حل بولشينسكى لمعضلة اشعاع الثقب الاسود

نظرية الثقالة الكمومية theory of quantum gravity هى هدف كل الفيزيائيين النظريين المشتغلين بالفيزياء النظرية العميقة انطلاقا من العلماء العباقرة المتفوقين الذين يسير علمهم و ارادتهم و قدرتهم هذا المجال وصولا الى الباحثين العاديين من امثالنا.

و الثقالة الكمومية تهدف الى التوحيد بين نظريتى النسبية العامة و الحقول الكمومية.

وتذكروا فان نظرية النسبية العامة هى تعميم للنسبية الخاصة نحو هندسة و انحناء الفضاء-زمن.

اما نظرية الحقول الكمومية فهى تعميم للميكانيك الكمومى نحو الحقول النسبية.

و فى الثقافة الشعبية فان نظرية الثقالة الكمومية تسمى نظرية كل شيء theory of everything لانها سوف تصف كل شيء مادى فى الكون. بل انهم يعتقدون انها سوف تصف الوعى نفسه -وهم بذلك يفترضون ان الوعى و العقل و الفكر و الروح هى كائنات مادية فى النهاية-.

لكن الذى اريد ان اؤكده فى هذا المنشور ان اهم شيء سوف تصفه نظرية الثقالة الكمومية هى مفردة الانفجار الاعظم big bang و مفردة الثقوب السوداء black holes.

و المفردة singularity تعنى النقطة التى تبدأ او تنتهى عندها الاشياء.

ومفردة الانفجار الاعظم هى مفردة عارية naked singularity نستطيع ان نراها -مثلا عبر اشعاع الخلفية الميكروى microwave background radiation اى اشعاع ال CMB الذى يتخلل الكون و عبر هذا التوسع المتسارع accelerating expansion الذى نرصده للكون-. و هذه المفردة هى بالضبط المفردة التى ابتدأ عندها الزمن و الفضاء نفسهما اللذان نعيش فيهما.

اما مفردة الثقوب السوداء فهى مفردة مخفية hidden singularity ينتهى عندها الفضاء-زمن كبنية هندسية اى ينتهى وجوده و كينونته لكن سوف ينتهى ايضا عندها الزمن نفسه الذى نعرفه لان الثقوب السوداء هى آخر شيء سوف يموت فى الكون.

ومفردة الانفجار الاعظم هى اهم بالنسبة للكسومولوجيا.

اما مفردة الثقوب السوداء فهى أهم بالنسبة للميكانيك الكمومى و تفسيره و اسسه.

بالخصوص بالنسبة لنا هنا فان معضلة ضياع المعلومات فى الثقوب السوداء black holes information loss paradox اى مسألة امكانية ضياع المعلومات فى مفردة الثقب الاسود هى اهم مسألة تخص الثقوب السوداء و هى ذات علاقة وثيقة بمعضلة الرصد الكمومى quantum measurement paradox اى دور الوعى فى عملية الرصد و القياس بصفة خاصة و دوره فى الفيزياء بصفة عامة و فى الكون بصفة اعم.

معضلة ضياع المعلومات فى الثقوب السوداء و معضلة الرصد الكمومى هما اعظم معضلتين تواجهان الفيزياء النظرية التى تبقى أهم اهدافها على الاطلاق هو ايجاد نظرية الثقالة الكمومية.

و لذا فانك تجد من يتناول نظرية الثقالة الكمومية بالدراسة يدرس و يهتم بالثقوب السوداء اكثر من اهتمامه بأى شيء آخر.

ولهذا فاننى على هذه الصفحة و على مدار سنوات طويلة ناقشنا هذه المعضلة من مختلف الزوايا و تناولنا بالنقاش مختلف الاكتشافات التى تمت فى هذا المضمار و كثير من هذه الاكتشافات وقعت خلال السنوات الاخيرة فقط منذ افتتاح هذه الصفحة عام 2016.

اولا كنا قدمنا فى عام 2016 على مستوى الماستر 2 نظرى بجامعة عنابة محاضرات بيداغوجية مستفيضة حول معضلة ضياع المعلومات فى الثقوب السوداء و قد ظهرت هذه المحاضرات فيما بعد كأهم و اكبر فصل فى كتاب النسبية العامة الذى نشره المعهد البريطانى للفيزياء IOP.

ملخص هذه المحاضرات بالعربية موجود هنا

https://badisydri.blogspot.com/2016/12/blog-post_6.html

ثم ناقشنا خلال السنوات الموالية اكتشافات الجدار-النارى firewall و ال ER=EPR و علاقة كل ذلك بتفسير و اسس الميكانيك الكمومى فى كتابات و ندوات مختلفة.

ثم قدمت فى عام 2018 محاضرات اخرى على مستوى الماستر 2 فيزياء نظرية فى جامعة عنابة تناولنا فيها التشابك الكمومى quantum entanglement و الثنائية الثقالية-المعيارية gauge-gravity duality فى مثالها الاشهر المعروف باسم التقابل AdS/CFT و دورهما فى انبعاث emergence الفضاء-زمن هذا الانبعاث الذى يلعب دورا محوريا فى حد ذاته فى معضلة ضياع المعلومات فى الثقوب السوداء.

هذه المحاضرات نشرت هى الاخرى مع المعهد البريطانى IOP كفصل فى كتاب نظرية الحقول الكمومية. تجدون الفصل حرا و مفتوحا هنا

https://www.researchgate.net/.../355222796_On_the_AdSCFT...

ملخص هذه المحاضرات بالعربية هنا

https://badisydri.blogspot.com/2018/07/blog-post_12.html

ثم ابتدأنا عامى 2019 و 2020 النقاش حول حل معضلة ضياع المعلومات فى الثقب الاسود الذى كان قد ابتدأه بولشينسكى Polchinski مع تلاميذه قبل وفاته بقليل ثم واصل الحل من بعده تلاميذه و على رأسهم الفيزيائى النظرى الاماراتى احمد المهيرى و غيره.

هذا الحل الذى قدمه بولشينسكى و تلاميذه هو حل نهائى فى اطار نماذج معينة تعيش فى بعدين و هو حل لا يحتاج بالضرورة الى نظرية الاوتار الممتازة رغم انه ابتدأ منها.

خلاصة الحل انه ليس هناك ضياع للمعلومات فى الثقب الاسود بحيث ان اشعاع هاوكينغ Hawking radiation خارج الثقب مرتبط correlated عبر التشابك الكمومى مع المعلومات التى دخلت وراء افق الحدث event horizon.

فى هذا الحل فان افق الحدث يلعب دورا اكثر اهمية من مفردة الثقب الاسود.

هذا الحل يعتمد على كثير من الفيزياء الاساسية من اهمها: انبعاث الفضاء-زمن spacetime emergence, المبدأ الهولوغرافى holographic principle, التشابك الكمومى quantum entanglement, الثقوب-الدودية worm-holes, و الحاسوبية الكمومية quantum computation.

هذا الحل الذى ابتدأنا نقاشه هنا منذ سنوات سوف نرجع باذن الله الى تفصيله على هذه الصفحة فى منشورات قادمة ان شاء الله فترقبوه.

https://www.researchgate.net/.../311428161_Hawking...

العقل و السفر فى الزمن

 لا يمكن لأى احد ان يدعى معرفة كنه العلاقة بين الزمن و العقل. لا فيلسوف و لا عالم. و من ادعى ذلك فهو كاذب و مغرور.

ثم من هو اقوى هل هو الزمن ام العقل.

ثم هل الموت جزء من الزمن ام انه مرحلة للعقل.

ثم سؤال الاسئلة الذى هو خلاصة كل الاسئلة: هل يمكن فعلا السفر فى الزمن و تغيير الماضى. و هل يمكن ان يسافر احد من المستقبل الى الحاضر من اجل تغييره. نحن نتقبل هذه الفكرة الاخيرة -السفر من المستقبل الى الحاضر- لكن نجد صعوبة فى تقبل الفكرة الاولى -السفر من الحاضر الى الماضى- رغم انهما من الناحية الفيزيائية و الفلسفية متكافئان تماما.

واذكر هنا اننا ناقشنا فى الماضى معضلة السفر فى الزمن و أكدنا انها مسألة وجيهة جدا فلسفيا و فيزيائيا. و اهم واقوى الاعتراضات الموجودة امام هذه الامكانية كما ذكرنا هو قانون السببية.

ثم ايضا ماهى العلاقة بين العقل و اللاعقل اى الجنون.

بل ان ماهية العقل لا يمكن سبرها فعلا بشكل حقيقى عميق الا اذا درسنا الامراض النفسية و العقلية و بخاصة السكيزوفرينيا و الانفصام.

ربما الذى يراه مرضى السكيزوفرينيا اكثر حقيقية مما نراه نحن. أليس عالم الخيال عند بعض الفلاسفة اكثر حقيقية من عالم المادة. بل ان بعض الفلاسفة قارن بين الجنون و النبوة. وقد اتهمت قريش قديما النبى صلى الله عليه و سلم بالجنون.

وربما التعدد فى الشخصيات او الانفصام او بالاحرى الشرخ فى الشخصية قد يصل الى عدد لانهائى من الشخصيات المختلفة و هذا هو -الفيلق او ليجون legion- وهو عنوان المسلس ادناه و هو من انتاج مارفل Marvel مع أف أكس FX.

ثم عندما نسافر فى الزمن فهل الوعى الحالى عند التقائه بالوعى القديم يقع عنده فناء الوعيين وتحولهما الى طاقة روحية مثلما انه عند التقاء الالكترون و البوزيترون يقع فنائهما معا و تحولهما الى طاقة.

اذا كان الوعى الحالى مختلف فعلا عن الوعى القديم مختلف فعلا عن الوعى المستقبلى الا يعنى هذا ان الوعى مختلف فى الزمن اى ان الهوية او الشخصية تتعلق بالزمن.

اذن السفر فى الزمن يؤدى هو الآخر الى انفصام اخر فى الوعى -انفصام عابر للزمن- مختلف بل اكثر خطورة من الانفصام الذى قد يعانيه الوعى فى الحاضر.

هل الهوية ثابتة فى الزمن ام انها متغيرة يعنى هل انت فى هذه اللحظة هو نفس الشخص الذى سيكون بعد عشرين سنة و هو نفس الشخص الذى كان قبل عشرين سنة.

اذا كان السفر فى الزمن ممكن -اى اذا كان العقل اقوى من الزمن- فان هذا يعنى ان الوعى او الهوية متغيرة فى الزمن و هذا بحد ذاته يعنى انه يمكن تغيير الماضى كما انه يمكن التأثير فى المستقيل.

هذا يؤدى بنا الى التشكك فى حقيقة المسؤولية و بأى وعى تتعلق فى الاخير. مثلا لماذا انت بعد عشرين سنة مسؤول عما تقوم به الآن فى الحاضر رغم انه يبدو بديهيا انك الآن فى الحاضر مسؤول عما قام به وعيك منذ عشرين سنة.

كل هذه المسائل الشائكة جدا يناقشها هذا المسلسل الذكى جدا و الجمالى جدا فهو يدرس هذه المسائل بشكل فنى ادبى يسمح بعيدا عن تعقيدات الفلسفة و الفيزياء النظرية.

وهذا المسلسل فى رأيى هو من افضل مسلسات السوبرهيرو و المارفل بالخصوص و التى لا يعجبنى انتاجها بشكل عام. لكن هذا العمل وجدته استثناء بأتم معنى الكلمة.

الموسم الثالث هو اهم موسم على الاطلاق و هو حتى من الناحية الدراميو افضل موسم.

عنوان المسلس هو -فيلق او ليجون- و بطله رجل اسمه دايفيد يعانى من المرض العقلى ثم يكتشف ان مرضه العقلى هو فى الحقيقة سوبرباور superpower - عبارة عن تيليباثى telepathy اى تأثير العقل فى و على المادة-.

يكتشف دافيد بعد ذلك انه يعانى فعلا من مرض الانفصام لكن مرضه العقلى الآخر تسبب له فيه فيروس عقلى هو فى حد ذاته رجل اسمه فارق يتميز هو الآخر بسوبر باور و قد كان تمكن من عقل دايفيد و احتله عندما كان رضيعا بعد صراع مع والد دايفيد.

دافيد يتغلب فى الاخير على فارق و يطرده من عقله.

ثم يتحول الى بطل hero مدافع عن الحق و العدل و الخير ثم يتحول بعد ذلك الى البطل-الضدى anti-hero بعدما يعلم الجميع انه سيتسبب فى المستقبل بباطل و ظلم و شر كبير و يقوموا بسبب ذلك بالضغط علي دافيد رغم انه لم يفعل شيء بعد.

تحت تأثير كل هذا الضغط و تحالف اصدقائه مع فاروق ضده لاعادة التحكم فيه و وضعه فى المصحة العقلية فان دايفيد يثور فى الاخير على الجميع و يتغلب عليهم جميعا لانه اقوى منهم مجتمعين و يتحول بالفعل الى بطل-ضدى رغم ارادته.

لكن دايفيد يرفض مصيره المحتوم الذى حكمت به عليه حتمية المستقبل.

و يبدأ بذلك دافيد عن البحث عن جن الزمن -التى هى كائنات تعيش فى الفضاء-زمن عكس الانسان الذى يعيش فى الفضاء و الزمن- و يجدهم و يسعى معهم الى تغيير الماضى رغم تهديد آكلات الزمن لكل هذا الوجود فى كل مرة يسافر فيها دايفيد الى الماضى و يحاول تغييره.

دايفيد بقدراته العقلية الجبارة يتغلب على آكلات الزمن نفسها -التى تعيش بين الفضاء و الزمن-.

بعد صراع شديد مع آكلات الزمن و مع فاروق و مع اصدقائه القدامى و بمساعدة والده -بروفيسور زافيير من افلام الأكس مان- ينجح دايفيد فى مهمته بعد موافقة و رضا من الكون -وهذا ما اخبر به جن الزمن- و هذا النجاح ينطوى على مسح جميع ذلك التاريخ و منه دافيد نفسه و فاروق و كل شيء آخر و اعادة الكرة من جديد و كأن شيء لم يكن ابتداءا من لحظة ولادة دافيد.

اذن الموت و السببية ليس لهما اى حقيقة حسب هذا التصور. اما كل الحقيقة فهى تكمن فى الحرية و الوعى. اذن الحرية هى منبع الوعى و الحريةهى ليست السببية رغم ان السببية احد منابعها. ام الزمن فهو منبع كل شيء مادى و منه السببية.

بصراحة وجدت هذا المسلسل من انجح كتابات السفر فى الزمن التى وقعت عليها قراءة او مشاهدة.

وعلى التذكير ان صعب كتابات الخيال العلمى على الاطلاق هى كتابات السفر فى الزمن.

https://www.imdb.com/title/tt5114356/?ref_=vp_close

الميكانيك الكمومى على الشبكة و الثقالة الكمومية المصفوفية 7

 المحاضرة 7

فى هذه المحاضرة نقدم خوارزمية المونتى كارلو الهجينة العقلانية rational hybrid Monte Carlo algorithm بشكل بيداغوجى مع تفصيل فيزيائى و رياضى و حاسوبى كامل.

نقدم مثلا الشفرة الخاصة بالميكانيك الكمومى واس-زومينو المتناظر بامتياز supersymmetric Wess-Zumino quantum mechanics كنموذج نموذجى.

نشرح ايضا خوارزميتى ريماز Remez و التدريج المرافق conjugate gradient بتفصيل كاف.

هذا النموذج هو تحضير قبل الذهاب الى نماذج الميكانيك الكمومى المصفوفى التى تلعب دورا حاسما فى الثقالة الكمومية quantum gravity حسب الثنائية الثقالية-المعيارية gauge-gravity duality و التقابل correspondence الشهير ب AdS/CFT.

من اجل فهم هذه المحاضرة تحتاجون الى المحاضرة رقم 3 بالخصوص.

بهذه المحاضرة نكون قد ختمنا هذا الموضوع الى حد ما.

للاشارة هذا موضوع شائك يطول فيه النقاش لم ينتهى فهناك اشياء كثيرة جدا لم اذكرها.

لكن كمدخل للثنائية الثقالية-المعيارية على مستوى نماذج الميكانيك الكمومى المصفوفى فان هذا الذى قدمته يعتبر كافى جدا.

وبهذا اكون قد اكملت مهمتى التى كلفت بها نفسى فى تقديم دليل تفصيلى بيداغوجى للمهتمين لن تجدونه فى اى مكان يقينا.

https://www.researchgate.net/publication/368850124_Lattice_Quantum_Mechanics_and_Matrix_Quantum_Gravity_Project_and_Resources