الزمن الكمومي

يقصد بالزمن الكميفي ميكانيكا الكم على أنه مفهوم خارجي، كما هو الحال في الفيزياء الكلاسيكية، إذ أنها توجد كمتحكم في كل حركة إما كوقت مطلق أو في شكل أوقات مناسبة، حيث يحددها مقياس الزمان الكلاسيكي، كما يمكن تطبيقه على أنظمة الكم المحلية.

ما هو الزمن الكمي

في ميكانيكا الكم يُفهم الوقت على أنه مفهوم خارجي كلاسيكي، لذلك من المفترض وكما هو الحال في الفيزياء الكلاسيكية، أن توجد كمتحكم في كل حركة؛ إما كوقت مطلق أو في شكل أوقات مناسبة يحددها مقياس الزمكان الكلاسيكي، كما يمكن تطبيقه على أنظمة الكم المحلية، حيث يمكن قراءة الوقت من الساعات الكلاسيكية أو شبه الكلاسيكية المناسب.

حيث إن الزمن الكمي هو وجود فضاء من الاحتمالات لمكان تواجد شيء ما في وقت ما، إذ أن هناك احتمالية أن يتواجد الشيء عند نقطة ما واحتمالية أخرى أن يتواجد عند نقطة أخرى وهكذا؛ ويتم قياس الوقت بوحدة الثانية.

سهم الوقت في فيزياء الكم

إن القوانين الأساسية للفيزياء ليس لها تفصيل للاتجاه في الزمن، حيث تقترح إحدى النظريات أن الأحداث التي تحد من القصور الحراري ممكنة، لكنها دائمًا ما تمحو أي دليل على حدوثها على الإطلاق.

هذا وقد عملت القوانين الرياضية للفيزياء أيضًا مع الأحداث التي تسير إلى الأمام أو تتراجع في الوقت المناسب، ومع ذلك فإنه في العالم الحقيقي وعلى سبيل المثال لا تنفصل القهوة الساخنة أبدًا عن الحليب البارد، حيث نشر أحد المنظرين تفسيرًا جديدًا لهذا التضارب الظاهر بين التناظر الزمني للقوانين الفيزيائية وسهم الوقت الأمامي الذي نراه في الأحداث اليومية عند النظر إليها من منظور كمي.

لذلك فإن الأحداث التي تزيد من القصور الحراري للكون تترك سجلا لها في بيئتها، حيث يقترح الباحث أن الأحداث التي تتراجع إلى الوراء وتقلل من القصور الحراري ولا يمكن أن تترك أي أثر لحدوثها وهو ما يعادل عدم حدوثها.

من الناحية الديناميكية الحرارية عندما يتم ربط جسمين غير متساويين في درجة الحرارة سوف تتدفق الطاقة، بينهما حتى تتساوى درجتا الحرارة، يرتبط هذا الانتشار الحراري بزيادة الكمية المعروفة بالقصور الحراري، لذلك سوف لا تتدفق الحرارة أبدًا بشكل تلقائي في الاتجاه المعاكس، ودائمًا ما يرتفع القصور الحراري للكون.

قد يكون سهم عكس الزمن معادلاً لخفض القصور الحراري، على سبيل المثال إذا كان جسم ما في درجة حرارة موحدة سوف يسخن تلقائيًا في مكان واحد ويبرد في مكان آخر، وبالتالي فإن القصور الحراري للكون سوف يرتفع.

سهام الزمن الكمي

التماثل الزمني وعدم التناسق في ميكانيكا الكم وعلم الكون الكمي 

إن التاريخ غير المترابط مع ميكانيكا الكم صيغت بالزمن بشكل محايد كنظرية كمومية معممة بشروط أولية ونهائية بدون سهم ميكانيكي كمي للوقت.

هذا وقد تعمل أسهم الوقت بما في ذلك الميكانيك الكمي من الاختلافات بين هذه الشروط الأولية والنهائية، حيث تتوافق البيانات في هذا العالم مع حالة ابتدائية منخفضة خاصة للقصور الحراري وحالة نهائية من اللامبالاة ممثلة بمصفوفة كثافة تتناسب مع مصفوفة الوحدة، كما يشرح هذا الترتيب السهم الديناميكي الحراري والميكانيك الكمي الظاهري للزمن، حيث إن كل هذا سؤال تجريبي حول مدى اقتراب الحالة النهائية للكون من اللامبالاة.

الماضي الكمي وفائدة التاريخ

وهو عملية إعادة صياغة الماضي في علم الكونيات الكمي مع الاحتمالات الكمومية المشروطة بالبيانات الحالية، حيث أنه لا يوجد ماض واحد فقط ولكن العديد من الماضي المحتمل؛ ويعد إعادة صياغة الماضي مفيدًا لأنه يمكن أن يساعد على التنبؤ في المستقبل.

فيزياء الآن

وهو عالم رباعي الأبعاد تحكمه قوانين تعمل في ألزمكان وليس له تقسيم فريد إلى المكان والزمان، ومع ذلك فإن تجربتنا الذاتية في هذا العالم تنقسم إلى حاضر وماضي ومستقبل.

سهام الزمن في الأكوان المرتدة لحالة الكم بلا حدود

في نموذج الفضاء الفائق ينظر إلى أسهم الزمن بأربعة أبعاد باعتبارها خصائص لتاريخ الكون، حيث تشتق أسهم الزمن لكوننا الذي يتبع نظرية اللاحدودي لحالته الكمومية، إذ تتنبأ بالتقلبات التي تكون صغيرة عند الارتداد، وتنمو في اتجاه التوسع رباعي الأبعاد الذي ينشأ عن الظروف التي تحدده.

سهام الزمن الميكانيكية الكمية

يُفترض عادةً أن السهم الميكانيكي الكمي للزمن يتزامن مع اتجاه السهم الديناميكي الحراري، لكن علم الكونيات الكمي يسعى للحصول على تفسير لجميع الأسهم المرصودة والعلاقات بينها، وذلك من حيث الشروط التي تحدد الكون الخاص.

السفر عبر الزمن

هل السفر عبر الزمن ممكنا؛ يقول العلم أن السفر عبر الزمن ممكنا لكن ليس بنفس الطريقة التي نفكر بها، وعلى الرغم من أن الكثير من الناس مفتونون بفكرة تغيير الماضي أو رؤية المستقبل قبل أن يحين موعده، إلا أنه لم يسبق لأي شخص أن أظهر نوع السفر ذهابًا وإيابًا الذي شوهد في الخيال العلمي أو اقترح طريقة لإرسال شخص ما خلال رحلة مهمة في فترات زمنية لن تدمرهم في الطريق.

هذا وقد أشار الفيزيائي ستيفن في كتاب الثقوب السوداء والأكوان الصغيرة أفضل دليل لدينا على أن السفر عبر الزمن غير ممكن، ولن يكون أبدًا.

الوقت الكمي هل هو مصدر تدفق الوجود

• أحد العلماء يقول إن الوقت ربما يكون اللغز الأكبر على المستوى الأساسي الذي نعرفه حاليًا، كما أن هناك القليل الذي يشبه الوقت الذي نختبره، وقد يكون مرور الوقت هو التدفق الشامل والموحد الذي ينقلنا بلا هوادة من الماضي، والذي لا يمكننا إعادة زيارته إلى مستقبل لا يمكننا معرفته وهو التجربة الأساسية للوجود.

• مع ذلك فإن أفضل النظريات تشير أن هذا ليس حقيقيا وان الوقت لا يتدفق ولا يمكن تعريف الماضي والحاضر والمستقبل بشكل معقول ولا يوجد حتى وقت واحد يحكم ترتيب الأحداث، وقد حدثت هناك ثورة من الأفكار أعطت النظرية النسبيةللوقت هوية مادية كجزء من الزمكان نسيجا تلعب عليه أحداث الواقع.

وفي نهاية ذلك فإن الوقت ربما يكون اللغز الأكبر على المستوى الأساسي الذي نعرفه حاليًا، كما أن هناك القليل الذي يشبه الوقت الذي نختبره، وقد يكون مرور الوقت التدفق الشامل والموحد الذي ينقلنا من الماضي الذي لا يمكننا إعادة زيارته إلى مستقبل لا يمكننا معرفته، وهو التجربة الأساسية لوجودنا، ومع ذلك فإن أفضل نظرياتنا تشير إلى أنه ليس حقيقي، ولذلك فإن الوقت لا يتدفق ولا يمكن تعريف الماضي والحاضر والمستقبل بشكل معقول.