أينشتاين و التشابك الكمي

أينشتاين و التشابك الكمي

1- نظرية النسبية - أفكار غير مألوفة

ذكرت نظرية الجاذبية لنيوتن أن الجاذبية تعمل عن بعد وبشكل لحظي . لكن أينشتاين أظهر للعالم، عن طريق نظرية النسبية العامة أن الأمر ليس كذلك. فقد بيّنت نظريته العامة للنسبية أن الجاذبية تعمل عن طريق الإنتقال بسرعة الضوء ولا تعمل عبر مسافات طويلة بل تعمل فقط محليًا في الفضاء المنحني.

ففي نوفمبر 1915 ، قدم ألبرت أينشتاين نظريته العامة للنسبية للأكاديمية البروسية  للعلوم ببرلين ، إنها النظرية التي أحدثت ثورة في نظرتنا للكون.

أعادت نظرية أينشتاين نظرتنا للجاذبية بطريقة جديدة تمامًا ، فقد اتت بفكرة تختلف اختلافًا عميقًا عن النظرية المقبولة آنذاك ، التي وضعها إسحاق نيوتن في عام 1686.

أدت نظرية نيوتن دورها بشكل جميل في وصف مجموعة من ظواهر الجاذبية ، من مدارات الكواكب والمذنبات حول الشمس إلى المد والجزر وغيرهما. ولا يزال مهندسو الصواريخ يستخدمون نظرية نيوتن لحساب مساراتهم للوصول إلى كواكب وأقمار أخرى في النظام الشمسي. لكن نظرية نيوتن تبدأ بالفشل فقط عندما تكون قوى الجاذبية كبيرة للغاية ، وبعيدة عن حياتنا اليومية.

2- استبدال نظرية الجاذبية النيوتونية

إن من أبرز أفكار نظرية نيوتن هو فكرة أن الظواهر الفيزيائية يمكن أن تعمل "عن بعد" دون وجود ضروري لوسط ناقل، إذ يفترض نيوتن أن أي جسمين هائلين يمكن أن يجذبا بعضهما بشكل فوري وبدون أي تأثير مباشر على بعضهما البعض، فمثلا إن الشمس تسحب الأرض والقمر دون أن تلمسهما. وهي تفعل ذلك بسرعة لا نهائية . 

عندما سأل الناس نيوتن كيف يمكن لشيء ما أن يؤثر على شيء آخر دون لمسه، أصبحت إجابته هكذا: " حتى الآن لم أتمكن من اكتشاف السبب الجذري لهذه الخصائص ، ولم أضع أي فرضية". 

فقد اختار نيوتن بذكاء شديد ، عدم التكهن ، نظرا لأنه ليس لديه بيانات تساعده.

لم يقتنع أينشتاين بذلك، فوفقا لنظريته النسبية الخاصة (عام 1905) ، لا شيء يمكن أن يسافر أسرع من الضوء ، ولا حتى الجاذبية. 

لذلك، لا بد من أن ينتشر تأثير قوة الجاذبية بسرعة الضوء على الأكثر وألا يكون لحظيًا أبدًا. 

علاوة على ذلك ، من خلال ربط الجاذبية بانحناء الفضاء ، تمكن أينشتاين من دحض فكرة "التأثيرعن بعد بسرعة لانهائية" أو ما يعرف بالتأثير الشبحي. 

فقد أكد أن الفضاء يمكن اعتباره نسيجا متشابكا وأن الجاذبية ماهي إلا استجابة للتحرك في هذا الفضاء الممتد، مثل طفل ينزل على مزلقة.

لا نيوتن ولا أينشتاين ولا أي شخص آخر في هذا الشأن يعرف سبب جذب المادة للمادة. لكن النسبية العامة لأينشتاين  دحضت فكرة نيوتن حول الجاذبية، محولة اياها إلى تفاعل بين الأجسام في نطاق معين.

كان كل شيء على ما يرام حتى دخلت ميكانيكا الكم إلى اللعبة.

3- عودة التأثير "الشبحي"

في نفس الوقت الذي كان فيه أينشتاين بصدد دحض نظرية الإنتقال "الشبحي"  لتأثير الجاذبية، بدأت ميكانيكا الكم في الصعود والظهور على الساحة العلمية. 

من بين العديد من السلوكيات الغريبة التي تتّسم بها ميكانيكا الكم ، فإن فكرة التراكب الكمومي تتحدى خيالنا حقًا. ففي حياتنا اليومية ، عندما تكون في مكان واحد ، فهذا هو مكانك. ولكن الأمر ليس  كذلك بالنسبة للأنظمة الكمومية.

فالإلكترون، على سبيل المثال، يمكن أن يكون في العديد من الأماكن في وقت واحد. هذا "التراكب المكاني" يُعتبر من أبرز مبادئ عمل الأنظمة الكمومية.

 

من الغريب أن المعادلات لا تصف هذا التراكب المكاني على أنه إلكترون في حد ذاته ، بل تصف احتمال العثور على الإلكترون هنا أو هناك بمجرد قياس موضعه. لذا ، فإن ميكانيكا الكم تتعلق بإمكانية وجود شيء ما هنا أو هناك ، وليس حول مكان وجود شيء ما طوال الوقت. إن فكرة مكان وجود شيء ما لا معنى لها إلى أن تتمكن من قياسه.

قادت هذه اللاحتمية في ميكانيكا الكم آينشتاين للجنون. كان بالضبط عكس ما وجده في نظريته النسبية العامة فقد كان يظن أن الطبيعة يجب أن تكون منطقية وقابلة للتفسير المنطقي وقابلة للتنبؤ. واعتبر أن ميكانيكا الكم  لا بد أن تكون خاطئة أو على الأقل غير مكتملة.

في عام 1935 ، بعد عقدين من ورقته البحثية عن النسبية العامة ، كتب أينشتاين ورقة بحثية مع بوريس بودولسكي وناثان روزن في محاولة لفضح جنون ميكانيكا الكم ، واصفًا إياها بـ "التأثير الشبحي عن بعد". أمضى بقية حياته في محاولة دحض مبادئ ميكانيكا الكم دون نجاح.

عندما ينظر المرء إلى الأنظمة الكمومية ذات الجسيمين، لنقُل إلكترونين في حالة تراكب، بحيث أن المعادلات تصف كلاهما معًا. إن حالة التشابك الكمومي التي يبدوان عليها تتحدى كل ما يؤمن به أينشتاين. فإذا قمت بقياس خاصية إلكترون واحد ، لنقُل دورانه ، يمكنك معرفة ما هو دوران الإلكترون الآخر - دون حتى عناء قياسه. والأغرب من ذلك ، أن هذه القدرة على تمييز أحدهما عن الآخر تستمر لمسافات كبيرة بشكل مهول ويبدو أنها فورية. بعبارة أخرى ، التأثير الكمومي يتحدى كلا من المكان والزمان.

أكدت التجارب أن التشابك يمكن أن يستمر لمسافات فلكية كبيرة. يبدو الأمر كما لو أن حالة التشابك موجودة في عالم لا تهم فيه المسافات المكانية والفواصل الزمنية. صحيح أن مثل هذه الحالات المتشابكة هشة للغاية ويمكن تدميرها بسهولة من خلال أنواع مختلفة من التدخل. ومع ذلك ، مازال القليل من الناس ينكرون وجود هذه التأثيرات الآن. 

قد لا توجد علاقة بين هذه التأثيرات "الشبحية" و بعض التفسيرات الشبيهة بالتزامن أو الديجافو ، لكن توجد العديد من الجوانب الغامضة للطبيعة التي لا تزال خارج نطاق فهمنا. آسف أينشتاين، لكن ميكانيكا الكم مخيفة.

المصدر من هنا