"الصدى الكمومي".. خوارزمية روسية تكشف أسرار مصير الكون

طوّر فيزيائيون نظريون من روسيا خوارزمية رياضية لوصف سلوك الحقول الكمومية في الكون، من شأنها أن تساعد علماء الكونيات على تحديد المصير الذي ينتظر كوننا في ظل توسعه المتسارع.

جاء ذلك في بيان صادر عن مركز العلاقات العامة في جامعة موسكو الفيزيائية التقنية.

وأوضح الباحث في الجامعة دمير ساديكوف قائلا: "كانت النقطة الأساسية في بحثنا هي تحديد مدى أهمية العمليات الكمومية في الكون. يمكن تشبيه الأمر بنظام معقد تجري فيه تفاعلات عديدة، ثم ندرك فجأة أن سلوكه على المدى الطويل تحدده بضع قواعد بسيطة فقط. هذا المبدأ أتاح لنا النظر إلى مستقبل الكون، ورؤية كيف سيعيد ما نسمّيه "الصدى الكمومي" تشكيله."

إقرأ المزيد

جيمس ويب يوثق تصادم 5 مجرات في لوحة فسيفسائية مذهلة من فجر الكون

وأشار الباحث إلى أن الفلكيين اكتشفوا في أواخر القرن الماضي، من خلال رصد انفجارات المستعرات العظمى من النوع الأول، أن الكون لا يتمدد فحسب، بل يفعل ذلك بوتيرة متسارعة. ويعتقد الفيزيائيون وعلماء الكونيات اليوم أن السبب وراء هذا التمدد هو ما يُعرف بالطاقة المظلمة، التي لا تزال طبيعتها أحد أكبر ألغاز العلم الحديث.

وعادة ما يصف العلماء خصائص الطاقة المظلمة باستخدام نموذج رياضي بسيط نسبيا يعتمد على زمكان "دي سيتر"، وهو نموذج يفسر التمدد المتسارع للكون، لكنه لا يأخذ في الحسبان تأثير ميكانيكا الكم على سلوك الجسيمات وتقلبات الفراغ. هذه التقلبات الكمومية قد تتفاعل في ظروف معينة مع الزمكان نفسه، مما يؤثر على خصائصه.

الصدى الكمومي وتطور الفراغ

حتى الآن لم يكن لدى الفيزيائيين تصور دقيق للعواقب المحتملة لهذه التفاعلات على الكون بأكمله وعلى طبيعة الطاقة المظلمة. وللتعامل مع هذا التحدي، طوّر الفيزيائيون الروس خوارزمية رياضية دقيقة تسمح بتتبع مصير الحقول الكمومية في الأزمنة الكونية السحيقة ضمن زمكان "دي سيتر".

وخلال تطوير هذه الخوارزمية، اكتشف العلماء أن أكثر التصحيحات الكمومية تعقيدًا لسلوك هذه الحقول لا تسهم إلا بنسبة ضئيلة يمكن إهمالها في الصورة العامة لتطور الكون. وقد سمح هذا الاكتشاف بتبسيط المعادلات بشكل كبير، وتحويلها إلى صيغة خطية قابلة للتحليل الدقيق.

كما أظهرت الحسابات أن التأثيرات الكمومية تصبح أوضح مع تقدّم عمر الكون، ما يستلزم أخذها بعين الاعتبار عند التنبؤ بمستقبله. وخلص الباحثون إلى أن الفراغ، الذي كان يُعتبر في الماضي ثابتا ومستقرا، هو في الواقع بيئة تتغير خصائصها تدريجيا تحت تأثير الظواهر الكمومية. وهذا يعني أن ما نرصده اليوم من خصائص الطاقة المظلمة ليس ثابتا، بل هو نتيجة لتطور طويل للفراغ بفعل ما أطلق عليه العلماء "الصدى الكمومي"."

المصدر: تاس