضة الطاقة للغاية، أو بشكل أساسي إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا. وبالمثل، انتقد العديد من الفيزيائيين الآخرين هذه النظريات ذات الأبعاد الإضافية لكونها فلسفية للغاية، ولنقص الأدلة التجريبية، أو حتى طريقة لاختبار الأدلة. وبما أن العديد من النماذج يصعب اختبارها تجريبيًا، فقد كانت دائمًا تُعتبر مجرد اقتراح فلسفي. ولكن وفقًا لكليتكا، أو مؤلف هذه الدراسة، بما أن هناك عددًا قليلاً على الأقل من التنبؤات القابلة للاختبار، فإن هذا يجعل هذا النموذج أكثر إثارة للاهتمام قليلاً. على سبيل المثال، بالإضافة إلى كتل الجسيمات، فإنه يتنبأ أيضًا بسرعة الأمواج الثقالية. لذلك، وفقًا لهذا الاقتراح، يجب أن تكون للأمواج الثقالية سرعة أبطأ قليلاً من سرعة الضوء. إنها فرق صغير جدًا جدًا. ولكن إذا كنا نتحدث عن مسافات تبلغ مليارات السنين الضوئية، فإنها تصبح قابلة للاختبار. ومع ذلك، تظل التحديات العملية للتحقق من هذه التنبؤات كبيرة. ولكن إحدى أكبر الانتقادات الموجهة لهذه النماذج متعددة الأبعاد أو نماذج الزمن متعدد الأبعاد هي مجرد حقيقة أننا قد لا نحتاج إلى هذه الأبعاد لشرح الكون الحديث بناءً على الكونيات الحديثة. هذه التعقيدات الإضافية قد لا تكون مبررة تمامًا لأن الزمكان رباعي الأبعاد ناجح جدًا في شرح نطاق واسع للغاية من الظواهر. وبزيادة تعقيد الأبعاد الرياضية، قد لا نحصل على المزيد من الحلول، بل ننتهي إلى المزيد من المشاكل. لذلك، على الأقل في الوقت الحالي، يعتقد معظم علماء الكونيات أن هذه الأنواع من النماذج متعددة الأبعاد لا توفر تحسينًا كبيرًا على المحاولات رباعية الأبعاد السابقة، والتي تشرح بشكل عام كل شيء تقريبًا باستثناء بعض الأشياء التي لا نزال نعمل عليها.

ومع ذلك، أردت التحدث عن هذا لأن هذه التوقعات القليلة التي يقدمها هذا النموذج مثيرة نوعًا ما، لذلك سيكون من المثير للاهتمام معرفة إلى أين سيصل كل هذا، لكننا على الأرجح لن نعرف المزيد عن هذا حتى يجد شخص آخر نوعًا من الأدلة المضادة، أو حتى يقوم شخص آخر بتوسيع هذا ويجعله نموذجًا كونيًا حقيقيًا يشرح فجأة الكثير أكثر. إذن، حتى هذه الاكتشافات أو التفسيرات المستقبلية، هذا كل ما أردت ذكره. شكرًا لك على المشاهدة. اشترك. عد غدًا لتعلم شيء آخر. دعم هذه القناة على Patreon حيث يمكنك العثور على مقاطع فيديو إضافية، ومقاطع فيديو بدون إعلانات، وبعض الأشياء الأخرى. ربما دعم هذه القناة من خلال الانضمام إلى عضوية القناة حيث تحصل على وصول مبكر وبعض مقاطع الفيديو الأخرى، أو بشراء قميص الشخص الرائع الذي يمكنك العثور عليه في الوصف. ابق رائعًا. سأراك غدًا، وكما هو الحال دائمًا، وداعًا. [موسيقى] [موسيقى] [موسيقى] [موسيقى]