ربما تكون قد أيقنت أن الجاذبية هي الرجل الغريب في مناقشاتنا لقوى الطبيعة في ضوء نظرية الكم. وبناءً على نجاح الطرق التي استخدمها الفيزيائيون في حالة القوى الثلاث الأخرى، فقد يطرأ على بالك أن الفيزيائيين قد يبحثون عن نظرية مجال كمي لقوى الجاذبية - النظرية التي تعمل فيها أصغر حزمة من مجال قوى الجاذبية، اسمها الغرافيتون كجسيمة مراسلة ولأول وهلة، قد يبدو هذا الاقتراح بالذات ملائماً لأن نظرية مجال الكم للقوى الثلاث اللاجاذبية توضح أن هناك تشابهاً يلوح ويختفي بين هذه القوى الثلاث وسمة من سمات قوى الجاذبية التي تعرضنا لها في الفصل الثالث.

ولنسترجع معاً أن قوى الجاذبية تسمح لنا بأن نعلن أن كل الراصدين . بصرف النظر عن حركتهم - يقفون على قدم المساواة جميعاً. وحتى هؤلاء الذين نعتقد عادة أنهم يتسارعون فإننا يمكن أن نزعم أنهم ساكنون، حيث يمكنهم أن يرجعوا القوى التي يشعرون بها إلى انغماسهم في مجال للجاذبية. وفي هذا المعنى فإن الجاذبية تقوي التماثل فهي تؤكد على التساوي بين صحة وجهات النظر الممكنة جميعها، وكل الأطر المرجعية الممكنة والتماثل بين القوى القوية والضعيفة الكهرومغناطيسية هو أنها جميعاً مترابطة بتماثلات تقوي من ترابطها، وإن تكن هذه التماثلات أكثر تجريدية بوضوح من التماثل المصاحب للجاذبية. وللإحساس بصورة تقريبية بمبادئ التماثل الدقيق لنأخذ المثال الهام الآتي في اعتبارنا. وكما ذكرنا في الجدول 1 في الهامش رقم (1) للفصل الأول، فإن كل كوارك يأتي في شكل "ألوان" ثلاثة يطلق عليها مجازاً أحمر وأخضر وأزرق وليس لها علاقة بالألوان المعروفة لنا في حاسة الإبصار، بل هي مجرد أسماء). وهذه الألوان تحدد كيفية رد فعل الكواركات للقوى القوية تماماً بنفس الطريقة التي تحدد بها شحنتها الكهربية كيفية رد فعلها تجاه القوى الكهرومغناطيسية. وتؤكد كل البيانات التي حصلنا عليها أن هناك تماثلاً بين الكواركات بمعنى أن التداخل بين أي اثنتين منها لهما نفس اللون أحمر مع أحمر، أو أخضر مع أخضر، أو أزرق مع أزرق تكون كلها متطابقة. وبالمثل فإن التداخل بين اثنتين منها ليس لهما نفس اللون (أحمر مع أخضر أو أخضر مع أزرق، أو أزرق مع أحمر) هي أيضا متطابقة. وفي الحقيقة فإن هذه البيانات تدعم شيئاً مدهشاً. فإذا كانت الألوان الثلاثة - الشحنات القوية الثلاث المختلفة – التي يمكن أن يحملها الكوارك قد أزيحت بشكل معين ولنقل بلغة الألوان التي نستخدمها مجازاً، إذا أزيحت ألوان الأحمر والأخضر والأزرق إلى الأصفر والنيلي والبنفسجي مثلاً) وحتى لو كانت تفاصيل هذه الإزاحة تتغير من لحظة لأخرى أو من مكان لآخر، فإن التداخل بين الكواركات - مرة أخرى - لن يتغير أبداً. ولهذا السبب، وكما نقول بأن الكرة تمثل تماثلاً دورانياً لأنها تبدو على نفس الشكل بصرف النظر عن الكيفية التي تدور بها في أيدينا أو الكيفية التي نغير بها من زاوية نظرتنا إليها، نقول لذلك أن الكون مثال على تماثل القوى القوية لا تتغير الفيزياء بهذه الإزاحات في شحنات القوى تلك، وهي لا تتأثر إطلاقا بها. ولأسباب تاريخية، فإن الفيزيائيين يقولون أن تماثل القوى القوية هو مثال على التماثل القياسي وهنا النقطة الأساسية، وتماماً كما في حالة التماثل بين كل نقاط الملاحظة التفاضلية الممكنة في النسبية العامة والتي تتطلب وجود قوى جاذبية فإن التطورات التي اعتمدت على أبحاث هيرمان ويل في العشرينيات من القرن العشرين، وشين نينغ يانغ وروبرت ميلز في الخمسينيات من القرن العشرين قد بينت أن التماثلات القياسية ما زالت تتطلب قوى أخرى. ومثل محاولة الحفاظ على درجة الحرارة وحفظ الهواء والرطوبة في منطقة معينة ثابتين تماماً، وذلك بتعويض أي تغيير خارجي تعويضاً تاماً باستخدام نظام تحكم بيئي حساس، فطبقاً ليانغ وميلز، لابد من وجود أنواع معينة من مجالات القوى لتعوض تماماً ما يحدث من إزاحة في شحنات القوى. وبالتالي تتم المحافظة على التداخل بين الجسيمات بشكل لا يتغير أبداً. وفي حالة التماثل القياسي المصاحب لإزاحة شحنات اللون للكواركات فإن القوى المطلوبة ليست سوى القوى القوية نفسها. أي أنه بدون القوى القوية فإن الفيزياء قد تتغير بنفس نمط إزاحات شحنات الألوان الموضحة أعلاه. وتبين هذه النتيجة أنه بالرغم من اختلاف الخواص بين قوى الجاذبية والقوى القوية اختلافاً شاسعاً تذكر مثلاً أن الجاذبية أوهن كثيراً من القوى القوية ويغطي تأثيرها مسافات عظيمة جداً إلا أن لهما ميراثاً متشابهاً إلى حد ما فكلاهما مطلوب لكي يتضمن الكون تماثلات معينة وبالإضافة إلى ذلك يمكن تطبيق نفس الشيء على القوى الضعيفة والقوى الكهرومغناطيسية، موضحين أن وجودهما أيضاً مرتبط بتماثلات قياسية أخرى - ويطلق عليها التماثلات القياسية الضعيفة والكهرومغناطيسية. ولذا فإن القوى الأربع ترتبط ارتباطاً مباشراً بمبادئ التماثل. وقد تبدو السمة العامة للقوى الأربع أنها تدل بوضوح على الاقتراح الوارد في بداية هذا الجزء وبالتحديد، وعلى طريق جهودنا لتضمين ميكانيكا الكم في النسبية العامة، فإن علينا إيجاد نظرية لمجال الكم لقوى الجاذبية، تماماً كما اكتشف الفيزيائيون نظريات ناجحة لمجالات الكم للقوى الثلاث الأخرى. وقد ألهم هذا المنطق على مر السنين مجموعة من الفيزيائيين المتميزين وغير العاديين ليتتبعوا هذا المسار بحماس شديد، لكن ثبت أن هذا المجال مليء بالأخطار، ولم يتمكن أحد من أن يعبره بنجاح تماماً. ولنر السبب في ذلك.

مواضيع ذات صلة

حالة التناظر الفائق: ما قبل نظرية الأوتار

الحركة المغزلية

الكون في أصغر أبعاده ما الذي نعرفه عن المادة؟

التناظر الفائق والشركاء الفائقون

التفوق في الأونار الفائقة

الإجابة التقريبية لتحديات الجاذبية وميكانيكا الكم في نظرية الأوتار

النتائج الثلاث المتعاقبة للأوتار المشدودة

ما الذي وراء الأوتار؟

هل هي خفة يد؟ حين تكشف نظرية الأوتار خدعة الجسيمة النقطة وتعيد رسم حدود الواقع

الإجابة الأكثر دقة: الأوتار كحل للمعضلة الكمية في الفيزياء الحديثة

موسيقى نظرية الأوتار

هل هي مرة أخرى، الذرات الإغريقية؟