قد يكون لدينا بالفعل التلميحات الأولى عن الجاذبية الكمومية – مختبئة على مرأى من الجميع

الكون يتوسع، وهذا التوسع يتسارع، وفقا ل أفضل البيانات لدينا.

تكمن المشكلة التي يواجهها العلماء في تفسير الأسباب التي تدفع هذا التسارع، وما إذا كان التفسير الأبسط لا يزال يناسب كل القياسات الجديدة.

الطاقة المظلمة هو أحد التفسيرات التي تم طرحها: إنه اسم للمكون غير المعروف وراء توسع الكون المتسارع أكثر من كونه حلاً له.

في النموذج الكوني القياسي, الطاقة المظلمة يمثل ما يقرب من 68 في المئة من كثافة الطاقة في الكون. ومع ذلك، فإن الأرقام لا تزال غير متطابقة حقًا نظرية المجال الكمي.

في ورقة جديدة نشرت في المراجعة البدنية ديقترح الفيزيائي سافاس كوشياباس من جامعة براون في الولايات المتحدة أن بعض السلوكيات التي تُعزى عادة إلى الطاقة المظلمة يمكن أن تنشأ بدلاً من ذلك من تعديل كمي لهندسة الكون نفسه.

يقترح كوشياباس أن هذا التوسع المتسارع مدفوع بالطريقة التي يتم بها تجميع الكون – لقد رأينا ذلك بشكل خاطئ.

في نموذجه، لا يمكن تحديد حجم الكون ومعدل توسعه بدقة في نفس الوقت. إن عدم اليقين المقترح يغير المعادلات التي يستخدمها علماء الكون لوصف التوسع، مما يغير كيفية تطور معدل التوسع بمرور الوقت.

“في هذه الصورة، قد يكون التوسع المتسارع للكون المتأخر هو البصمة العيانية لعدم اليقين الكمي غير القابل للاختزال في معرفة حجم الكون ومعدل توسعه في نفس الوقت.” يكتب كوشياباس في ورقته المنشورة.

ثم يلجأ كوشيابا إلى الجاذبية الكمومية لكي يتناسب كل شيء معًا بطريقة مرضية.

الجاذبية الكمومية هي مجال كان علماء الفيزياء النظرية يستكشفونه لصنع النظرية النسبية العامة العب بشكل جيد مع ميكانيكا الكم.

النسبية العامة يصف الجاذبية والبنية واسعة النطاق للزمكان بشكل جيد للغاية، بينما تصف ميكانيكا الكم سلوك المادة والضوء، عادة على المقاييس المجهرية.

ويظل الجمع بين الاثنين باستمرار إحدى المشكلات الرئيسية التي لم يتم حلها في الفيزياء.

إن عدم اليقين بشأن معرفة حجم الكون ومعدل توسعه في وقت واحد هو أمر كلاسيكي بالفعل القاعدة الكمومية – ولكن هنا يقترح كوشياباس تطبيقه على نطاق كل شيء موجود.

“ضمن هذا الإطار، يظهر التسارع الكوني باعتباره البصمة العيانية للجاذبية الكمية في الأفق الكوني.” يكتب كوشياباس.

وبعبارة أخرى، تسريع توسع الكون يمكن أن يحمل توقيعًا لفيزياء الجاذبية الكمومية، بدلًا من اشتراط أن يأتي كل السلوك المرصود من الطاقة المظلمة.

والأهم من ذلك، أن كوشياباس يرى أن المقياس الكمي ذي الصلة يمكن أن يمتد إلى حافة الكون التي يمكننا من خلالها مراقبة الضوء (الأفق الكوني).

إذا كان النموذج صحيحًا، فإنه يمكن أن يمنح علماء الفلك توقيعًا يمكن ملاحظته لفيزياء الجاذبية الكمومية في تاريخ توسع الكون، بدلاً من مفهوم مجرد.

ويمكن أن تغير ما يقصده الفيزيائيون بالطاقة المظلمة، وتحول جزءًا من التفسير من مكون مادي غير معروف إلى الهندسة الكونية المعدلة.

يحدد كوشياباس أيضًا تكوينًا بديلاً لنموذجه، وهو التكوين الذي يحل بعض المناطق المحيطة الانفجار العظيم حيث تنهار قواعد النسبية العامة. بموجب الاقتراح الجديد، لن يبدأ كوننا من نقطة ذات كثافة لا نهائية، بل من ارتداد لكون سابق منكمش.

ومع ذلك، في أبسط نسخة من الورقة، تتطلب هذه النتائج اختيارات مختلفة للأس الرئيسي للنموذج: القيم الإيجابية تغير توسع الزمن المتأخر بطريقة تتصرف مثل الطاقة المظلمة المتطورة، في حين أن القيم السلبية بما فيه الكفاية يمكن أن تحل محل متفردة الانفجار الكبير بالارتداد.

هذه حلول ضخمة لمشاكل ضخمة، لكن كوشياباس يعترف بأن هذا النهج الجديد لا يربط كل شيء بدقة أيضًا. ولا تزال هناك تناقضات وأسئلة مفتوحة.

متعلق ب: قد تحتوي المادة المظلمة على سر، وقوة إضافية لا تعمل بالطريقة التي نتوقعها

مزيد من الحسابات، وخاصة أبعد من ذلك ملاحظات الفضاء السحيق، ينبغي أن تساعد على وضع هذه الأفكار الجديدة على المحك. يمكن للمسوحات التي أجراها DESI وEuclid ومرصد Vera C. Rubin تشديد قياسات تاريخ التوسع بدرجة كافية لمعرفة المزيد.

من المؤكد أن هذه الملاحظات وغيرها أثارت أسئلة مثيرة للاهتمام حول ما إذا كان أبسط نموذج كوني قياسي يجسد تاريخ التوسع الكامل.

“يبدو أن تاريخ التوسع الذي نقيسه الآن لا يتوافق مع أبسط نظرية لدينا” يكتب كوشياباس.

وقد تم نشر البحث في المراجعة البدنية د.