ومضات علمية 33 : هل الغرافيتونات موجودة بالفعل ؟

ربما كانت الغرافيتونات هي جوهر التحدي الأكبر في الفيزياء النظرية، هذا التحدي هو البحث عن نظرية كل شيء، وهي مجموعة من المعادلات التي تصف كل القوى والجسيمات في الكون.
– لعقود من الزمن، كافح المنظرون من أجل توحيد نظرية اينشتاين للجاذبية المعروفة بالنسبية العامة مع نظرية ميكانيكا الكم التي تصف العالم تحت الذري.
ويرجع ذلك لأن لكل نظرية منهما منظورا مختلفا جذريا حول قوة الجاذبية. ووفقا لأينشتاين، تشوه المادة نسيج المكان والزمن المحيطين بها، مما يخلق تأثير مجال القوة الجاذبة. ولكن نظرية الكم تصف جميع القوى الفيزيائية من حبث ما يعرف بـ الجزيئات التبادلية أو حاملات القوى التي تتطاير بخفة من مكان لاخر. وفي حالة الجاذبية تعرف تلك الجسيمات بـ الغرافيتونات.
ويعتقد معظم المنظرين بضرورة وجود الغرافيتونات لأن نظرية الكم أوضحت كل قوى الطبيعة. ولكن لايوافق الجميع على ذلك. فلم يتم التحقق بنجاح من أي نظرية تدعي التوحيد بين نظرية الكم والنسبية العامة مما أثار شكوكاً بأن الجاذبية ربما لا تشبه أي قوة أخرى، وفي هذهالخالة ربما لاتوجد الغرافيتونات . وحتى لو كانت موجودة ، لان العثور عليها مسألة أخرى. وتتنبأ نظرية الكم بأنه نظرا إلى أن للجاذبية نطاقالا نهائيا فعليا، فلابد أن تكون للغرافيتون كتلة منخفضة بشكل مذهل. وتشير دراسات موجات الجاذبية الناتجة عن تصادم الثقوب السوداءإلى أن الغرافيتونات يجب أن تكون أخف من الإلكترون بمقدار مليار مليار مليار مرة على الأقل. فالجاذبية هي إلى حد بعيد القوة الأساسية الأضعف في الطبيعة. ويعني هذا أن أي مجس للغرافيتون يجب أن يكون هائلا بشكل لايصدق وأن يوضع بالقرب من مصدر قويللغرافيتوانات. وتشير الحسابات الى أنه حتى لو وجد مجس بكتلة تعادل كتلة كوكب المشتري وتدور حول نجم نيوتروني (وهو مصدر قوي محتمل للغرافيتونات) فإن هذا المجس سيحد صعوبة في إكتشاف أي شيء.