في عام 2009، اقترح عالم الفيزياء النظرية إريك فيرليند إعادة صياغة جذرية للجاذبية. في نظريته، جاذبية ليس القوة الأساسية بل بالأحرى مظهر من مظاهر العمليات الخفية الأعمق. لكن خلال 15 عامًا منذ ذلك الحين، لم يكن هناك الكثير من الدعم التجريبي لهذه الفكرة. إذن إلى أين نتجه بعد ذلك؟
إن الظهور أمر شائع في جميع أنحاء الفيزياء. خاصية درجة الحرارة، على سبيل المثال، ليست خاصية جوهرية للغازات. وبدلاً من ذلك، فهي النتيجة الطارئة لعدد لا يحصى من الاصطدامات المجهرية. لدينا الأدوات اللازمة لمطابقة تلك الاصطدامات المجهرية مع درجة الحرارة؛ في الواقع، هناك فرع كامل من الفيزياء، يُعرف بالميكانيكا الإحصائية، يجعل هذه الارتباطات معروفة.
وفي مجالات أخرى، فإن الروابط بين السلوكيات المجهرية والخصائص الناشئة ليست واضحة تمامًا. على سبيل المثال، في حين أننا نفهم الآليات البسيطة وراء الموصلية الفائقة، إلا أننا لا نعرف كيف تؤدي التفاعلات المجهرية إلى ظهور الموصلات الفائقة عند درجات الحرارة العالية.
متعلق ب: لماذا يجب أن يكون أينشتاين مخطئا: بحثا عن نظرية الجاذبية
تعتمد نظرية فيرليند على ماذا ستيفن هوكينج ولاحظ جاكوب بيكنشتاين في السبعينيات: العديد من خصائص الثقوب السوداء يمكن التعبير عنها من خلال قوانين الديناميكا الحرارية. ومع ذلك، فإن قوانين الديناميكا الحرارية هي نفسها منبثقة من العمليات المجهرية. بالنسبة لفيرليند، كان هذا أكثر من مجرد صدفة، ويشير إلى أن ما نعتبره جاذبية قد يكون ناشئًا عن عملية فيزيائية أعمق.
وفي عام 2009، نشر النسخة الأولى من نظريته. والأهم من ذلك أننا لا نحتاج إلى معرفة ما هي تلك العمليات الأعمق، حيث لدينا بالفعل مجموعة الأدوات – الميكانيكا الإحصائية – لوصف الخصائص الناشئة. لذلك طبق فيرليند هذه التقنيات على الجاذبية وتوصل إلى صيغة بديلة للجاذبية. ولأن الجاذبية مرتبطة أيضًا بمفاهيمنا المتعلقة بالحركة والقصور الذاتي والمكان والزمان، فإن هذا يعني مفاهيمنا بالكامل كون ينشأ أيضًا من تلك العمليات الأعمق نفسها.
في البداية، لم يحدث الكثير من هذا؛ إن إعادة كتابة قانون معروف في الفيزياء، على الرغم من أنها مثيرة للاهتمام، إلا أنها لا توفر بالضرورة رؤى أعمق. ولكن في عام 2016، فيرليند وسع نظريته من خلال اكتشاف أن الكون يحتوي على الطاقة المظلمة يؤدي بطبيعة الحال إلى خاصية ناشئة جديدة للفضاء، مما يسمح له بالدفع نحو الداخل في المناطق ذات الكثافة المنخفضة.
وأدى هذا الاكتشاف إلى موجة من الإثارة، حيث قدم تفسيرا بديلا لـ المادة المظلمة. حاليًا، يعتقد علماء الفلك أن المادة المظلمة هي مادة غامضة وغير مرئية تشكل الجزء الأكبر من كتلة كل جسم galaxy. وفي حين أن هذه الفرضية تمكنت من تفسير ثروة هائلة من الملاحظات، بدءًا من معدلات دوران النجوم داخل المجرات وحتى تطور أكبر الهياكل في الكون، إلا أننا لم نتعرف بعد على الجسيم الغامض.
في صورة فيرليند للجاذبية الناشئة، بمجرد دخول المناطق منخفضة الكثافة – أي شيء خارج النظام الشمسي – تتصرف الجاذبية بشكل مختلف عما نتوقعه من نظرية النسبية العامة لأينشتاين. على المقاييس الكبيرة، هناك جذب داخلي طبيعي للفضاء نفسه، مما يجبر المادة على التجمع بشكل أكثر إحكامًا مما قد يحدث بطريقة أخرى.
وكانت هذه الفكرة مثيرة لأنها سمحت لعلماء الفلك بإيجاد طريقة لاختبار هذه النظرية الجديدة. ويمكن للمراقبين أن يأخذوا نظرية الجاذبية الجديدة هذه ويضعوها في نماذج بنية المجرة وتطورها لإيجاد الاختلافات بينها وبين نماذج المادة المظلمة.
ومع ذلك، على مر السنين، كانت النتائج التجريبية مختلطة. فضلت بعض الاختبارات المبكرة الجاذبية الناشئة على المادة المظلمة عندما يتعلق الأمر بمعدلات دوران النجوم. لكن الملاحظات الأحدث لم تجد أي ميزة. ويمكن للمادة المظلمة أيضًا أن تفسر ما هو أكثر بكثير من معدلات دوران المجرة؛ لقد وجدت الاختبارات داخل مجموعات المجرات أن الجاذبية الناشئة قد اقتربت.
قصص ذات الصلة:
-هل أصل المادة المظلمة هو الجاذبية نفسها؟
-لماذا الجاذبية ضعيفة جدا؟ قد تكمن الإجابة في طبيعة الزمكان ذاتها
– يمكن لـ “الجاذبية الكمومية” أن تساعد في توحيد ميكانيكا الكم مع النسبية العامة أخيرًا
هذه ليست نهاية الجاذبية الناشئة. الفكرة لا تزال جديدة وتتطلب الكثير من الافتراضات في حساباتها لإنجاحها. بدون نظرية محققة بالكامل، من الصعب معرفة ما إذا كانت التنبؤات التي تقدمها لسلوك المجرات والمجموعات تمثل بدقة ما يمكن أن تخبرنا به الجاذبية الناشئة. ولا يزال علماء الفلك يحاولون تطوير اختبارات أكثر صرامة، مثل استخدام البيانات من الكون خلفية الميكروويف الكونية، لوضع النظرية من خلال خطواتها.
تظل الجاذبية الناشئة فكرة مثيرة للاهتمام. إذا كان هذا صحيحًا، فسيتعين علينا إعادة تشكيل فهمنا للعالم الطبيعي بشكل جذري ورؤية الجاذبية والحركة – وحتى المفاهيم الأكثر جوهرية، مثل الزمان والمكان – من خلال عدسة الانبثاق من تفاعلات أعمق وأكثر تعقيدًا. لكن في الوقت الحالي، تظل مجرد فكرة مثيرة للاهتمام. فقط الوقت واختبارات المراقبة الشاملة هي التي ستخبرنا ما إذا كنا نسير على الطريق الصحيح.