الهمس الخفيف للجاذبية: كيف نسمع الطبيعة الكمومية للثقالة
في غرفة مظلمة تدقّ ساعة غير مرئية. ولا يفشي سرّ دقّتها إلا اهتزاز خفيف بالكاد يُلاحظ في عقاربها. وكذلك الجاذبية: إن لم تكن كمومية، فلا بدّ أن تهتزّ قليلاً، كأن حشداً غير مرئي يدفعها. وهذا الاهتزاز هو الضجيج.
وقد تبيّن للفيزيائيين أن هذا الضجيج في أي نظرية تخلو من جسيمات الجاذبية الكمومية لا يمكن أن يكون صغيراً إلى أي حدّ. فبنوا مخططاً عاماً يصف الاهتزاز في كل تلك النظريات. ولم يكن ذلك بحاجة إلا إلى ثلاثة شروط بسيطة: أن يتحقق قانون نيوتن في المتوسط، وألّا يطلّ التطور على المستقبل، وألّا تتغيّر القوانين عند الحركة المنتظمة.
وهذه العتبة، بالنسبة إلى جسمين كتلة كل منهما مليغرام واحد وعلى مسافة مليمتر واحد، تقابل تسارعاً يقارب $10^{-18}$ م/ث²/√هرتز. وهذا أصغر بألف مرة مما بات قادراً على قياسه المسبار الفضائي LISA Pathfinder. ويبدو الفرق كبيراً، لكن المهندسين يعملون بالفعل على مستشعرات أكثر حساسية، والهدف قابل للتحقيق.
ويمكن قياس دقّات الساعة في الظلام من دون رؤية الساعة نفسها. وهكذا هنا: لا حاجة إلى مراقبة التشابك الكمومي مباشرة. يكفي قياس الضجيج ومقارنته بالعتبة. فإن كان أدنى منها، فالجاذبية كمومية، وقد وقع التشابك بالفعل. وإن كان أعلى، أمكن استبعاد أصناف كاملة من النظريات. ولم يبقَ إلا أن نصغي باهتمام.
عتبة الضجيج للكتل المليمترية أدنى بألف مرة فقط من المستوى الذي تحقق فعلًا في تجربة الفضاء LISA Pathfinder. أي أن الحساسية المطلوبة ليست بعيدة خياليًّا، بل تقع في متناول الهندسة.
فكرة أن الجاذبية قد تكون غير كمّية بل عشوائية تتقاطع مع رواية غريغ إيغان «سلّم شيلد»، حيث تخضع الفيزياء في مناطق مختلفة من الفضاء لقواعد مختلفة. أما هنا فالسؤال هو: أي القواعد تسري في كوننا؟ وقد يأتي الجواب من ضجيج مخبري.