تشيرالنتائج إلى أن هناك شيئاً آخرغير النسبية العامة لأنشتين يدير الكون
هل نحن مستعدون للتخلي عن النظرية النسبية العامة لألبرت أنشتين ؟
نظرية النسبية العامة لأنشتين ليست خالية من العيوب ، سيما من خلال اكتشاف موجات الجاذبية الممتدة عبر الكون في السنوات الأخيرة ، وفي أول صورة تم التقاطها لثقب أسود.. صحيح أنها تشرح الغالبية العظمى مما نلاحظه من خلال الكون ، لكن يتخللها حصة عادلة من الفجوات. وقد أدى ذلك إلى ظهور نماذج بديلة للجاذبية تحاول سد هذه الفجوات المعرفية. أحد هذه النماذج هو نظرية الحرباء "Chameleon theory" التي تسمى الجاذبية f (R) وهي مصطلح جامع لفئة من نظريات الجاذبية المنحرفة عن النسبية العامة تم طرحه أوائل عام 1970، حيث تمت دراسته في سياقات مختلفة كنموذج للجاذبية لشرح كل من الطفولة المبكرة للكون وكذلك حالته الحالية. وتشير دراسة جديدة إلى أنه قد يكون نموذجًا قابلاً للتطبيق لوصف كيفية تأثير الجاذبية على بعض أكبر الكائنات في الكون المعروف.
يقول أستاذ الفيزياء باوجيو لي: "هذه الدراسة هي الأولى التي تثبت أن نظرية الجاذبية ، على الرغم من السلوك المعقد لقوة الجاذبية ، لا تزال قادرة على صنع مجرات واقعية . مثل هذه الدراسات ستساعدنا على التحقق من جدوى النظرية ، وكذلك تحديد الأماكن التي يمكننا فيها اختبار نظريات الجاذبية المختلفة باستخدام بيانات الرصد المستقبلية".
تحدد الفيزياء القياسية وجود أربع قوى أساسية (الجاذبية والكهرومغناطيسية والتفاعلات القوية والضعيفة التي تعمل على المستوى دون الذري). لكن نظرية الحرباء تعتبر وجود "قوة خامسة" إضافية مخبأة في مناطق كثيفة من الفضاء مثل النظام الشمسي ، لكنها أكثر تأثيراً في المناطق منخفضة الكثافة.
بالرغم من أن النسبية العامة تعمل "بشكل عملي جدًا لوصف التوسع المتسارع للكون عبر الطاقة المظلمة ، فهناك بعض التناقضات بين ما يتوقع هذا النموذج حدوثه ، وما لاحظه العلماء بالفعل في البيانات. وحقيقة أننا لم نلاحظ أبداً الطاقة المظلمة التي كانت دائمًا شوكة كونية في نظرية النسبية العامة.
هنا المشكلة: عندما تقوم بالعبث بالجاذبية ، فأنت تعبث في الأساس بكل شيء آخر في الكون.
تقرر الجاذبية كيف تتجمع المادة في الصخور والكويكبات والنجوم والمجرات وكيف يتشكل كل شيء حرفيًا. إذا كانت الجاذبية f (R) معقولة ، فعليها أن تعزز كونًا يشبه عالمنا ، حيث تبدو المجرات مثل اللوالب والقطع الناقص ، وليس كسلسلة من اختبارات (Rorschach) سماوية. (Rorschach: اختباركان يستخدم على نطاق واسع لتقييم الإدراك والشخصية وتشخيص بعض الحالات النفسية)
أجرى لي وفريقه عمليات محاكاة في حاسوب فائق لكون وفق جاذبية f (R) ، ووجدوا أن المجرات الواقعية ، مثل درب التبانة ، يمكن أن تتشكل بخصائص لاحظناها سابقًا ، حتى وسط السلوك المعقد للقوة الخامسة ، على الرغم من أن نموذج الجاذبية المتغير تسبب في تغيرات في مقدار الحرارة التي تنتجها الثقوب السوداء أثناء ابتلاعها للمادة ، وهذه ديناميكية يمكن أن تؤدي إلى تعطيل تشكيل المجرة بشكل كبير ، لكن بطريقة ما لم يحدث ذلك.
يقول باوجيو لي."تشيرالنتائج إلى أن هناك شيئًا آخرغير النسبية العامة يدير الكون ، قد توجد "قوة خامسة" حقًا تؤثر على كيفية تكوين الأشياء في الكون ، ولكن حتى يكون لدينا ملاحظات أو بيانات تثبت أن مثل هذه التفاعلات حقيقية ، فنحن فقط نظريون. إن عمليات المحاكاة ذاتها مبنية على أساس البيانات التي جمعناها حتى الآن ، وعلى المرء أن يأخذ في الاعتبار أن تكوين المجرة مجال بحث يتقدم بنشاط ، وما زالت هناك أشياء غير مؤكدة. يمكن للإشارات الخاطئة التي قمنا بقياسها ، والثقوب الموجودة في البيانات ، والمتغيرات الأخرى غير المؤكدة أن تنتج بسهولة عمليات محاكاة معيبة. ولأننا لم نلاحظ أبداً طاقة مظلمة حتى الآن ، فهذا لا يعني أنها غير موجودة".
لن نعرف أبدًا ما إذا كانت النسبية العامة محقة أم لا ما لم نتمكن من اختبار جاذبية f (R) وغيرها من نظريات الحرباء في العالم الحقيقي - ومن الواضح أن هذا القول أسهل بكثير من القيام به. نحن نعلم أن الحرباء تغير ألوانها لأننا رأينا أنها تحدث في الواقع. ولكن كيف يفترض بنا أن نرى قوانين الجاذبية تتغير؟ وكيف يمكن ملاحظتها؟ لا توجد إجابة بسيطة على هذا السؤال.
يأمل الباحثون أن يبدأوا هذه المهمة باستخدام صفيف الكيلومترات المزمع إنشاؤه من التلسكوبات، والذي من المقرر أن يبدأ الرصد فيه عام 2020. وسيكون أكبر تلسكوب لاسلكي في العالم ، ينتشر عبر قارتين ، وسيكون قوياً بما يكفي للنظر إلى الفضاء ومراقبة النجوم و المجرات التي تشكلت بعد الانفجار الكبير.
في غضون بضع سنوات فقط ، قد نجمع بعض البيانات التي تكشف شيئًا عن الطاقة المظلمة والنسبية العامة ، وفيما إذا كانت نظرية الحرباء سوف تلعب دورًا في التأثيرعلى الكون.