إنني لا أحقق شيئا من هذا الاجتماع ... يوجد هنا ضيوف (126) من الأغبياء - وهذا ليس جيدا لضغط الدم عندي - مع تلك الترهات التي تقال ثم تناقش بجدية، وأدخل في مجادلات خارج الجلسات الرسمية ... وكلما طرح علي أحدهم سؤالا أو بدأ في إخباري بشيء عن «عمله»، دائما ما يكون: (1) غير مفهوم على الإطلاق، أو (2) مبهما وغير محدد ، أو (3) شيئا صحيحا وبديهيا وثابتا توصل إليه محدثي بعد بذل جهد جهيد في تحليل عويص ومسهب ثم قدمه لي على أنه اكتشاف مهم، أو (4) زعما، من شخص غبي، بأن شيئا بديهيا وصحيحا ومقبولا ومؤكدا على مر السنين هو في الحقيقة خاطئ (وهؤلاء هم أسوأ فئة؛ فما من حجة يمكن أن تقنع الحمقى)، أو (5) محاولة للقيام بشيء مستحيل على الأرجح، ومن المؤكد أنه لا نفع من ورائه، ويتبين في نهاية الأمر فشله، أو (6) خطأ صريحا واضحا. هناك قدر هائل من «النشاط في الميدان» هذه الأيام، غير أن هذا النشاط يتركز في الأساس على إظهار أن «النشاط» السابق لشخص آخر نتج عنه خطأ أو لم يؤد إلى شيء نافع أو واعد ... ذكريني ألا أحضر أي مؤتمرات عن الجاذبية بعد ذلك.

بدأ فاينمان بالزعم أن الجاذبية أضعف حتى من الكهرومغناطيسية، ومن ثم - تماما مثلما يمكن للمرء أن يسعى لفهم النظرية الكمية للكهرومغناطيسية بأن يفكر أولا في النظرية الكلاسيكية، ومن ثم يضيف تصويبات كمومية رتبة وراء رتبة - فإن نفس الإجراء لا بد أن ينجح مع الجاذبية. ومن هنا، كان الأمر جديرا ببحث هل القيم اللانهائية التي نتجت عندما تجاوز المرء التقريب لأدنى رتبة في الكهرومغناطيسية ستظهر في حالة الجاذبية أيضا أم لا، وأيضا هل يمكن محو تلك القيم بنفس الطريقة التي محيت بها في حالة الديناميكا الكهربائية الكمية أم لا، أو هل يمكن أن تظهر مضاعفات جديدة تؤدي إلى معرفة أكثر تبصرا بطبيعة الجاذبية ذاتها أم لا.

في الكهرومغناطيسية، تنشأ القوى نتيجة تفاعل بين الجسيمات المشحونة والمجالات الكهرومغناطيسية، التي يطلق على كمومها اسم «فوتونات». والجدير بالملاحظة، على حد علمي، أن فاينمان كان أول من طرح فكرة إمكانية معالجة جاذبية الكم تماما مثلما تعالج أي نظرية كم أخرى، وبالتحديد مثلما تعالج النظرية الكمية للكهرومغناطيسية، والتي في ظاهرها تحمل أوجه شبه كبيرة بالجاذبية. وكي يقوم بذلك بحث فاينمان فكرة مميزة: لنفترض أن أينشتاين لم يضع نظرية النسبية العامة. هل كان باستطاعة شخص ما بدلا من ذلك أن يشتق معادلات أينشتاين بمجرد التفكير في الحد التقليدي لجسيمات الكم المتفاعلة مع مجالات الكم؟ ومع أن فاينمان لم يكن أول من بحث احتمالا كهذا أو استنبط استنتاجا إيجابيا في هذا الصدد - في واقع الأمر، أجرى ستيفن واينبرج من قبل أعم وأقوى عملية تقص واستكشاف لهذه المسألة عام 1964، وشرحها بالتفصيل في مرجعه الجميل حول الجاذبية وعلم الكونيات عام 1972، ومرة أخرى في بحثه اللاحق الذي أجراه عام 1979 - فإن تحليل فاينمان الأصلي خلق عقلية معاصرة يمكن في إطارها إجراء عمليات إعادة تقييم أكثر حداثة لتلك النظرية.

كان الفرض النظري جديرا بالإعجاب: انس كل شيء عن الهندسة والأفكار الخلابة عن المكان والزمان التي تبدو الأساس الذي قامت عليه النسبية العامة. فلو أن أحدهم فكر في تبادل جسيم لا كتلة له (تماما مثلما أن الفوتون جسيم له كتلة تساوي صفرا ينقل قوة كهرومغناطيسية)، فإنه إذا كان للجسيم المعني عديم الكتلة لفا مغزليا قدره 2 بدلا من 1 كما الحال مع الفوتون، فإن النظرية الوحيدة التي تنتج وتكون متسقة مع ذاتها، وذلك في إطار الحدود الكلاسيكية، ستكون هي في الأساس نظرية النسبية العامة لأينشتاين.

هذا فرض مذهل بحق لأنه يشير إلى أن النسبية العامة ليست بهذا القدر من الاختلاف عن النظريات التي تصف قوى الطبيعة الأخرى. إذ يمكن شرحها من خلال عملية تبادل الجسيمات الأساسية تماما مثل باقي النظريات. ثم نستنبط بعد ذلك كل القوانين الهندسية بعد توصلنا للحقيقة، دون عناء. وفي الحقيقة، هناك أمور خفية ودقيقة تأتي في طي المنطوق الصحيح الفعلي لهذا الفرض، ويثيرها المعنى المقصود بعبارة «متسقة مع ذاتها»، لكنها لا تزيد عن كونها أمورا فرعية دقيقة في الواقع. وكان واينبرج، كما أشرت من قبل، قادرا على إثبات صحة نسخة أكثر عمومية من هذا الفرض، معتمدا ببساطة على خصائص تفاعلات الجسيم ذي اللف المغزلي 2 الذي لا كتلة له وتناظرات المكان التي تنشأ في النسبية الخاصة.

لكن إذا نحينا تلك الأمور الفرعية جانبا، فسنجد أن هذه الصورة الجديدة للجاذبية والنسبية العامة قد خلقت جسرا مبتكرا تماما لم يكن موجودا من قبل بين النسبية العامة وبقية ميادين علم الفيزياء. فقد اقترحت، كما كان فاينمان يأمل، أنه في استطاعة المرء أن يستخدم أدوات نظرية مجال الكم ليس فحسب لكي يفهم النسبية العامة وإنما أيضا كي يوحد بينها وبين باقي القوى الأخرى في الطبيعة.

أولا: ما هي تلك الجسيمات ذات اللف المغزلي 2 التي لا كتلة لها وما الذي يقابلها في الطبيعة؟ حسنا، تذكر أن الفوتونات، وهي كموم المجال الكهرومغناطيسي، ليست سوى نسخ مكممة من الموجات الكهرومغناطيسية التقليدية، وهي موجات المجالين الكهربائي والمغناطيسي التي كان جيمس كلارك ماكسويل أول من بين أنها تنشأ عن اهتزاز شحنة كهربية، هي مصدر المجال الكهرومغناطيسي. تلك المجالات إما أن نشاهدها بأعيننا مثل الضوء، أو تحس بها جلودنا مثل الحرارة الصادرة من الشمس، ومثل موجات الراديو التي تنبعث من المذياع، أو الموجات متناهية الصغر (الميكروويف) الصادرة من هواتفنا المحمولة.

كان أينشتاين قد أوضح، بعد فترة قصيرة من توصله لنظرية النسبية العامة، أن الكتلة - وهي مصدر الجاذبية - يمكنها إحداث تأثير مماثل. فإذا تحركت الكتلة في الاتجاه الصحيح وحسب، فإن نمطا جديدا من الموجات سوف ينبعث، وهي التي تعرف باسم موجات الجاذبية، وهي حرفيا موجات ينضغط فيها الفضاء ويتمدد على طول الموجة، وتتحرك بسرعة الضوء، تماما مثل الفوتونات. وفي عام 1957، عندما ناقش فاينمان لأول مرة أفكاره في مؤتمر للفيزياء، كان كثير من الحاضرين يرتابون في مجرد وجود موجات الجاذبية من الأساس. (والحقيقة أن أينشتاين نفسه أثني في وقت مبكر على يد إتش بي روبنسون عن نشر بحث ينكر فيه وجودها.) إلا أنه في عام 1993، نال جوزيف تايلور وتلميذه السابق، راسل هالس، جائزة نوبل لشرحهما بصورة مقنعة أن زوجا من النجوم النيوترونية الدوارة يفقد الطاقة بنفس المعدل بالضبط الذي تنبأت به نظرية النسبية العامة من انبعاث موجات جاذبية من هذه المنظومة. ومع أنه لا يزال يجب على العلماء أن يكتشفوا موجات الجاذبية على نحو مباشر، لأن الجاذبية بالغة الوهن، فقد صممت تجارب كبرى تجرى في باطن الأرض من أجل هذا الهدف، ويجري حاليا إعداد خطط لبناء مسبار بالغ الحساسية في الفضاء.

لا تنبعث موجات الجاذبية إلا من أجسام يتغير داخلها توزيع الكتلة بطريقة تناظرية غير كروية. ويسمي علماء الفيزياء نوع الإشعاع المنبعث بسبب ذلك التوزيع إشعاعا «رباعي الاستقطاب». فإذا أراد أحدهم تشفير هذا النوع من التفاوت المتأثر بالاتجاهات بربط الجسيمات بالموجات المنبعثة، فإن تلك «الكموم» الأولية لا بد أن يكون لها لف مغزلي قدره 2، وهذا بالتحديد هو السبب الذي جعل فاينمان يدرس هذا الخيار في البداية. ويطلق على «كم» موجات الجاذبية اسم «الجرافيتون»، قياسا على الفوتون.

بعد أن أوضح فاينمان أن الجاذبية من الممكن أن تنشأ ببساطة نتيجة لتبادل الجرافيتونات بين الكتل المختلفة، تماما مثلما تنشأ القوى الكهربية والمغناطيسية من تبادل الفوتونات بين الشحنات، مضى قدما في استخدام نفس النوع من التحليل الذي أفاده من قبل مع الديناميكا الكهربائية الكمية، فاستغله في حساب تصويبات الكم التي أجراها على العمليات الجذبوية. لكن المهمة لم تكن بهذه البساطة. فالنسبية العامة نظرية تفوق في تعقيدها بكثير الديناميكا الكهربائية الكمية لأن الفوتونات تتفاعل مع الشحنات في الديناميكا الكهربائية الكمية، ولا تتفاعل فيما بينها تفاعلا مباشرا. ولكن لأن الجرافيتونات تتفاعل مع أي توزيع للكتلة أو الطاقة، ولما كانت الجرافيتونات تحمل طاقة، فإنها تتفاعل مع غيرها من الجرافيتونات أيضا. ويعمل هذا التعقيد الإضافي على تغيير كل شيء تقريبا، أو على الأقل، يجعل كل شيء تقريبا أكثر صعوبة في حسابه.

Неизвестная страница