البعد الخامس ....... علوم متقدمة ... في الفيزياء

ماذا تعرف عن البعد الخامس؟.

علوم متقدمة أعداد الفيزيائي عدنان أحمد العبد

رئيس مركز بغداد لعلوم الفلك والفضاء

الأبعاد الثلاثة: الطول، العرض والارتفاع. والبعد الرابع (الزمن).. ولكن ما هو البعد الخامس؟

عالم الفيزياء إنيشتاين  يقول لايمكن توصيف أي حدث كوني بدون أضافة بعد رابع الزمن, وذلك لكي نتمكن من توضيح الظواهر الكونية والمختلفة, وبالمعنى الدقيق, لا يمكننا القول أن المركبة الفضائية في موقع محدد بثلاث أبعاد, ولا بد من اضافة الزمن لهذا الموقع لكي يتكامل المفهوم الماكاني والزماني في الفضاء, ويصبح التوصيف الرباعي نقطة استدال على الموقع.

ومن الجدير بالذكر أن الزمن عند إنشتاين يسير بإتجاه واحد أي من الماضي إلى الحاضر,  فالزمن عند إنشتاين يتضمن المعنى السكوني للمكان.

مفهوم الزمن عند ستيفن هويكنز

يقول الفيزيائي ستيفن كويكنز أ، الزمن يتصرف مثل أي اتجاه في الفضاء تحت ثاثي ظروف قاسية, ويضيف أنه قبل عام 1915م, أي قبل وجود النظرية النسبية، كان يُعتقد أن الفضاء والزمن مساحات ثابتة بالنسبة للأحداث التي تقع، وكان يعتقد بأن الفضاء والزمن لم يتأثرا بتلك الأحداث. ولكن الفضاء والزمن الآن كميات ديناميكية.. الفضاء والزمن لا يؤثران فحسب، بل يتأثران أيضاً بكل ما يحدث في الكون".

أذن كيف يمكن توصيف مفهوم البعد الخامس (الزمن التخيلي Imaginary Time ) مع بقية المفاهيم,,,

الحركة على المحاور الأفقية تمثل(الزمن الواقعي Real Time) والتي تبدأ من الصفر والأرقام من(3,2,1....) تمثل التصاعد نحو المستقبل وفيه لايمكننا العودة إلى الماضي بالأتجاه السالب ( -1،-2، -3), ولتعامد المحاور فإن المحور العمودي سيمثل ابعد الخامس (الزمن التخيلي) ألا أن أرقامة تخيلية ليس لها وجود في العالم الحقيقي إلا أنها مثبتة بالمعادلات الرياضية.

وبهذا يكون الفرق بين الزمن الواقعي والزمن التخيلي؟

الزمن الواقعي: يبدأ من الماضي إلى المستقبل يسير بخط مستقيم ولا يمكن أن يعكس اتجاهه. الزمن التخيلي له سلوكيات الأبعاد المكانية (الطول والعرض والارتفاع) بمعنى التحرك في الاتجاهين الموجب والسالب أي أنه يمتلك خاصية التحرك نحو الماضي بالإضافة إلى المستقبل.

والدليل

يتبن أنه وفق المعادلات الرياضية كلما ازدادت سرعة الجسم أكثر فإن الزمن الخاص به سيتباطأ أكثر.  كيف تم ذلك ...

لقد أجريت تجربة في عام 1971م تم فيها استعمال ساعتين نوويتين لديها المكانية لحساب الزمن بدقة متناهية حتى أجزاء النانو ثانية, وضعت الأولى على سطح الأرض والثانية على طائرة نفاثة, وعند قياس الزمن وجد أن الساعة على الطائرة قد تباطأ الزمن فيها, مقارنة بالساعة التي كانت على سطح الأرض.

من هذا يمكن أن نستنتج أن زيادة سرعة جسمطائر يؤدي إلى تباطؤ الزمن الخاص به.

أذن ماذا يحصل للزمن عندما تصل سرعة جسم سرعة الضوء؟.

الجواب

يصبح الزمن صفراً.

وأذا زادت سرعته عن سرعة الضوء فسيكون الزمن أبطأ من الصفر, أي يصبح الزمن بالسالب وهذا يعني العودة غلأى الماضي وتقليب صفحاته, ولكنها تصورات في خيال وليس في الحقيقة.

في الواقع الذي نعيش لايمكن العودة إلى الماضي وانما فقط يحدث ذلك في أفلام الخيال العلمي.

لذلك يسعى العلماء إلى فلسفة جيدة تؤيد صحة البعد الخامس من خلال بعض المحكات الحاسوبية محاولين تسويق مفاهيم جديدة, فمثلاً أمتلاك

كمبيوتر عملاق في جامعة كامبريدج يدعى كوزموس (COSMOS) مكن العلماء من تقديم محاكاة ناجحة لنظرية  توضح الكيفية التي تمكن الثقوب السوداء خماسية الأبعاد من تكفكيك عقد نسيج الكون .

حيث قام فريق من الفيزيائيين من جامعة كامبريدج، بقيادة ماركوس كونش، بمحاكاة ناجحة لما كانت ستكون عليه الثقوب السوداء في عالم خماسي الأبعاد. على ما يبدو، إذا كان كوننا مكون من خمسة أبعاد أو أكثر (كما تفترض بعض النماذج الرياضية) ، هذا سيجعل الثقوب السوداء تتصرف بشكل يمكن أن يهدد فهمنا الأساسي لكيفية عمل الكون.

اذ يرى هؤلاء الفيزيائيون أن الثقوب السوداء تبدو كحلقات رفيعة بدلاً من ثقوب عند وضعها في الكون خماسي الأبعاد. ومع تطور هذه الثقوب، تخلق سلسلة من "الانتفاخات" التي تصبح رفيعة مع مرور الوقت، مما يؤدي بها إلى التقطع وتشكيل ثقوب أصغر في أماكن أخرى.

مشكلة الثقوب السوداء خماسية الأبعاد هي أنه يعتقد أنها تكون "حلقات جاذبية فائقة"، حيث تكون الجاذبية شديدة للغاية، فإنه يؤدي إلى حالة تعرف باسم التفرد المجرد. التفرد المجرد شديد الغرابة، حيث لا أحد يعرف حقاً ما يمكن أن يحدث، إلا أن قوانين النسبية العامة لن تنطبق في هذه الحالة.