قام العلماء بتكوين كون صغير مكون من 24000 ذرة يولد الوقت بدون ساعة واحدة
ماذا لو لم يكن الوقت منسوجًا في نسيج الواقع على الإطلاق؟ تشير تجربة جديدة إلى أن المسيرة من الماضي إلى المستقبل التي نشهدها كل يوم يمكن أن تنشأ من الديناميكيات الداخلية للنظام. باستخدام 24000 ذرة فائقة البرودة، بنى العلماء “كونًا صغيرًا” سمح لهم بدراسة كيفية ظهور الوقت دون الاعتماد على الساعات. النتائج التي نشرت في مجلة Physical Review Research تقدم للباحثين طريقة جديدة لاختبار الأفكار التي ظلت لفترة طويلة في عالم النظرية. يمكن أن يساعد هذا الإعداد العلماء على استكشاف الجاذبية الكمومية، وأصول الكون، والطبيعة الأساسية للوقت داخل المختبر. بناء كون مصغر قام البروفيسور جيوفاني بارونتيني من جامعة برمنغهام وفريقه بإنشاء الكون المصغر باستخدام سحابة مكونة من 24000 ذرة فائقة البرودة. كانت الذرات موجودة فقط على جزء من المليار من الدرجة فوق الصفر المطلق. تجربة احتجاز وتبريد ذرات الروبيديوم بالقرب من الصفر المطلق. الائتمان – جامعة برمنغهام قام الباحثون بحصر الجسيمات داخل نظام كمي معزول. ثم استخدموا شعاعي ليزر لتشكيل حاجز رقيق يقسم الإعداد إلى منطقتين. وظلت منطقة واحدة قابلة للملاحظة، أو “مشرقة”. أما الآخر فبقي مخفيا عن المراقبة المباشرة وأصبح القطاع “المظلم”. داخل هذا الكون المبسط، توسعت المنطقة الساطعة وتقلصت بشكل متكرر. تشبه الدورة الإصدارات النظرية للانفجار الكبير الذي أعقبه الانسحاق الكبير، وهو السيناريو الذي ينعكس فيه توسع الكون في النهاية. ونظرًا لأن النظام ظل مغلقًا عن محيطه، فقد أعاد العلماء بناء تسلسل الأحداث باستخدام التغييرات التي تحدث داخل الكون الصغير فقط. لم يكونوا بحاجة إلى ساعة مختبر خارجية. الوقت من خلال الفوضى تشير التجربة إلى مفهوم يعرف باسم “الزمن الانتروبيا”. وبدلاً من التعامل مع الوقت كخلفية مستقلة للواقع، ربط الباحثون مروره بالتغيرات في الإنتروبيا، أو الطريقة التي تنتشر بها الجسيمات عبر النظام. انتقلت الذرات بين المناطق المضيئة والمظلمة، مما أدى إلى تغيير توزيع المادة. ومع تطور تلك التوزيعات، تحرك النظام للأمام بمرور الوقت. وعندما توقف الترتيب عن التغير، توقف الزمن فعليًا. ووجد الفريق أن هذا الإصدار من الزمن يتدفق في اتجاه ثابت. كما أنها رتبت الأحداث بشكل صحيح، حتى أثناء الدورات المتكررة من التوسع والانكماش. يمكن أن تتسارع وتيرتها أو تتباطأ اعتمادًا على كيفية تحول الإنتروبيا داخل النظام. وقال بارونتيني: “في بعض نظريات الكون، وخاصة الجاذبية الكمومية، لا يظهر الوقت كميزة مدمجة”. “ومع ذلك، في الحياة اليومية، يتدفق الوقت من الماضي إلى المستقبل. لماذا يحدث هذا، عندما تعمل معظم قوانين الفيزياء الأساسية بنفس الطريقة للأمام والخلف؟” جلب علم الكونيات إلى المختبر قال بارونتيني إن الدراسة توفر أدلة تجريبية خاضعة للرقابة على أن التغييرات داخل النظام يمكن أن تحدد الوقت دون الاعتماد على ساعة خارجية. وقال: “إنه يقدم رؤية جديدة لطبيعة الوقت في الجاذبية الكمومية”. “يمكن استخدامه لوصف الديناميكيات بنفس فعالية الوقت التقليدي.” وأظهر الباحثون أيضًا أن ميكانيكا الكم تظل متسقة رياضيًا ضمن هذا الإطار. لقد أعادوا كتابة نسخة من معادلة شرودنغر باستخدام الزمن الانتروبيا، مما يسمح بالتنبؤات حول كيفية تطور التوزيع الاحتمالي الكمي. يتناول العمل لغزًا طويل الأمد في الفيزياء: إذا لم يكن للكون ساعة أساسية، فكيف يمكن ترتيب الأحداث في تسلسل ذي معنى من “قبل” و”بعد”؟ وربما الأهم من ذلك هو أن التجربة تحول المناقشات المجردة إلى علم قابل للاختبار. يمكن أن تسمح المنصة للباحثين في النهاية بالتحقيق في الظروف المرتبطة بالكون المبكر، والتحقيق في النظريات المتنافسة حول الجاذبية الكمومية، وحتى محاكاة الثقوب السوداء في ظل ظروف معملية خاضعة للرقابة. لعقود من الزمن، كانت العديد من هذه الأسئلة موجودة بشكل رئيسي على السبورات وفي المعادلات المعقدة. يشير هذا الكون المصغر إلى أن الفيزيائيين قد يكون لديهم أخيرًا طريقة لاختبار بعض منهم.
تم النشر: 2026-06-13 01:02:00
