نسيج الكون (كتاب)

الهدف الرئيسي من الجزء الأول هو تعريف المكان والزمان ومفهوم ارتباطها معا، حيث يمكن القول أن الفصل الأول للكتاب هو اشبه بطريق إلى فهم الواقع (الزمكان)، عن طريق عرض لما سيحدث لاحقا في الكتاب، فيتطرق على سبيل المثال للمناقشات الدائرة حول الفيزياء الكلاسيكية وميكانيكا الكم وأيضا الفيزياء الكونية.

يحاول فيه عرض الفضاء كنقطة رئيسية، فيكتب متسائلا حول مفهوم الزمن والمكان: هل الفضاء تجريد بشري، أم أنه كيان مادي؟ في طريقه لإجاد حل لهذا التساءل يتوقف عند تجربة دلو الماء الذي يدور، محاولا تفسير القوة التي تبقي الماء داخل الدلو. فيعرج على أفكار إسحاق نيوتن وإرنست ماخ وغوتفريد ليبنيز حول هذه التجربة ويعرضها ويناقشها بالتفصيل.

يقوم غرين هنا بالتركيز على الزمكان، فيقوم بطرح سؤال أكثر اهمية مما سبق مفاده: هل هو وقت فراغ استخراج أينشتاين أو كيان مادي؟ في هذا الفصل، يناقش مفاهيم النسبية الخاصة والنسبية العامة، ومدى اهميتها وارتباطها بمعنى الزمكان.

يستكشف غرين في هذا الفصل أهم ما عرفته ثورة عصر ميكانيكا الكم، مع التركيز على أن الأشياء تبقى مفصولة ومتميزة في كون تحكمه القوانين الكمية.و يدرس هذا الفصل بشكل خاص ميكانيكا الكم، ومفاهيم موجات الاحتمال،تداخل الموجات، اللف المغزلي، تجربة شقي يونغ، ومبدأ عدم اليقين.ولاينسى غرين في هذا الفصل التنبيه للتحديات التي طرحها ألبرت أينشتاين وبوريس بودولسكي وناثان روزين حول ميكانيكا الكم.

يتناول فيه مسألة «تدفق الوقت»، من خلال مفهوم النسبية الخاصة باعتبارها كلمة مفتاحية أساسية في هذا الفصل. فيقول ان سبب وجود مفاهيم مختلفة للواقع، راجع لتناقل المراقبين لبعض المفاهيم المختلفة عن ما توجد عليه في لحظة معينة. في نهاية الفصل الرابع يخرج غرين باستناج يفيد بان الوقت لا يتدفق، ويرفق ذلك قائلا بأن كل الأشياء الموجودة في وقت واحد هي موجود في نفس الوقت.

بعد طرحه لسؤال هل للوقت سهم ؟ يبدء الكاتب في شرح بعض الأساسيات في قوانين الفيزياء، ويبين ان تطبيقها يكون على تقدم الوقت وعلى عودته إلى الوراء معا، ويسمى هذا بقانون التماثل العكسي للوقت. أحد المواضيع الرئيسية لهذا الفصل هو العشوائية، وهنا نجده يعطي تشبيهات مختلفة لتوضيح كيفية عمل العشوائية وأهم مفارقاتها الواضحة.ذروة هذا الفصل تتحدث عن العلاقة المشتركة بين العشوائية (الإنتروبيا) والجاذبية، ارتباطا بذلك يعتبر غرين ان بداية الكون يجب أن تكون نيجة للحد الأدنى للعشوائية.

هنا يعطي للقارئ فكرة واضحة عن طبيعة الزمن في مجال الكم. ويلعب الاحتمال دورا رئيسيا في هذا الفصل، وهذا امر طبيعي لكونه جزء أساسي من ميكانيكا الكم. يقوم هنا بإعادة النظر في تجربة الفتحة المزدوجة من أجل الكشف عن الأشياء في الماضي. العديد من التجارب تعرض واحدة بعد الأخرى في هذا الفصل، مثل تجربة ممحاة الكم (Quantum Eraser)، بالإضافة إلى العديد من المشاكل الرئيسية الأخرى الواجب التنبيه لها، مثل ميكانيكا الكم والتجربة، فضلا عن ميكانيكا الكم ومشكلة القياس. في الأخير يتناول هذا الفصل موضوع هاما جدا يتمثل في الترابط وأهميته في العالم العياني.

يحاول غرين في هذا الفصل تفسير تاريخ الكون على انه نفسه تاريخ التناظر.فجعل من هذا الأخير وأهميته للتطور الكوني موضوعا للفصل الثامن.دون أن ينسى الإشارة إلى النسبية العامة باعتبارها نسيجا ممتدا من الزمكان، للوصول إلى مفهوم شامل للزمكان يجمع بين علم الكونيات والتناظر وشكل الفضاء بطريقة جديدة وفريدة من نوعها.

يعرض في هذا الفصل  الفكرة النظرية للجسيم الأولي بوزون هيغز.مع التركيز على جزء الثانية الأول بعد الانفجار العظيم. يستنتج الكاتب من كل هذا أن كمية التناظر في الكون قد تغيرت فجأة من خلال عملية تسمى كسر التناظر.وايضا يعيد الاعتبار لنظرية الاتحاد الكبير ويعيد النظر في الانتروبيا (العشوائية)

يعالج بشكل رئيسي علم التضخم الكوني، مع الأخذ بعين الاعتبار النسبية العامة واكتشاف الطاقة المظلمة (الجاذبية الثائرة)، والثابت الكوني كذلك. كما يتناول أيضا بعض المشاكل التي تنشأ بسبب نظرية الانفجار العظيم، ويقدم إجابات جديدة باستخدام التدخم الكوني.و تشمل هذه المشاكل كلا من مشكلتي الأفق ومشكلة التسطيح. ينتهي الفصل بمناقشة توزيع المادة في جميع أنحاء الكون، ومفاهيم المادة المظلمة والطاقة المظلمة.

يواصل التطرق دائما لموضوع التضخم الكوني، كما يناقش سهم الزمن أيضا. بصفة خاصة يتناول هذا الفصل ثلاثة تطورات رئيسية، تتمثل في كل من  تشكيل الهياكل مثل المجرات، كمية الطاقة اللازمة لتوليد الكون الذي نراه الآن، وأيضا أصل سهم الزمن.

يستعرض فيه بنية نسيج  الفضاء وفقا لنظرية الأوتار.في طريقه لذلك يحاول إدخال مفاهيم جديدة، مثل طول بلانك وزمن بلانك، ويعيد النظر في الأفكار التي تطرق لها كتابه السابق الكون الرائع. من خلال هذا الفصل يمكن لأي قارئ فهم نظرية الأوتار وكيفية سدها للفجوات القائمة بين النسبية العامة وميكانيكا الكم.

هو تكملة لكل الأفكار التي جاء بها في الفصل 12، لكن هذه المرة يحاول التركيز ما أمكن على نظرية-إم التي تتفرع عن نظرية الأوتار.وهي فرصة للمضاربة على مفهومي الزمان والمكان، من خلال عرض أفكار عدد من الفيزيائيين، أمثال إدوارد ويتن وبول ديراك.المحور الرئيسي لهذا الفصل هو الجاذبية وأثرها على الأبعاد الإضافية، مع تخصيص قسم موجز للنموذج الدوري.

يتحدث في هذا الفصل عن التجارب المختلفة مع الفضاء والزمان، من خلال التذكير بالنظريات السابقة ذكرها في الفصول الأخرى، مثل نظرية هيغز، التناظر الفائق، ونظرية الأوتار. كما يستعرض الكاتب في هذا الفصل أيضا وصفا للتجارب المستقبلية المخطط لإجرائها من أجل التحقق من العديد من المفاهيم النظرية التي تمت مناقشتها في وقت سابق، بما فيها المادة المظلمة، الطاقة المظلمة، وجود جسيم بوزون هيغز، والأبعاد المكانية الإضافية.

يتحدث هنا عن السفر عبر الفضاء والزمان باستخدام أساليب مثيرة للاهتمام، ويعيد ميكانيكا الكم مرة أخرى للواجهة من خلال عرضه لفكرة الناقلات الفضائية.كما يطرح ويناقش كل تلك النظريات التي تعتقد بامكانية السفر عبر الزمن إلى الماضي.و في نهاية هذا الفصل يركز الكاتب على الثقب الدودي والنظرية الكامنة وراءه.

يركز فيه على الثقوب السوداء وعلاقتها بالانتروبيا أو ما يسمى بالعشوائية. ويخرج في النهاية بفكرة رئيسية تستبعد ان يكون الزمكان واجهة أساسية للنسيج الكون.