نظرية كل شيء

نظرية كل شيء (بالإنجليزية: Theory of everything) أو اختصارا TOE أو معادلة الكون Weltformel تشكل وصفا في المجال النظري للفيزياء لنظرية قادرة على تفسير جميع الظواهر الفيزيائية بشكل كامل وربطها معاُ (أي كل شيء). في البداية كان المصطلح يستخدم لوصف بعض النظريات العامة بطريقة ساخرة على أنها نظريات لكل شيء لعموميتها الواسعة، مع مرور الوقت ترسخ استخدام المصطلح مع فيزياء الكم لوصف النظرية التي تستطيع ربط أو توحيد النظريات المتعلقة بالتفاعلات الرئيسية الأربعة في الطبيعة (قوة نووية قوية، قوة نووية ضعيفة، قوة كهرومغناطيسية، الجاذبية)، أحد المؤمنين في العصر الحديث بإمكانية التوصل لهذه النظرية هو الفيزيائي ستيفن هوكينغ.

ملف:CMS Higgs-event.jpg

اصتدام بروتونان في مصادم الهدرونات الكبير . ينتج عنه جسيمات أولية كثيرة ، بعضها خفيف والبعض الآخر أكبر من البروتونين المتصادمين ، بسبب تحول جزء من الطاقة إلى مادة.

يذكر أن العالم الألماني الشهير ألبرت أينشتاين وكثير من العلماء الاخرين قد أضاعوا وقتا طويلا من عمرهم في التوصل لمثل هذه النظرية ولكن دون جدوى.

الفيزياء الحديثة

في الفيزياء الحالية السائدة, نظرية كل شيء هي محاولة لتوحيد القوى الأساسية الأربعة الموجودة في الطبيعة: الثقالة, و القوة النووية القوية, و القوة النووية الضعيفة, و القوة الكهرومغناطيسية. بما أن القوة الضعيفة لها القدرة على تغيير الجسيمات الأولية من شكل لآخر, سينبغي على نظرية كل شيء بأن تعطينا فهما عميقا للعلاقات الموجودة بين جميع الجسيمات المختلفة، يمثل الشكل التالي الهيئة المتوقعة للنظريات السابقة:

نظرية كل شيء

جاذبية

قوة كهرونووية (GUT)

قوة شديدة
su(3)

قوة كهروضعيفة
su(2) x u(1)

قوة ضعيفة
su(2)

كهرومغناطيسية
u(1)

قوة كهربائية

قوة مغناطيسية

و زيادةً على القوى التي تم ذكرها, هناك قوى أخرى يفترضها علم الكون الحديث وهي: القوة التضخمية, و الطاقة المظلمة, و المادة المظلمة. هذه القوى تحدث بين الجسيمات الأولية، لكنها خارجة عن مخطط نظرية النموذج العياري، فهذه القوى لم يثبت وجودها حتى الآن، إلا أن هناك نظريات بديلة تقوم بإدخالها في معادلاتها الرياضياتية مثل: تحريك نيوتن المعدل modified Newtonian dynamics.

تحية،،، العالم الجليل أنا ليس لي علاقة بالفيزياء لكن برأيي أننا يجب أن ننتقل من مرحلة وصف حركة الأجسام ألى تسخير الأجسام للسير في قانون عالم افتراضي فقياساعلى العلوم الأخرى فإنه يلي مرحلة وصف المواضيع مرحلة خيال علمي لبناء واقع افتراضي "أي واقع -بيئة-حياة- اصطناعية" و هذا يصلح للفيزياء و الله أعلم، كوني لست ذا دراية بعلم الفيزياء و لكن هل نستطيع افتراض أن القانون الذي يجب أن تسير به الأجسام هو قانون أمبير-ماكسويل مأخوذا من الهندسة الالكترونية كون ما ينطبق على الجسم الالكترون يجب أن ينطبق على كل جسم كما أن الجاذبية في الحياة الاصطناعية يجب أن تكون صفر فهي ليست بالطاردة للأجسام اذا كانت موجبة و لا بالمعيقة لها اذا كانت سالبة و الله أعلم. الأمر السيء أيضا في وصف الحياة الماضية هو أنه حتى حركة الأجسام تتأثر بأمور أخرى تسبب ما أسميه شوائب أي هنا شوائب في الحركة فيسبب شوائب في صيغة القانون و من ثم صعوبة وضعه كواصف لشيء ماو الله أعلم. حيث أن جاذبية الكرة الأرضية الآن سالبة و هي خطيرة جدا على الكائن الحي اذا ما سقط من شاهق مثلا و نجد أن جاذبية القمر سالبة أيضا و لكن بمقدار أقل من الأرض فكلاهما غير نموذجي للحياة الآن.

نظريات مرشحة

هذه نظريات مرشحة لتكون نظرية كل شيء:

نظرية الثقالة الفائقة Supergravity
نظرية-إم M-Theory
نظرية الأوتار الفائقة Superstring Theory
نظرية الأوتار String theory

الهدف

يسمى توحيد الثلاثة قوى الطبيعية الرئيسية : القوة الكهرومغناطيسية ، و القوة الضعيفة و القوة الشديدة ممثلة في نظرية ديناميكا اللون الكمومية QCD بدون الجاذبية يسمى نظرية التوحيد العظمى ( Grand Unified Theory). ويحث على هذا التوحيد بينهم التشابه الكبير للمعادلات الرياضية التي تصف كل منهم على حدة.

وكما نرى فلم تدخل فيهم قوة الجاذبية بعد والتي هي خاصة مميزة لجميع الأجسام والجسيمات . ومن المفروض إدراج الجاذبية في تلك النظرية حيث أن امتداد تاثير كل من تلك القوى عند حدود الطاقة العالية ، أي عند طاقة أعلى من نحو 10¹⁹ مليار إلكترون فولت تتساوى جميعها . وتصبح كل منها بنفس القوة مع اختلاف أصولها .

وحاليا لا توجد وسيلة للتحقق من إمكانية نجاح تلك النظرية إلا من خلال مشاهدة الظواهر الفلكية. كما يأمل العلماء التوصل عن طريق مصادم الهدرونات الكبير CERN الذي تم بناؤه حاليا وبدأ عام 2009 العمل في تحقيق تقدم على مسيرة تطوير نظرية الكون . ^[١]

والمفروض أن تجمع تلك النظرية الكونية (نظرية كل شيء) الظواهر الطبيعية الآتية ، وتقوم على تفسيرها:

أن تصف التناظر العظيم وجوهره الأساسي .

تفسير طبيعة المادة المظلمة ، وتفسير التطور الذي حدث للكون منذ نشأته وعلى الأخص مراحل تكونه.

أن تجمع بين نظرية التوحيد العظمى و نظرية الجاذبية الكمومية ،

أن يكون في موسوعها تفسير كتل الجسيمات الأولية وحساب الخواص الأخرى للجسيمات ،

أن يكون في موسوعها حساب الحالات الانفرادية للمادة ،

أن تربط بين النظرية النسبية ونظرية نيوتن .