في أي بٌعد نحن؟

دعني قليلًا أفكر! على افتراض أننا في الكون الحقيقي وليس الموازي، ستكون إجابة معظمنا نحن في أبعاد ثلاثة. لكن لو كنا في كون موازٍ، فما هو البعد الحقيقي الذي نحن فيه؟. عندما نذكر كلمة أبعاد مختلفة، فبالطبع سنميل للتفكير بنظرية الأكوان المتوازية، حيث تعمل الأشياء أو تحدث بطرق مختلفة. إنّ الأبعاد المختلفة وحقيقتها، وكيفية لعب الأدوار في ترتيب الكون ستختلف تمامًا عن الوضع الموصوف لنا.

بالنسبة لنا كبشر، نحن ندرك الأبعاد الثلاثة المحيطة بنا يوميًا، سواء كانت طول أو عرض أو ارتفاع (عمق) لجميع الكائنات والمكونات في كوننا كمحاور x و y و z على الترتيب. وهي تمثل الجوانب المختلفة لما نتصوره في واقعنا. لكن بالنسبة لنظرية الأوتار الفائقة، فإنّ الأبعاد أكثر من ذلك بكثير. حيث اعتُقد بوجود عشرة أبعاد مختلفة والتي- باعتقاد علماء هذه النظرية ومتبعيها- تتحكم في الكون، والقوى الأساسية للطبيعة، وكل جسيم أولي موجودة بداخله مهما كان نوعه أو حجمه أو طبيعته. كما يمكن اعتبار الوقت بُعدًا رابعًا إضافيًا، كما كشف أينشتاين. لكن بعض العلماء يقول ليس لدينا أربعة أبعاد للفضاء. لدينا ثلاثة أبعاد للفضاء وبُعد واحد للوقت. وبالرغم من ذلك لا تستطيع أدمغتنا أن تتخيل كيف يمكن أن يقع هذا البعد فعليًا على كائن رباعي الأبعاد بشكل متعامد.

تقوم نظرية الأوتار الأساسية على الفكرة الجذرية القائلة بأن الجسيمات الأساسية ليست في الحقيقة مثل النقاط أو البقع أو المواضع، ولكنها بالأحرى حلقات صغيرة من الأوتار المهتزة. جميع الجسيمات والقوى المختلفة هي مجرد أوضاع تذبذب مختلفة لنوع فريد من الأوتار. من الغريب أن النظرية تشير أيضًا إلى أنه بالإضافة إلى العالم ثلاثي الأبعاد المألوف والبعد الرابع للزمن، هناك ستة أبعاد مكانية إضافية! يبدو أن هذه الأبعاد الإضافية "ملتفة" صغيرة جدًا لدرجة أننا لا نراها.

تعتبر نظرية الأوتار معقدة من الناحية المفاهيمية، ولها بنية رياضية رائعة ولكنها صعبة للغاية. وقد منع هذا الباحثين إلى الآن من استنباط تنبؤات ملموسة من النظرية للمقارنة مع النتائج التجريبية. لا تتضمن نظرية الأوتار فقط الدراسة المعقدة لهندسة الأبعاد الإضافية، ولكن الطريقة التي يتم بها اختيار بنية الأبعاد تبدو عشوائية ويمكن أن تؤدي إلى نتائج مختلفة. في بعض الحالات، تكون أحجام الأبعاد الإضافية صغيرة جدًا وسيكون من الصعب الحصول على دليل مباشر لها. في حالات أخرى، تكون الأحجام أكبر بكثير ويمكن ملاحظتها في مسرعات جديدة مثل مصادم الهادرونات الكبير من CERN.

هو الذي يمنح الكائنات الطول (ويعرف أيضًا باسم المحور x). الوصف الجيد للكائن أحادي البعد هو الخط المستقيم، والذي يوجد فقط من حيث الطول وليس له أي خصائص أخرى يمكن تمييزها.

وهو الذي يمنح الجسم الارتفاع أو المحور y، وعند إضافته للمحور x سنحصل على كائن ثنائي الأبعاد (مثل المربع).

 يتضمن العمق أو المحور z، ويمنح جميع الكائنات إحساسًا بالمساحة والمقطع العرضي. وخير مثال على ذلك هو المكعب الموجود في ثلاثة أبعاد وله الطول والارتفاع والعمق وبالتالي الحجم. وراء هذه الأبعاد الثلاثة تكمن الأبعاد السبعة التي لا تظهر لنا على الفور، ولكن لا يزال من الممكن اعتبارها ذات تأثير مباشر على الكون والواقع كما نعرفه.

 ويمثل الوقت، الذي يتحكم في خصائص جميع المواد المعروفة في أي نقطة معينة. إلى جانب الأبعاد الثلاثة الأخرى، فإن معرفة موضع الأشياء في الوقت المناسب أمر ضروري لرسم موقعها في الكون. الأبعاد الأخرى هي المكان الذي تلعب فيه الاحتمالات الأعمق، وشرح تفاعلهم مع الآخرين هو المكان الذي تصبح فيه الأمور صعبة بشكل خاص بالنسبة للفيزيائيين. اقترح العديد من الفيزيائيين، بما في ذلك أينشتاين كجزء من "نظرية النسبية الخاصة"، أن البعد الرابع هو الوقت. وقال إن الوقت يجب أن يكون بعدًا مثل الأبعاد المكانية الأخرى لأن المكان والزمان لا ينفصلان.

وفقًا لنظرية الأوتار الفائقة، فإن البعدين الخامس والسادس هما المكان الذي تنشأ فيه فكرة العوالم الممكنة. إذا تمكنا من متابعة البعد الخامس، فسنرى عالمًا مختلفًا قليلاً عن عالمنا والذي من شأنه أن يعطينا وسيلة لقياس التشابه والاختلاف بين عالمنا وعالم آخر محتمل.

في البعد السادس، سنرى مستوى من العوالم المحتملة، حيث يمكننا مقارنة وتحديد جميع الأكوان المحتملة التي تبدأ بنفس الظروف الأولية مثل هذا (أي الانفجار العظيم). من الناحية النظرية، إذا تمكنت من إتقان البعد الخامس والسادس، يمكنك السفر عبر الزمن أو الذهاب إلى مستقبل مختلف.

في البعد السابع، يمكنك الوصول إلى العوالم الممكنة التي تبدأ بشروط أولية مختلفة. بينما في الخامس والسادس، كانت الشروط الأولية هي نفسها والإجراءات اللاحقة كانت مختلفة، لكن هنا كل شيء مختلف عن بداية الزمن. يعطينا البعد الثامن مرة أخرى مستوى من مثل هذه التواريخ للكون الممكنة، كل منها يبدأ بظروف أولية مختلفة ويتفرع إلى ما لا نهاية (ومن هنا يطلق عليهم اللانهايات).

في البعد التاسع، يمكننا مقارنة جميع تواريخ الكون الممكنة، بدءًا من جميع القوانين المختلفة الممكنة للفيزياء والظروف الأولية. في البعد العاشر والأخير، نصل إلى النقطة التي يتم فيها تغطية كل ما هو ممكن وما يمكن تخيله. أبعد من ذلك، لا شيء يمكن أن نتخيله من قبل البشر الفانين متواضعي المعرفة، مما يجعله الحد الطبيعي لما يمكننا تصوره من حيث الأبعاد.

يمكن تفسير حقيقة أنه يمكننا إدراك أربعة أبعاد فقط للفضاء بإحدى آليتين: إما أن الأبعاد الإضافية مضغوطة على نطاق صغير جدًا، أو قد يعيش عالمنا على عديدات طوابق ثلاثية الأبعاد تتوافق مع غشاء، على التي سيتم تقييد جميع الجسيمات المعروفة إلى جانب الجاذبية (المعروفة أيضًا باسم نظرية الغشاء).

إذا تم ضغط الأبعاد الإضافية، فيجب أن تكون الأبعاد الستة الإضافية في شكل مشعب كالابي - ياو. في حين أنها غير محسوسة من حيث حواسنا، إلا أنها كانت تحكم تكوين الكون منذ البداية. ولهذا السبب يعتقد العلماء أن النظر إلى الوراء عبر الزمن، باستخدام التلسكوبات لاكتشاف الضوء من الكون المبكر (أي منذ بلايين السنين)، قد يكون قادرًا على ذلك. يمكن للتجارب عالية الطاقة أن تفتح الأبعاد غير الواضحة بما يكفي للسماح للجسيمات بالانتقال بين العالم ثلاثي الأبعاد العادي والأبعاد الأخرى، لتظهر نفسها في الظهور المفاجئ أو اختفاء الجسيم. أو قد نكتشف بعض الظواهر الجديدة التي يتنبأ بها عالم ذو أبعاد إضافية. من يدري إلى أين يمكن أن يؤدي هذا الاكتشاف!

لكن، دعنا نبقى على الأرض بأبعاده الثلاثة. إذا كنت ترغب في التنقل عبر الفضاء، فلا يمكنك القيام بذلك حالا؛ عليك أن تنتقل من مكانك الآن إلى موقع مكاني آخر، حيث لن تصل إلا إلى نقطة معينة في المستقبل. إذا كنت هنا الآن، فلا يمكنك أن تكون في مكان مختلف في نفس اللحظة، ولا يمكنك الوصول إليه إلا في وقت لاحق. يتطلب التنقل عبر الفضاء التحرك عبر الزمن أيضًا. ومن ثم، فإن العلماء يجادلون بُعد الوقت الذي هو خط ينتقل من الماضي إلى الحاضر إلى المستقبل. ومن ثم، فإن الوقت الذي يحدد فيه البعد الرابع موضع الكائن في لحظة معينة. إذا كانت لدينا القدرة على رؤية الزمكان ذي البعد الرابع (أو الخط العالمي) لجسم ما، فإنه سيشبه خطًا يشبه السباغيتي يمتد من الماضي إلى المستقبل يُظهر الموقع المكاني للجسم في كل لحظة من الزمن. على عكس الأبعاد المكانية الأخرى، لا يمكننا التحرك للأمام إلا في الوقت المناسب. تسمح لك الأبعاد الأخرى بالتحرك في كلا الاتجاهين. ولذلك يفصلون الزمن عن الأبعاد المكانية ويطلقون عليه بعدًا زمنيًا. من ناحية أخرى، لا يزال بعض الباحثين، باستخدام منطق الأبعاد الأخرى، يأملون في إيجاد ثقوب دودية في الكون تتصل بأقسام مختلفة من الزمكان (أي الماضي).

سيتيح لك دخول عالمنا ثلاثي الأبعاد ككائن رباعي الأبعاد القيام ببعض الأشياء المدهشة مثل النقل الآني ونقلنا نحن البشر من عالمنا ثلاثي الأبعاد إلى الفضاء الفائق (عالم ذو أبعاد أعلى). هذا يبدو لنا كالسحر ويجعل البعد الرابع من عجائب الفيزياء. ولكن لحسن الحظ بالنسبة لنا، فإن الكائنات رباعية الأبعاد لن تكون قادرة على البقاء في عالم ثلاثي الأبعاد، تمامًا مثل الكائنات ثلاثية الأبعاد لن تعيش في عالم يتكون من بعدين. هذا لأننا سنكون قد سحقنا حتى نصبح مسطحين تمامًا في عالم ثنائي الأبعاد. لذا أعتقد أننا بأمان... في الوقت الحاضر. 

نحن في البعد الثالث