الجاذبية الكمية

ما هي الجاذبية الكمية؟

الجاذبية الكمية هي مصطلح عام للنظريات التي تحاول توحيد الجاذبية مع القوى الأساسية الأخرى للفيزياء (والتي تم توحيدها بالفعل معًا).

يفترض بشكل عام كيانًا نظريًا، وهو الجرافيتون، وهو جسيم افتراضي يتوسط قوة الجاذبية.

هذا هو ما يميز الجاذبية الكمومية عن بعض نظريات المجال الموحد الأخرى، على الرغم من أن بعض النظريات التي تُصنف عادةً على أنها جاذبية كمومية لا تتطلب بالضرورة الجرافيتون، في الإنصاف.


ما هو الجرافيتون؟

يفترض النموذج القياسي لميكانيكا الكم (الذي تم تطويره بين عامي 1970 و 1973) أن القوى الأساسية الثلاثة الأخرى للفيزياء تتوسطها بوزونات افتراضية.

تتوسط الفوتونات القوة الكهرومغناطيسية، وتتوسط البوزونات W و Z القوة النووية الضعيفة، وتتوسط الغلوونات (مثل الكواركات) القوة النووية القوية.

وبالتالي، فإن الجرافيتون يتوسط قوة الجاذبية. إذا تم العثور عليه، فمن المتوقع أن يكون الجرافيتون عديم الكتلة (لأنه يعمل بشكل فوري على مسافات طويلة) وله دوران 2 (لأن الجاذبية هي حقل موتر من المرتبة الثانية).


هل الجاذبية الكمية مثبتة؟

المشكلة الرئيسية في الاختبار التجريبي لأي نظرية للجاذبية الكمية هي أن مستويات الطاقة المطلوبة لمراقبة التخمينات لا يمكن تحقيقها في التجارب المعملية الحالية.

حتى من الناحية النظرية، فإن الجاذبية الكمية تواجه مشاكل خطيرة. يتم تفسير الجاذبية حاليًا من خلال نظرية النسبية العامة، والتي تضع افتراضات مختلفة جدًا حول الكون على النطاق العياني عن تلك التي تضعها ميكانيكا الكم على النطاق المجهري.

تواجه محاولات دمجها بشكل عام “مشكلة إعادة التطبيع”، حيث لا يتم إلغاء مجموع كل القوى وينتج عنه قيمة غير محدودة.

في الديناميكا الكهربية الكمومية، حدث هذا من حين لآخر، لكن يمكن للمرء إعادة تنظيم الرياضيات لإزالة هذه المشكلات. إعادة التطبيع هذه لا تعمل في التفسير الكمي للجاذبية.

افتراضات الجاذبية الكمومية هي عمومًا أن مثل هذه النظرية ستثبت أنها بسيطة وأنيقة، لذلك يحاول العديد من الفيزيائيين العمل إلى الوراء، متنبئين بنظرية يشعرون أنها قد تفسر التماثلات التي لوحظت في الفيزياء الحالية، ومن ثم معرفة ما إذا كانت هذه النظريات تعمل .

تتضمن بعض نظريات المجال الموحد المصنفة على أنها نظريات الجاذبية الكمية:

  • نظرية الأوتار / نظرية الأوتار الفائقة / نظرية M.
  • الجاذبية الفائقة.
  • حلقة الجاذبية الكمومية.
  • نظرية التويستور.
  • الهندسة غير التبادلية.
  • جاذبية الكم الإقليدية.
  • معادلة ويلر ديويت.

بالطبع، من الممكن تمامًا أنه في حالة وجود الجاذبية الكمية، فلن تكون بسيطة ولا أنيقة. وفي هذه الحالة يتم التعامل مع هذه المحاولات بافتراضات خاطئة، ومن المحتمل أن تكون غير دقيقة. فقط الوقت والتجريب سيخبران بالتأكيد من الذي يحدث هنا.

من الممكن أيضًا، كما تتنبأ بعض النظريات المذكورة أعلاه، أن فهم الجاذبية الكمية لن يؤدي فقط إلى توحيد النظريات، بل سيقدم فهمًا جديدًا جوهريًا للمكان والزمان.

مقالات مرتبطة...

  • حساسات الحرارة وأنواعها.

    سنناقش في هذه المقالة ماهية حساسات درجة الحرارة واستخداماتها ومكوناتها وكيفية عملها. ما هي حساسات درجة الحرارة؟ حساسات درجة الحرارة هي أجهزة تكتشف وتقيس البرودة والحرارة وتحولها إلى إشارة كهربائية. تُستخدم مستشعرات درجة الحرارة في حياتنا اليومية، سواء كان ذلك في شكل سخانات مياه منزلية أو موازين حرارة أو ثلاجات أو أفران ميكروويف. هناك مجموعة…

  • ما هو الماء المقطر؟ وهل هو آمن للشرب؟

    ربما واجهت هذا الاختيار أثناء تناول الطعام بالخارج: مياه الصنبور أم مياه معبأة أم مياه فوارة؟ لكن ماذا عن الماء المقطر؟ إنه لا يختلف عما يتدفق من صنبور المطبخ. لكن الماء المقطر يمر بعملية تميزه عن الأنواع الأخرى من الماء. ما هو الماء المقطر؟ الماء المقطر هو بخار من الماء المغلي الذي تم تبريده وإعادته…

  • لماذا لون ورق الشجر أخضر؟

    عند النظر من حولنا إلى الأشجار، يتبادر السؤال التالي: لماذا يكون لون ورق الشجر أخضر؟ سنقدم لك في مقالتنا التالية الإجابات الوافية على هذا السؤال. لماذا لون الشجر أخضر؟ الشجرة خضراء لأنها تحتوي على صبغة تسمى الكلوروفيل، يمتص هذا الكلوروفيل أطوال موجية معينة من الضوء داخل الطيف المرئي، ونتيجة لذلك، تظهر أوراق معظم النباتات باللون…

  • تعريف الضوضاء

    الضوضاء هي كل صوت غير مرغوب فيه أو غير منتظم يصل إلى الأذن البشرية فيسبب إزعاجًا أو يؤثر سلبًا على الراحة النفسية والجسدية. من الناحية الفيزيائية، يمكن تعريف الضوضاء بأنها اهتزازات صوتية غير منتظمة وغير متناغمة، تختلف عن الأصوات الطبيعية أو الموسيقية التي تتميز بالانسجام والانتظام. يُقاس الصوت بوحدة الديسيبل (dB)، وكلما زاد مستوى الصوت…

  • ما هو الضوء الأسود؟

    هل تساءلت يومًا ما هو الضوء الأسود؟ هل تعلم أن هناك أنواعًا مختلفة من الأضواء السوداء؟ إليك نظرة على ماهية الأضواء السوداء وكيف يمكنك العثور على الضوء الأسود واستخدامه. ما هو الضوء الأسود؟ الضوء الأسود هو نوع من المصابيح التي تنبعث منها بشكل أساسي ضوء فوق بنفسجي وقليل جدًا من الضوء المرئي. نظرًا لأن الضوء…

  • ما هي المعادن؟

    في مجال الجيولوجيا، غالبًا ما تسمع مجموعة متنوعة من المصطلحات بما في ذلك كلمة “المعادن”. فما هي بالضبط؟ هي أي مادة تلبي هذه الصفات المحددة الأربع: على الرغم من ذلك، لا تزال هناك بعض الاستثناءات لهذه المعايير. معادن غير طبيعية. حتى التسعينيات، كان بإمكان علماء المعادن اقتراح أسماء للمركبات الكيميائية التي تشكلت أثناء تحلل المواد…