١٫٧ الشدّ يحدّد الإيقاع

الصفحة الرئيسية ／ ١ نظرية خيوط الطاقة

تمهيد
نوضح في هذا الفصل حدود الدليل ولا ننقض رواية «الانفجار العظيم – التوسّع الكوني – لامبدا سي دي إم». إن حصر انزياح المجرّات نحو الأحمر باعتباره الدليل الرئيس على أنّ «الكون يتمدّد» لم يعد أمرًا حصريًّا. في نظرية خيوط الطاقة يمكن أن ينشأ الانزياح نحو الأحمر بآليتين لا تحتاجان إلى تمدّد شامل وتبقيان منسجمتين مع الرصد:

• انزياح نحو الأحمر بفعل كمون التوتّر: التوتّر الكلّي لبحر الطاقة يحدّد الإيقاعات الذاتية، وفارق الإيقاع بين المصدر والراصد يُقرأ احمرارًا/ازرقاقًا.
• انزياح نحو الأحمر بفعل تطوّر المسار: الضوء، عند عبور بنيات تتغيّر ببطء، يراكم انزياحًا صافياً عديم اللون وتحولاتٍ صغيرة في زمن الوصول.

نعرض الموضوع وفق الترتيب: المصدر (كمون التوتّر) ثم أثناء العبور (تطوّر المسار) ثم السمات الرصدية والاتساق مع النسبية والصلة بسرد التمدّد (مع عناصر تمييز).

أولًا لماذا يمكن للتوتّر أن يغيّر «إيقاع» الضوء

نتصوّر الكون سطح بحرٍ من الطاقة حيث تختلف شدة التوتّر من موضع لآخر. كلما ارتفع التوتّر تباطأت «المترات» الداخلية، وكلما انخفض تسارعت. يغادر الضوءُ المصدرَ حاملًا معيار توقيته، وعندما نقيسه بساعة محلية يظهر فرقٌ نسبي — نحو الأحمر أو الأزرق — بصورة طبيعية.

ثانيًا بصمة المصدر: موضع الانبعاث يضع الوسم (كمون التوتّر)

يتعلّق الانزياح بفعل كمون التوتّر بنسبة الإيقاع بين الطرفين:

• «بحر» أشدّ توتّرًا → إيقاع أبطأ في المصدر → قراءة أحمر.
• «بحر» أقلّ توتّرًا → إيقاع أسرع → قراءة أزرق.

من أمثلة الإسناد: أثر الارتفاع على الساعات الذرّية، الانزياحات الجماعية لخطوط الطيف في آبار الجاذبية العميقة، وظهور منحنيات الضوء «أبطأ» في الحقول القوية. ونضمّن أي انجرافٍ عالمي بطيء شبه متساوٍ ضمن فرق الطرفين لتجنّب الازدواج.

ثالثًا ضبط على الطريق: مسارٌ يتطوّر يولّد انزياحًا (تطوّر المسار)

يشرح انزياح تطوّر المسار ما يتغيّر أثناء العبور. فوجود البنية وحده لا يكفي؛ إذ ينبغي أن تتطوّر أثناء المرور:

• دخول منطقة منخفضة التوتّر وهي ترتدّ يخلّف احمرارًا صافيًا بسبب عدم تماثل الدخول والخروج.
• محاذاة «بئر» مرتفع التوتّر وهو يتضحّل قد تولّد ازرقاقًا لأن «الكسب» عند الدخول لا يُعاد كاملًا عند الخروج.

أمثلة:

• بقع باردة/حارّة على المقاييس الكبرى: حتى إذا استعضنا عن «التمطيط الهندسي» بـ توتّرٍ يتغيّر تبقى انحرافات الحرارة عديمة اللون وتحولات زمن الوصول.
• عدسات جاذبية قوية تتطوّر: فوق التأخير الهندسي لمسارٍ أطول، تضيف تطوّرات العدسة ضبطًا دقيقًا عديم اللون في التردد والزمن.

نقاط أساسية:

• تطوّر المسار يشترط حدوث تطوّر؛ المرور ببنىً ساكنة لا يراكم انزياحًا صافيًا.
• التداخل الزمني أهمّ من طول المسار؛ يشتدّ الأثر حين يتداخل زمن العبور مع زمن تغيّر البنية.
• متغير بطيء؛ لا بدّ أن تكون تغيراته أبطأ بكثير من تذبذب المصدر حتى تُترجم منحنى الضوء إلى «تمطيط شبه موحّد» بلا تشويه.

رابعًا ماذا يقول الانزياح الكلّي: لماذا ليست «الأدلّة الثلاثة الصلبة» حكرًا على التمدّد

هذه المشاهدات لا «ترى» إلا الانزياح الكلّي بغضّ النظر عن مصدره:

• تمطيط زمن السوبرنوفا: يتسع منحنى الضوء كله بعامل واحد — تكامل الانزياح على طول الطريق. يغلب كمون التوتّر عادةً، ويضيف تطوّر المسار مساهمة بطيئة عديمة اللون عند عبور البنى الكبيرة المتغيرة ببطء، وبما لا يشوّه شكل المنحنى.
• خمود سطوع السطح وفق تولمان: من دون امتصاص/تشتّت وبلا تحيز لوني، يتبع السطوع قانونًا ثابتًا يعتمد على مقدار الانزياح لا على منشئه. العدسة تغيّر كمّ السطوع لا القانون.
• طيف عديم اللون: إذا انتشر الضوء بلا تصادمات وبلا تحيز لوني ضمن هندسة بصريّة يحدّدها التوتّر، تزاح الأطوال الموجية وتُقاس معًا، وتبقى أشكال الطيف سليمة. الانحرافات غالبًا من أوساط مُلوَّنة مثل الغبار والبلازما، لا من الآليتين نفسيهما.

الخلاصة: لم يعد آمنًا قصر هذه الشواهد على التمدّد؛ فهي تنشأ طبيعيًا من الانزياح الكلّي (كمون التوتّر + تطوّر المسار).

خامسًا اتساق مع النسبية (من دون تعارض)

تبقى الثوابت المحلية كما هي، وتتبدّل المقارنات عبر المجالات:

• محليًا سرعة الضوء ثابتة والساعات الذرّية مستقرة.
• عبر المجالات يظهر فارق التوتّر بين الطرفين كبصمة مصدر، ويظهر التطوّر على الطريق كضبط دقيق.
• لا نغيّر ثوابت بلا أبعاد، ولا نُجيز أسرع من الضوء، ولا نعتمد «معالجة مجهرية» بالامتصاص أو التشتّت.

سادسًا الصلة برواية التمدّد (لماذا لم يعد الانزياح دليلًا وحيدًا)

العتبة هي إمكان الاستبدال. تقليديًا عُدّ تمطيط زمن السوبرنوفا وقانون تولمان ولا لونية الطيف أدلة قوية على انزياحٍ تمدّدي. في نظرية خيوط الطاقة، ما دامت الإشارة تسير بلا تصادم وبلا تحيز لوني في هندسة تضبطها الإحصاءات التوتّرية، فإن هذه العلامات تنشأ من كمون التوتّر أو تطوّر المسار أو مجموعهما. لذلك لا يكفي الانزياح وحده لإثبات تمدّدٍ عام إثباتًا حصريًا؛ بل يلزم اختباراتٌ مفصّلة مشتركة.

«تاريخ الانزياح = تاريخ الإيقاع»

1. المعنى: حين نقارن ضوء عصور مختلفة تحت إيقاع رصد واحد، تبدو لنا حركة الانزياح مع الزمن تجسيدًا لتغيّر التوتّر الكوني — الذي تحكمه كثافة بحر الطاقة — أي تاريخ الإيقاع.
2. تقسيم الأدوار: كمون التوتّر يضع خط الأساس بنسبة إيقاع المصدر/الراصد، وتطوّر المسار يضيف ضبطًا عديم اللون عندما تتغيّر البنى.
3. على جهة الرصد: تمطيط الزمن وخمود تولمان وثبات أشكال الطيف هي الصورة المباشرة لـ إعادة معايرة موحّدة للإيقاع (مع احتمال ضبط مساري بطيء)، من دون اقترانٍ حصري بالتوسّع المتري.

تمييزات في مواجهة «نسخة التمدّد الخالص» (اختبارات قابلة للتكذيب):

4. انجراف الانزياح بقياسات طويلة على الجِرم نفسه:
   • التمدد: منحنى محدّد يتبدّل فيه العلامة/الاتجاه مع z.
   • كمون التوتّر: سلوك رتيب تحكمه سرعة تغيّر الإيقاع محليًا.
     يرّجح الرصد البعيد المدى بينهما.
5. موضع الصغرى لقطر الزاوية مقابل z:
   • التمدد: صغرى عند z معيّن.
   • كمون التوتّر: الصغرى يحدّدها تاريخ الإيقاع وقد تُزاح.
6. صفّارات معيارية (موجات الجاذبية) مع مِحكات تردّد مطلقة:
   إذا عُدّل إيقاع المصدر والراصد كلٌّ على حدة صار معدل الإيقاعات قابلًا للقياس؛ وانحرافٌ منظّم عن «مسافات التمدّد» يعضد كمون التوتّر.
7. لا لونية على كامل الطيف:
   تمدّدات معتمدة بقوّة على التردّد أو «ذيول تشتّت» تناقض سيناريو كمون التوتّر + انتشار بلا تصادم، أمّا لا لونية صارمة وممتدّة فتقوّي رواية تاريخ الإيقاع.

سابعًا كيف نرصد أثر تطوّر المسار في البيانات (عناصر تمييز)

• بصمات اتجاهية وبيئية: نُراكب بقايا الانزياح وتقارب العدسة الضعيفة وخرائط البنية؛ ظهور اتجاهات مفضّلة مشتركة أو نزعات بيئيّة يعني وجود مناطق تتغيّر ببطء على طول خط الرؤية.
• فصل الصور المتعدّدة: في العدسة القوية قد تختلف معاملات التكبير، لكن معامل التمطيط للمصدر نفسه يجب أن يتطابق (فصل التكبير عن التمطيط).
• الاستقلال عن اللون: بعد إزالة الغبار وتشتّت البلازما ينبغي أن يبقى معامل التمطيط شبه مستقلّ عن اللون؛ الارتباط القوي يدلّ على وسط مُلوَّن لا على كمون التوتّر/تطوّر المسار.

ثامنًا خلاصة

• باختصار: في نظرية خيوط الطاقة يضع انزياح كمون التوتّر خط الأساس، ويضيف انزياح تطوّر المسار ضبطًا عديم اللون عندما تتبدّل البنى؛ مجموعهما يفسّر الركائز الثلاث الكلاسيكية دون حصر الإجابة في تمدّدٍ عام.
• مجال التطبيق (نسخة القارئ): بلا معالجة ثانوية بالامتصاص/التشتّت؛ تتبع الأطوال الموجية هندسة بصريّة واحدة؛ ومع غياب التطوّر على الطريق يبقى تأخّرٌ هندسي بلا انزياح صافٍ زائد.
• إضافة: عن أصول غير تمدّدية لخلفية السماء بما ينسجم مع هذا الفصل يُراجع البند ١٫١٢.