حتى أكثر مناطق الكون كثافة ليست "عدماً". وفقًا لنظرية المجال الكمومي، فهي مليئة بطاقة الفراغ، وهناك يتسارع توسع الكون.
إذا كان من الممكن إفراغ الفراغات الكونية الشاسعة تمامًا، وإزالة كل المادة العادية والنيوترينوات والمادة المظلمة والأشعة الكونية وحتى الإشعاع، فماذا سيتبقى؟
للوهلة الأولى، يبدو الجواب هو لا شيء. لكن هذا جواب خاطئ. فحتى في أبعد مناطق الكون وأكثرها ندرةً، لا يزال الفضاء موجودًا. وهذا "الفراغ" ليس فارغًا حقًا.
الفراغ لا شيء.
ذلك لأن فراغ الزمكان ليس فارغًا تمامًا، بل يحتوي على شيء ما. ليس بالمعنى المعتاد للمادة أو الإشعاع، بل بمعنى أعمق وأكثر جوهرية. إنه موجود في صميم نسيج الواقع نفسه. يصعب وصف هذا بدقة بلغة بسيطة، لكننا نتحدث هنا عن الحقول الكمومية.
وفقًا لنظرية الحقل الكمومي، فإن الجسيمات التي تُكوّن كوننا، كالإلكترونات والكواركات العلوية والنيوترينوات، وربما حتى المادة المظلمة، ليست كيانات أساسية بحد ذاتها. ما نسميه "جسيمًا" هو في الواقع تعبير عن شيء أعمق. الكيانات الأساسية الحقيقية هي الحقول. لكل نوع من الجسيمات حقلٌ مُقابل، وهذه الحقول منتشرة في جميع أنحاء المكان والزمان. لقد وُجدت منذ الانفجار العظيم، وتملأ كل ركن من أركان الكون.
عندما نشير إلى شيء ما ونقول: "هذا إلكترون يمر"، فإن ما نراه في الواقع هو إثارة أو تذبذب أو موجة ضمن المجال الأساسي. هذا الاضطراب الموضعي هو ما نفسره على أنه جسيم. حتى لو أزلنا جميع الجسيمات، وحتى لو اختفت كل المادة والإشعاع، فإن المجال نفسه سيبقى.
طاقة الفراغ هي التي تدفع التمدد.
يحمل هذا المجال الأساسي طاقة. وبسبب مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ، حتى ما نعتبره فراغًا لا يمكن أن يكون ذا طاقة معدومة. تفاصيل هذا المبدأ موضوعٌ بحد ذاته. عندما يحاول الفيزيائيون حساب مقدار الطاقة الموجودة في الفراغ، يحصلون على نتائج شديدة التباين، تتراوح بين قيم هائلة وقيم لا نهائية نظريًا. وهذا أيضًا موضوعٌ آخر.
الأهم هنا هو أن لهذه الطاقة تأثيراً قابلاً للقياس. نسمي هذا التأثير "الطاقة المظلمة"، وهو الاسم الذي يُطلق على الظاهرة المسؤولة عن التوسع المتسارع للكون.
تُظهر رصدات التسارع الكوني أن كمية طاقة الفراغ الفعلية أقل بكثير من بعض التنبؤات النظرية، لكنها ليست معدومة. فالطاقة المظلمة، أو طاقة الفراغ إن شئت، تكاد تكون معدومة التأثير في المناطق الكثيفة من المادة، حيث يكون تأثيرها ضئيلاً للغاية. فعلى سبيل المثال، على الأرض، تتركز المادة لدرجة أنها تُطغى تمامًا على أي تأثير محتمل للطاقة المظلمة.
لو اختفت الطاقة المظلمة فجأة، لكانت الحياة على الأرض ستبقى على حالها تماماً. ستطير كرة البيسبول بنفس الطريقة. سيسخن البوريتو في الميكروويف في نفس الوقت. لن يتغير شيء في حياتنا اليومية.
وينطبق الأمر نفسه على المجرات، وتجمعات المجرات، والألياف، والجدران، وجميع البنى الكثيفة الأخرى للشبكة الكونية. في هذه المناطق، تهيمن المادة والجاذبية على الديناميكيات.
في الفضاءات الكونية، تسود الطاقة المظلمة.
لكن الفضاءات الكونية مختلفة. فهذه الفضاءات الشاسعة تحتوي على القليل جدًا من المادة. في مثل هذه الأماكن، يصبح فراغ الزمكان نفسه هو المكون المهيمن. لو كنت تقف في مركز الفضاء الكوني، لكانت الطاقة المظلمة هي التأثير المهيمن من حولك.
في الواقع، تُعدّ الفراغات الكونية المكان الذي تعمل فيه الطاقة المظلمة وتُسرّع من توسّع الكون. لا يحدث هذا في المناطق الكثيفة كالمجرات أو العناقيد المجرية، بل يحدث فقط في الفراغات. وليست الفراغات مجرد مناطق أُفرغت لبناء النسيج الكوني.
تتوسع الفراغات نفسها، وهي تمزق نسيج الكون حرفيًا. ما نراه اليوم من هياكل ضخمة وجميلة ومعقدة في الكون ليس إلا مؤقتًا. على مدى الخمسة أو العشرة أو العشرين مليار سنة القادمة - ليس العدد الدقيق مهمًا - سيتلاشى نسيج الكون تدريجيًا. وسيحدث هذا بفعل الفراغات التي تضغط على كل ما يحيط بها.
إذن، الفضاءات ليست فارغة تمامًا، بل هي مليئة بطاقات الكم الأساسية. إنها تؤثر على بقية الكون وتُسرّع من توسعه، وهي الأماكن الوحيدة في الكون القادرة على فعل ذلك. والسبب الوحيد لذلك هو خلوها من كل شيء تقريبًا.
أجل، الفضاءات خالية من المادة. هكذا نكتشفها، وهكذا نقيسها، وهكذا نُعرّفها. لكن كونها خالية من المادة يعني أنها مليئة بالطاقة المظلمة. لذا، أينما ذهبت في الكون، إلى مجرة قريبة أو إلى أعماق الفضاء الكوني الخالي، لن تكون وحيدًا تمامًا.
المقال مقتبس من مقال بقلم بول سوتر نُشر أصلاً في موقع Universe Today.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
هل الحقول التي تخلق أزواج المادة والمادة المضادة هي بالضرورة طاقة مظلمة؟ ليس بالضرورة.
وإذا كان الأمر كذلك، فهل الحقول بالضرورة كلها طاقة مظلمة؟ ليس بالضرورة أيضاً.
أشعر أنهم أربكوا الأمور هنا، أو على الأقل لم يشرحوا بما فيه الكفاية عن الأشياء التي ليست بالضرورة مرتبطة ببعضها، أو على الأقل العلاقة ليست مباشرة.