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...

  • تعريف الطقس.

    يعتبر الطقس ظاهرة طبيعية ديناميكية تتأثر بعوامل متعددة. يلعب التأثير الأساسي دورًا في تحديد الطقس، ومن أبرزها الشمس التي توفر الطاقة اللازمة للعمليات الجوية، لكن ما هو تعريف الطقس؟ تعريف الطقس. تعريف الطقس هو حالة الغلاف الجوي في منطقة محددة خلال فترة زمنية معينة. يشير إلى حالة الجو، بما في ذلك درجة الحرارة، والرطوبة، والرياح،…

  • ما هو تعريف الصلادة (القساوة) للمعادن؟

     من المصطلحات المرتبطة بدراسة المعادن هي خاصية الصلادة أو القاسوة، فما هو تعريفها وما هي أهميتها في المعادن والصناعة؟ تعريف الصلادة الصلادة هي مقياس لمقاومة المادة للتشوه، وخاصةً التشوه الدائم، والخدش، والقطع، أو التآكل. في سياق التصنيع الإضافي، تعد خاصيةً مهمةً تحدد مدى قدرة القطعة المطبوعة على تحمل التآكل والتلف الميكانيكي. تستخدم اختباراتٌ مُختلفة، مثل…

  • كيف يعمل المكيف؟

    يعمل جهاز المكيف عن طريق سحب الحرارة من هواء الغرفة وإطلاقها للخارج. تحتوي معظم مكيفات الهواء على مروحة تنفخ الهواء فوق ملف بارد. عندما ينفخ الهواء فوق الملف، فإنه يسحب الحرارة من الهواء وينقلها إلى الملف. ثم تقوم مروحة ثانية بنفخ الهواء فوق الملف الساخن، مما يؤدي إلى إطلاق الحرارة في الخارج. كيف يعمل المكيف…

  • ما هي الطاقة الضوئية؟

    يُطلق على نوع الطاقة الحركية التي تنتج أشكالًا من الضوء المرئي للعين البشرية اسم الطاقة الضوئية. لكن ما هو الضوء؟ يسمى شكل الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من الأجسام الفيزيائية الساخنة أو أشياء مثل المصابيح الكهربائية والليزر والشمس بالضوء. ما هي الطاقة الضوئية؟ يحمل الضوء مجموعات دقيقة من الطاقة تسمى الفوتونات. عندما تزداد درجة حرارة ذرات الجسم،…

  • أنواع الخشب: مصادره واستخداماته

    الخشب من أقدم وأهم المواد الطبيعية التي استخدمها الإنسان منذ آلاف السنين، حيث دخل في البناء، صناعة الأدوات، الأثاث، السفن وحتى وسائل التدفئة. كما تتعدد أنواع الأخشاب وتتنوع خصائصها تبعًا لمصادرها الطبيعية وطريقة نموها، مما جعل لكل نوع خصائص ميكانيكية وجمالية تحدد مجالات استخدامه. أولًا: مصادر الخشب يمكن تقسيم مصادر الخشب إلى قسمين رئيسيين: إقرأ…

  • ما هو الانحراف المعياري؟ وكيف يمكن حسابه؟

    الانحراف المعياري هو عبارة عن إحصائية تقيس تشتت مجموعة البيانات بالنسبة إلى متوسطها ويتم حسابها كجذر تربيعي للتباين. يتم حساب الانحراف المعياري باعتباره الجذر التربيعي للتباين عن طريق تحديد انحراف كل نقطة بيانات بالنسبة إلى المتوسط. إذا كانت نقاط البيانات بعيدة عن المتوسط، فهناك انحراف أعلى داخل مجموعة البيانات. وبالتالي، كلما زاد انتشار البيانات، زاد…