نظرية التفعيل واللاتفعيل

• في الميكانيكا الكلاسيكية

لا يمكننا إنكار فضل الميكانيكا الكلاسيكية في تفسير حالة الأجسام الإستاتيكية والديناميكية وهذا ما يمكننا تطبيقه ، ففى مثل الظروف التى يمكننا تطبيق الميكانيكا الكلاسيكية يمكننا تطبيق قانون إنحفاظ الطاقة حيث أن الطاقة المفعلة لحركة الجسم هى طاقة الحركة والطاقة المثبطة له هى طاقة الإتزان ومجموعهما يجب أن يكون قيمة ثابتة ، وسنضرب مثالاً لقذف جسم في الهواء كالتالى :
فلنعتبر أن هناك متغيرين هما الإرتفاع والسرعة ويتغيران بمرور الزمن ، لذا سنشتق الطاقة بالنسبة للزمن على طول القذف سنجد أن :
لأن الطاقة ثابتة كما أوضحنا بالأعلى ، وسنشتق كلاً من السرعة والإرتفاع بالنسبة للزمن ، كالتالى :
ومنها
ونجرى التكامل على الطرفين كالتالى :
ومنها ينتج أن :
أى أن الطاقة المفعلة لها طاقة مثبطة وذلك بشهادة الميكانيكا الكلاسيكية على ذلك ، وهذا يتطابق مع الشرط الثانى وهو مصاحبة التثبيط للتفعيل

• في النظرية النسبية

نؤمن بأن الطاقة والزخم الحركى محفوظان ولكن في حالات خاصة ، ولهذا فإن طاقة ستساوى الصفر وحتماً يجب أن يكون هناك مثبط معاكس لهذه الطاقة ويساويه لجعل القيمة تساوى الصفر ، فعند هذه الحالة يمكننا القول بأن :
ولكن في حالات ما نكون هناك تسارع نحو سرعة الضوء فالزخم لا يكون محفوظاً ولا الطاقة أيضاً ، وهنا تبدأ الطبيعة في تثبيط الطاقة المكتسبة حتى تمنعها من الوصول لسرعة الضوء ، كما أن العالِم ستيفن هوكينغ في فيديو له قال :” عندما نفكر في الرجوع بالزمن بإستخدام قطار الزمن ، فأى حركة داخل القطار من الركاب سيتم تبطيئها حتى لا تصل إلى سرعة الضوء “ لذا فإن التثبيط شىء مهم في كوننا وينطبق على كل شىء في الكون.

• في ميكانيكا الكم

من أهم قواعد ميكانيكا الكم هو مبدأ اللاتعيين لهايزنبيرغ وإعتماداً عليه أمكننا الكشف عن ما يسمى بالجسيمات الإفتراضية والتى تفنى بعضها بعضاً ولكن سنربط الآن هذه الظاهرة بمعادلة النسبية الخاصة لآينشتاين  لإثبات أن الجسيمات هى أيضاً طاقة ، فعند نشوء جسيم a يجب أن ينشأ له جسيم b مخالف له أو مثبط له ولهذا فعند تفاعلهما يحدث لهما إفناء.

• في الفيزياء الفلكية

يؤمن الفيزيائيون الفلكيون بأن محصلة الطاقة بالكون هى ليست إلا صفر أى أن  وهذا لا يعنى تفانى الطاقة ، ولكن يعنى فقط أنه يوجد طاقة موجبة بنفس المقدار للطاقة السالبة ، والتى ندعوها هنا طاقة تنشيط لحالة وتثبيطها

شـىء مـن لاشـىء

يميل الفيزيائيون إلى أن أصل الشىء هو اللاشىء ، وللوهلة الأولى قد نرى أن هذه فكرة غير فيزيائية حيث أن العدم لا يولد أى شىء ، ولكننا نعنى في الحقيقة لاشىء بمعنى آخر ، نرمز أحياناً أنه فراغ مكمم به طاقة ، وسنبسط بعض انواع الفراغات التى قد تكون مفيدة في هذا الأمر....

• الفراغ النسبى البعدى

هذا النوع من الفراغ يسمح بوجود الجسيمات وهو معتمد على الأبعاد المكانية ، بحيث أن الأبعاد المكانية يُعبر عنها بأعداد حقيقية تنتمى إلى

• الفراغ النسبى اللابعدى

هذا النوع من الفراغ يسمح بوجود الجسيمات وهو لا يعتمد على الأبعاد المكانية ، بحيث أن الأبعاد المكانية يُعبر عنها بأعداد تخيلية ، وهذا وفقاً لإقتراح الفيزيائى ستيفن هوكينغ

•الفراغ المطلق اللابعدى

هذا النوع من الفراغ لا يسمح بوجود الجسيمات وهو لا يعتمد على الأبعاد المكانية أيضاً ، وهو من وجهة نظر الفيزياء غير معترف به ، ولا يمكن له أن يتسبب بظهور شىء ، لأنه لا يوجد داعٍ أو مسبب لهذا فيه.
والآن وقد عرفنا الفراغات وأعطينا لها تعريفاً يمكننا أن نقول بأننا نقصد باللاشىء هو الفراغ النسبى اللابعدى عند حديثنا عنه خارج الكون ، لأن الأبعاد غير موجودة خارج الكون ، ولكن عندما نرمز للاشىء بالفراغ النسبى البعدى فنحن نتحدث عما هو بداخل الكون الذى يعتمد على أبعاد مكانية.
يذهب كل من لورانس كراوس و ميتشيو كاكو وغيرهم إلى إمكانية الحصول على كون من لاشىء ، وهذا يتم عن طريق تموجات في الطاقة لذا فإن الطاقة هى الجوهر الذى يبنى عليه الوجود بأسره.

• تجارب حياتية لتحول اللاشىء لشىء

ليس بالغريب علينا أننا نعلم أن جميع الأشياء تتكون من ذرات والذرات نفسها تتكون من نظام معين من سحابة إلكترونية فيها أوربيتالات تدور حول النواة ، ولو تعمقنا قليلاً إلى داخل النواة نجد أنها تتكون من بروتونات ونيوترونات ، وهنا نتعمق أكثر إلى داخل البروتون ، فالبروتون معظمه فراغ وفي ذلك الفراغ المضطرب جسيمات تدعى كواركات ، هذه الكواركات بنفسها تقوم بالقفز للوجود وتختفى إلى اللاشىء في أوقات لا تدرك.
وقد نستنتج من هذه التجربة أننا كمواد بيولوجية تتكون من ذرات نظهر من اللاشىء ونرجع إليه في أوقات لا تدرك ، وهذه الفكرة جنونية لكنها الواقع.
وأيضاً لم يقتصر الأمر على هذه التجربة فقط ، بل هناك الفضاء الخارجى أو الفراغ المحيط بالأجرام السماوية ، إذ ظن علماء الفلك سابقاً أن هذا الفراغ كان أثيراً ثم أعتبروه فراغ لا يحتوى على أى شىء وينتقل خلاله الضوء ، ولكن هذه الفكرة تطورت إلى أن عرفنا أن الفراغ المحيط بالأجرام السماوية هو فضاء مضطرب ميكانيكياً وتظهر فيه الجسيمات وتختفى مثلما يحدث بالضبط مع البروتونات ، وأمكن تفسير ذلك بأن الفراغ نفسه طاقة ، فتتحول إلى كتل وبعدها تتكون الجسيمات بشحنات مختلفة تفنى بعضها البعض ، لذا فهذا يدعونا إلى أن نضع في الحسبان أن مثل هذه الأشياء قد تتوقف عن الظهور في وقت ما.
وسأقص عليك تجربة أخرى ولكنها ليست تجربة حياتية ، لكنها تجربة عملية فيزيائية كانت للعالم كازيمير فيما عرفت بإسم تجربة تأثير كازيمير وفيها يوجد لوحين غير مشحونين متقابلين في الفراغ ، ولاحظ أن اللوحان يقتربان ولكن لا ينطبقان ، فعلم أن هناك ما يعرف بالفوتونان الإفتراضية قد خلقت وقامت بالضغط على اللوحين لينطبقا ، والفوتونات الداخلية قامت بالضغط على اللوح للخارج حتى لا ينطبقا ، وهذا يسمى ضغط كازيمير.

• دور النظرية في التموجات الكمومية

تشرح لنا النظرية أن الجسيمات الحاملة للتأثير كانت موجودة خارج الكون في صورة غير نشطة ، وكما ذكرنا لتحويلها إلى صورة نشطة نحتاج إلى طاقة تفعيل ، وتصاحب طاقة التفعيل هذه طاقة تثبيط كما ذكرنا سلفاً ، ولكى يتم إنتاج الكون يجب أن تكون طاقة التفعيل أكبر من طاقة التثبيط.
تتنبأ النظرية بأن التموجات الكمومية قادرة تماماً على تنشيط جسيمات حاملة للتأثير ومن ثم تظهر التأثيرات في ظهور الكون ، في الإنفجار العظيم

• إستنتاج معادلة الطاقة الحرجة للجسيم الحامل للتأثير

فإذا رمزنا لطاقة التنشيط بـ Eact ، ورمزنا لطاقة التثبيط بـ Edea ، فعند حاصل طرحهما ينتج فرق الطاقة بينهما ، فإن كان موجباً تحدث عملية التشيط وإن كان سالباً تحدث عملية التثبيط :
وسنعبر عن الزمن بأنه زمن تخيلى أى أن  ، وسنكتب المعادلة كالتالى :
 (1)
فشرط التفعيل هو أن يكون  ، فإن كان العكس فيجب علينا أن نكسب الجسيم مقداراً من الطاقة تساوى طاقة التثبيط مضاف إليه مقدار الطاقة الحرجة لتنشيطها :
 (2)
نعوض في المعادلة (1)
(3)
سنضرب المعادلة في الدالة الموجية، لأننا لا نعلم عنها شىء وستكون في حالة وضع فائق للـتموجات الكمومية،وستكون :
 (4)
نشتق المعادلة السابقة لتحويلها لصورة تفاضلية جزئية :
 (5)
نلاحظ أن النتيجة الإشتقاق مجاله غير معرف في الدوال الحقيقية ، أو أن الدالة غير موجودة في الأعداد الحقيقية ، ولكنها تخيلية ، أى ليس لها وجود نسبياً ، وهذا يعنى أن الطاقة الحرجة للتفعيل ستكون كمية غير محددة في مجموعة الدوال الحقيقية ، لكن في الدوال التخيلية المعقدة يمكن أن نعطى لها قيمة ، وفوق كل ذلك فالطاقة الحرجة دائماً تكون أكبر من المقدار الموجود على اليمين.
نعلم الآن أن قيمة الطرف اليسار يجب أن تكون أكبر من هذا المقدار الذى على الطرف الأيمن ولكن لو فكرنا قليلاً ، سنجد أن طاقة التثبيط ستكون لها قيمة حرجة أيضاً وستكون بنفس الشكل ولكن بوضع سالب في الطرف الأيمن وإقلاب علامة المقارنة ، فسيكون هناك جزء لا فيه تثبيط ولا تفعيل وذلك الجزء هو ما بين المجالين وهو الفترة المفتوحة لـ  ، عندها تكون الجسيمات في حالة إتزان لا متثبطة ولا مفعلة.

• زيادة الطاقة المكتسبة بدرجة كبيرة

إذا زادت الطاقة المكتسبة بدرجة كبيرة فهذا يجعل الجسيم يتصرف بطريقة غريبة وتظهر تأثير غير الذى تكفل بحمله ، أو تأثير عكسى لذلك التأثير.

تفسير النظرية للتضخم الكونى

يؤمن الفيزيائيون أن بعد حقبة بلانك حدث للكون تضخم سريع وكبير غير متوقع ، وهذا لحل معضلة ما إن كان الكون سيفنى بتفاعلات المادة والمادة المضادة في بادىء الأمر، وما هو الآن موجود يبين أن المادة قد نجت بالفعل وكذلك المادة المضادة، ولكن لا احد يعلم السبب وراء هذا التضخم الكبير المفاجىء.

• الجاذبيـة والتوسع الزمكانى

قصة الجاذبية والتوسع الزمكانى كانت فكرة داحضة لحدوث التضخم ، لأن الجاذبية يجب عليها أن تكبح توسع الكون كما بينت لنا معادلات فريدمان وكذلك معادلات النسبية العامة ، فهذه تشكل معضلة أخرى ، ولكن لا سبيل لنجاة المادة  إلا بالتضخم ، معنى ذلك أن في ذلك العصر كان هناك شذوذ في خواص القوى الفيزيائية آنذاك.

• شـذوذ خواص القــوى

لقد افترضت النظرية منذ البداية أن لكل تأثير له جسيم خاص يحمله ويتم تفعيله بمقدار من الطاقة ، ولو زادت هذه الطاقة بشكل كبير قد يقوم بتأثير عكسى.
نحن الآن نفترض أن للجاذبية جسيم حامل لها يسمى غرافيتون ، والطاقة الكلية للكون كبيرة جداً بالنسبة لنوع واحد فقط ، واكتساب هذه الجسيمات طاقة كبيرة بهذا الشكل أدى بدوره إلى إظهار تأثير عكسى لعمله ، فالجاذبية لم تعمل على كبح تمدد الكون بل ساعدت على توسعه بشكل كبير وحال ما تتم فقد الطاقة الزائدة تعود إلى طبيعتها الفيزيائية لكبح التوسع الكونى ، وكل هذا يقع تحت مبدأ الإحتمال.

جسيمات الأبعـاد

تبدو هذه الفكرة غير واضحة قليلاً لكن الحق أنه حسب افتراض النظرية وجب عليها ألا تستثنى شىء له تأثير بأن يكون له جسيم خاص به، مما يقتضى لنا بأن نقول أن الأبعاد نفسها لها جسيمات ، لعدة أسباب ، منها أن الأبعاد قد تتوقف عن الظهور مثل الجسيمات الإفتراضية ، لأن المكان نفسه يكون مضطرباً وغير ساكن ، وهو نفس الشىء الذى يحدث بالنسبة للجسيمات عموماً ، وكما أن للأبعاد تأثير واضح في الظواهر الفيزيائية حيث تسمح للحركة بالظهور ومنها إلى باقى الكميات الفيزيائية ، فالجسيمات التى نفترضها هى جسيمات تختص بحمل الأبعاد.
نرى أنه من المشهود أن الطاقة التى تنشطها هى الطاقة المظلمة ومثبطتها هى المادة المظلمة ، وهذا يتوافق مع إفتراضاتنا ولكن حتى الآن لم يتم الكشف عن هذه الجسيمات ولم يُدرك وجودهـا إلى الآن هـذا مجـرد إفتـراض.

• مجـال الجسيمات البُعدية

للجسيمات البعدية المفعلة مجال مُفعَّل حولها فيه تظهر الخواص المكانية والزمانية وقد يمتد التأثير بزيادة الطاقة إلى أن يصل إلى حالة شذوذ إن زادت عن حد معين.
وليس الجسيمات البعدية فقط هى التى تمتلك مجالاً بل أن جميع الجسيمات المفعلة التى لها تأثير تتميز بمجال ، ومجال الجسيمات البُعدية قد يتوافق بشكل كبير مع النسبية الخاصة  بأن الزمن يكون نسبياً من نقطة إلى أخرى وكذلك يكون متوافق مع مبدأ السرعة النسبية ، وهـذا واضح جـداً في كوننـا ، لأن الظواهر النسبية تحكم عالمنا.

• إنحلال الجسيم إلى جسيمات أقل

نشهد دائماً ظواهر الإضمحلال للذرات ، وهناك إضمحلال ولكن يسمى إضمحلال الجسيمات ، وهذا الإضمحلال ينتج عنه جسيمات أقل في الكتلة وكذلك يتولد جسيمات أخرى بخواص مختلفة ، وهذا هو المتوقع في ظهور القوى الطبيعية الأساسية ، حيث أنه كان هناك جسيم واحد إضمحل إلى جسيمات أدت إلى ظهور القوى الأربعة الأساسية.

• تفاعلات المجالات

ملحوظ جداً في كوننا أن المجالات تتفاعل ، فمثلاً الجسيمات نفسها تتفاعل مع مجال هيغز وتكتسب كتلة ، ولكن ما أعنيه هنا هو تفاعل مجال جسيم مع مجال جسيم آخر، وكتطبيق على هذا فإن جسيمات الأبعاد تتفاعل مع جسيمات الجاذبية لإظهار إنحناء الزمكان ، وقد يبدو لنا الآن أننا وحدنا مفهوم الجاذبية بين ميكانيكا الكم والنسبية العامة.
وكتوقع بأن الجسيمات ستتفاعل مع بعضها وتشكل ظواهر فيزيائية جديدة لم يسبق رصدها من قبل ، وهذا ما يجعل الفيزياء غير واضحة الحدود.

• يمكن تخليق كون من لاشىء

وهذا وفق ما ذكرناه بالأعلى عبر التموجات الكمومية ، التى تكسب الجسيمات طاقة كافية لتنشيطها

• تعريف الكون من النظرية

«الكون هو تجمع لجسيمات حاملة لتأثيرات، اكتسبت طاقة كافية لتفعيلها »

• تعريف الوجود والعدم في ضوء النظرية

الوجود : هو عملية ناتجة عن تنشيط جسيمات وعملها
العــدم : هى عملية ناتجة عن تثبيط جسيمات وعملها ، أو في حالة الإتزان.