جاذبية كمومية جديدة قد تغيّر فهمنا لنشأة الكون

تُعد نظرية النسبية العامة التى وضعها ألبرت أينشتاين واحدة من أكثر الأطر العلمية موثوقية في علم الفلك والفيزياء منذ أكثر من قرن، إذ نجحت في تفسير مجموعة واسعة من الظواهر الكونية، مثل الثقوب السوداء، وحركة الكواكب، وتمدد الكون.

ورغم هذا النجاح الكبير، تواجه النظرية تحديًا جوهريًا عندما يتعلق الأمر بتفسير بداية الكون، وتحديدًا حدث الانفجار العظيم.

فوفقًا للنسبية العامة، تؤدي الظروف القصوى عند نشأة الكون إلى ما يُعرف بـ”التفرد”، وهي نقطة ذات كثافة لا نهائية تنهار عندها القوانين الفيزيائية المعروفة، مما يخلق فجوة علمية يصعب تجاوزها.

في محاولة لحل هذا اللغز، قدم باحثون من جامعة واترلو دراسة جديدة نُشرت في Physical Review Letters، يقترحون فيها إطارًا نظريًا يُعرف باسم “الجاذبية الكمومية التربيعية” (Quadratic Quantum Gravity - QQG).

تعتمد هذه النظرية على تطوير النسبية العامة عبر إضافة مصطلحات رياضية جديدة لا تظهر تأثيراتها إلا في ظروف الطاقة العالية جدًا، مثل تلك التي كانت سائدة عند نشأة الكون.

وبدلًا من الوصول إلى نقطة تفرد ذات كثافة لا نهائية، تقترح النظرية أن الكون مرّ بحالة مستقرة ذات طاقة عالية، ما يجنّب الانهيار الرياضي الكامل الذي تتنبأ به النماذج التقليدية.

واحدة من أبرز مزايا هذه النظرية أنها تقدم تفسيرًا أنيقًا لمرحلة التضخم الكوني، وهي فترة التمدد السريع للغاية التي يُعتقد أن الكون مر بها في لحظاته الأولى.

في النماذج التقليدية، يتطلب تفسير هذه المرحلة افتراض وجود مجال خاص يُعرف باسم “الإنفلاتون”.

لكن في إطار QQG، ينشأ التضخم بشكل تلقائي نتيجة الخصائص الطبيعية للنظرية نفسها، دون الحاجة إلى إدخال عناصر إضافية غير مثبتة، وهو ما يمنحها ميزة نظرية مهمة من حيث البساطة والاتساق.

ما يجعل هذه النظرية مثيرة للاهتمام بشكل خاص هو أنها ليست مجرد طرح نظري، بل يمكن اختبارها عمليًا، إذ تشير تنبؤات QQG إلى ضرورة وجود حد أدنى من الموجات الثقالية التي نشأت خلال اللحظات الأولى من تكوّن الكون، نتيجة تقلبات كمومية في الجرافيتونات.

ومع التقدم المستمر في تقنيات الرصد، خاصة في دراسة إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، قد يصبح من الممكن خلال السنوات المقبلة الكشف عن هذه الإشارات الدقيقة، وإذا تم رصدها بالفعل، فقد تمثل دليلًا قويًا يدعم هذه النظرية الجديدة.

تمثل نظرية الجاذبية الكمومية التربيعية محاولة جريئة لإعادة صياغة فهمنا لبداية الكون، وتجاوز واحدة من أعقد المشكلات في الفيزياء الحديثة.

وبينما لا تزال بحاجة إلى المزيد من الاختبارات والتأكيدات، فإنها تفتح الباب أمام آفاق جديدة قد تغيّر بشكل جذري الطريقة التي ننظر بها إلى نشأة الكون وتطوره.