عرض مصدر نسبية خاصة مضاعفة

{{يتيمة|تاريخ=سبتمبر 2021}}
'''النسبية الخاصة المضاعفة<ref>{{استشهاد بكتاب|الأول=Giovanni|الأخير=Amelino-Camelia|تاريخ=1 November 2009|ناشر=|eprint=1003.3942|المجلد=9|صفحات=123–170|doi=10.1142/9789814287333_0006|الفصل=Doubly-Special Relativity: Facts, Myths and Some Key Open Issues|عنوان=Recent Developments in Theoretical Physics|سلسلة=Statistical Science and Interdisciplinary Research|isbn=978-981-4287-32-6}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Doubly Special Relativity|الأول=Giovanni|الأخير=Amelino-Camelia|تاريخ=1 July 2002|ناشر=|صحيفة=Nature|المجلد=418|العدد=6893|صفحات=34–35|doi=10.1038/418034a|arxiv=gr-qc/0207049|bibcode=2002Natur.418...34A}}</ref><ref>{{استشهاد ويب|مسار=https://www.researchgate.net/publication/265396859_On_a_New_Position_Space_Doubly_Special_Relativity_Theory|عنوان=On a New Position Space Doubly Special Relativity Theory|الأول=Golden|الأخير=Nyambuya|تاريخ=30 August 2012|ناشر=|بواسطة=ResearchGate| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180302103952/https://www.researchgate.net/publication/265396859_On_a_New_Position_Space_Doubly_Special_Relativity_Theory | تاريخ أرشيف = 2 مارس 2018 }}</ref>''' أو النسبية الخاصة المحوّرة أو النسبية الأكثر من خاصة، هي نسخة معدّلة من النظرية [[النسبية الخاصة]] تحوي فيها سرعة قصوى مستقلة عن المراقب (هي [[سرعة الضوء]])، ولكن مع نطاق طاقة قصوى مستقل عن المراقب وحد طول أدنى ([[ثابت بلانك|طاقة بلانك]] [[طول بلانك|وطول بلانك]]).<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=Amelino-Camelia, G.|عنوان=Doubly-Special Relativity: Facts, Myths and Some Key Open Issues|صحيفة=Symmetry|المجلد=2|العدد=4|صفحات=230–271|صفحة=|سنة=2010|arxiv=1003.3942|bibcode=2010rdtp.book..123A|doi=10.3390/sym2010230}}</ref>

== تاريخ ==
طُرحت أول محاولة للتعديل على نظرية النسبية الخاصة من قبل بافلوبولس عام 1967 بصياغته لطول مستقل عن المراقب، وقدّر ذلك الطول بنحو{{val||e=-15|u=[[متر]]}}.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=Pavlopoulos, T. G.|عنوان=Breakdown of Lorentz Invariance|صحيفة=Physical Review|المجلد=159|العدد=5|صفحات=1106–1110|سنة=1967|doi=10.1103/PhysRev.159.1106|bibcode=1967PhRv..159.1106P}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=Pavlopoulos, T. G.|عنوان=Are we observing Lorentz violation in gamma ray bursts?|صحيفة=Physics Letters B|المجلد=625|العدد=1–2|صفحات=13–18|سنة=2005|doi=10.1016/j.physletb.2005.08.064|bibcode=2005PhLB..625...13P|arxiv=astro-ph/0508294}}</ref> في سياق [[جاذبية كمية|الجاذبية الكمومية]]، قدمت الفيزيائية الإيطالية جيوفاني أميلينو كاميليا عام 2000 ما يُدعى اليوم بالنسبية الخاصة المضاعفة، عبر طرحها لمفهوم حفظ ثبات [[طول بلانك]] {{val|16.162|e=-36|u=m}}.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=Amelino-Camelia, G.|عنوان=Testable scenario for relativity with minimum length|صحيفة=Physics Letters B|المجلد=510|العدد=1–4|صفحات=255–263|سنة=2001|arxiv=hep-th/0012238|doi=10.1016/S0370-2693(01)00506-8|bibcode=2001PhLB..510..255A}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=Amelino-Camelia, G.|عنوان=Relativity in space–times with short-distance structure governed by an observer-independent (Planckian) length scale|صحيفة=International Journal of Modern Physics D|المجلد=11|العدد=1|صفحات=35–59|صفحة=|سنة=2002|arxiv=gr-qc/0012051|doi=10.1142/S0218271802001330|bibcode=2002IJMPD..11...35A}}</ref> أعيدت صياغة الفكرة عام 2001 من قبل كوالسكي-غليكمان فيما يتعلق بكتلة بلانك المستقلة عن المراقب.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=Kowalski-Glikman, J.|عنوان=Observer-independent quantum of mass|صحيفة=Physics Letters A|المجلد=286|العدد=6|صفحات=391–394|سنة=2001|arxiv=hep-th/0102098|doi=10.1016/S0375-9601(01)00465-0|bibcode=2001PhLA..286..391K}}</ref> طُرح نموذج مختلف مستوحى من فكرة أميلينو كاميليا عام 2001 من قبل عالمي الفيزياء الفلكية جواو ماجويجو ولي سمولن، واللذان ركزا أيضًا على ثبات طاقة بلانك.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1=Magueijo, J.|مؤلف2=Smolin, L|عنوان=Lorentz invariance with an invariant energy scale|صحيفة=Physical Review Letters|المجلد=88|العدد=19|صفحات=190403|سنة=2001|arxiv=hep-th/0112090|doi=10.1103/PhysRevLett.88.190403|pmid=12005620|bibcode=2002PhRvL..88s0403M}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1=Magueijo, J.|مؤلف2=Smolin, L|عنوان=Generalized Lorentz invariance with an invariant energy scale|صحيفة=Physical Review D|المجلد=67|العدد=4|صفحات=044017|سنة=2003|arxiv=gr-qc/0207085|doi=10.1103/PhysRevD.67.044017|bibcode=2003PhRvD..67d4017M}}</ref>

أُدرك بالفعل وجود ثلاثة أنماط محوَّرة لنظرية النسبية الخاصة والتي تسمح بالوصول إلى ثبات طاقة بلانك، سواء كطاقة قصوى، أو عزم أقصى أو كلاهما معًا. تقترح نماذج النسبية الخاصة المضاعفة وجود صلة بينها وبين نظرية [[جاذبية كمية حلقية]] ضمن فضاء ذو بعدين مكانيين إضافة إلى بعد الزمن، كما افتُرض وجود العلاقة أيضًا في الأبعاد الثلاثة المكانية مضافًا إليها بعد الزمن.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1=Amelino-Camelia, Giovanni|مؤلف2=Smolin, Lee|مؤلف3=Starodubtsev, Artem|عنوان=Quantum symmetry, the cosmological constant and Planck-scale phenomenology|صحيفة=Classical and Quantum Gravity|المجلد=21|العدد=13|صفحات=3095–3110|سنة=2004|arxiv=hep-th/0306134|doi=10.1088/0264-9381/21/13/002|bibcode=2004CQGra..21.3095A}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف1=Freidel, Laurent|مؤلف2=Kowalski-Glikman, Jerzy|مؤلف3=Smolin, Lee|عنوان=2+1 gravity and doubly special relativity|صحيفة=Physical Review D|المجلد=69|العدد=4|صفحات=044001|سنة=2004|arxiv=hep-th/0307085|doi=10.1103/PhysRevD.69.044001|bibcode=2004PhRvD..69d4001F}}</ref>

الحافز تجاه هذه المقترحات نظري في الدرجة الأولى ومبني على الملاحظة التالية: يُفترض لطاقة بلانك أن تلعب دورا أساسيا في نظرية الجاذبية الكمومية، وتوسع نطاقها إلى الحد الذي لا يمكن فيه تجاهل تأثيرات [[جاذبية كمية|الجاذبية الكمومية]] مما يفسح المجال لظاهرة جديدة مهمة. إذا كان لدى النسبية الخاصة القدرة على الصمود أمام هذا النطاق، سيمكن لمراقبين مختلفين ملاحظة تأثيرات الجاذبية الكمومية على مقاييس مختلفة بسبب مفهوم تقلص الأطوال، مما يناقض المبدأ القائل بأنه على كل المراقبين العطاليين وصف نفس الظاهرة باستخدام قوانين الفيزياء نفسها. انتُقد هذا الدافع على مبدأ أن تحويلات لورنتز لا تشكل بحد ذاتها ظاهرة ملحوظة.<ref name="Hossenfelder2006">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=S.|الأخير=Hossenfelder|عنوان=Interpretation of Quantum Field Theories with a Minimal Length Scale|صحيفة=Physical Review D|المجلد=73|العدد=10|صفحات=105013|صفحة=|سنة=2006|arxiv=hep-th/0603032|doi=10.1103/PhysRevD.73.105013|bibcode=2006PhRvD..73j5013H}}</ref> تعاني نظرية النسبية الخاصة المضاعفة أيضًا من مجموعة تناقضات في الصياغة والتي لم تحل بعد. أبرزها هو أنه من الصعب استعادة سلوك التحويل الأساسي للأجسام المرئية. والتي تعرف بـ «مشكلة كرة القدم». تكمن الصعوبة الأخرى في أن النسبية الخاصة المضاعفة صيغت في فضاء زخمي. ولا يوجد حتى الآن صياغة متّسقة للنموذج في فضاء الموضع.

هناك العديد من النماذج التي تنتهك قوانين لورنتز، والتي على عكس النسبية الخاصة المضاعفة، تنتهك مبدأ النسبية وثبات لورنتز عند تقديمها تأثيرات الإطار المفضل. من الأمثلة على ذلك نظرية الحقل الفعال التي قدمها كل من سيدني كولمان وشيلدون لي غلاسشو، وبخاصة امتداد النموذج المعياري والذي يقدم صورة عامة حول انتهاكات لورنتز. تمتلك هذه النماذج القدرة على إعطاء تقديرات دقيقة تساعد في تقييم انتهاك لورينتز المحتمل، وبالتالي تستخدم على نطاق واسع في تحليل التجارب المتعلقة بالنموذج القياسي والنسبية الخاصة.

== التنبؤات ==
لم تبد التجارب المقامة حتى الآن أي تعارض مع النسبية الخاصة.

كان هناك تكهّن مبدأي على اعتبار أن كلًا من النسبية الخاصة التقليدية والنسبية الخاصة المضاعفة ستخرجان بتنبؤات بارزة حول عمليات الطاقة العالية، وعلى وجه الخصوص اشتقاق «حد جي زي كيه» حول طاقات [[أشعة كونية|الأشعة الكونية]] من مصادر بعيدة لن يكون صالحًا. ثبت مع ذلك الآن بأن نظرية النسبية الخاصة المضاعفة لا تتنبأ بأي انتهاك لوقف زي كيه، على عكس نماذج أخرى تحوي إطار سكون محلي مطلق مثل نظرية الحقل الفعال وامتداد [[نظرية النموذج المعياري|النموذج المعياري]].

على اعتبار أن النسبية الخاصة المضاعفة تعرض بشكل عام (وليس بالضرورة) سرعة الضوء معتمدة على الطاقة، فإنها تنبأت أيضًا فيما إذا كان هنالك تعديلات على الترتيب الأول للطاقة المُعنى بكتلة بلانك، سيكون من الممكن ملاحظة [[استقلالية الطاقة]] هذه على شكل [[فوتون|فوتونات]] عالية الطاقة تصل إلى الأرض من [[انفجار أشعة غاما|انفجارات أشعة غاما]] البعيدة. اعتمادًا على ما إذا كانت سرعة الضوء المعتمدة على الطاقة تزيد أو تنقص مع الطاقة (ميزة تعتمد على النموذج)، ستكون الفوتونات عالية الطاقة أسرع أو أبطأ سرعة من تلك ذات الطاقة الأقل.[[انفجار أشعة غاما|انفجارات أشعة غاما]]،<ref name="Smolin2009">{{استشهاد بدورية محكمة|الأول=G.|الأخير=Amelino-Camelia|الأول2=L.|الأخير2=Smolin|عنوان=Prospects for constraining quantum gravity dispersion with near term observations|صحيفة=Physical Review D|المجلد=80|العدد=8|صفحات=084017|سنة=2009|arxiv=0906.3731|doi=10.1103/PhysRevD.80.084017|bibcode=2009PhRvD..80h4017A}}</ref> مع ذلك، قاست تجربة قام بها [[مرصد فيرمي الفضائي لأشعة غاما]] عام 2009 فوتونًا بطاقة 31 غيغا إلكترون فولت، والذي وصل بالوقت ذاته برفقة فوتونات أخرى من نفس المنبع، وهو ما استبعد وجود تأثيرات مشتتة أعلى من طاقة بلانك.<ref name="lat">{{استشهاد بدورية محكمة|مؤلف=Fermi LAT Collaboration|عنوان=A limit on the variation of the speed of light arising from quantum gravity effects|صحيفة=Nature|المجلد=462|العدد=7271|سنة=2009|صفحات=331–334|doi=10.1038/nature08574|arxiv=0908.1832|pmid=19865083|bibcode=2009Natur.462..331A}}</ref> وعلاوة على ذلك، جادل علماء بأن النسبية الخاصة المضاعفة تتضارب مع سرعة الضوء، وأن آثار الدرجة الأولى مستبعدة بالفعل لأنها ستؤدي إلى تفاعلات جسيمية غير محلية كان من الممكن ملاحظتها لفترة طويلة في تجارب فيزياء الجسيمات.<ref name="Hossenfelder2009">{{استشهاد بأرخايف|الأول=S.|الأخير=Hossenfelder|عنوان=The Box-Problem in Deformed Special Relativity|سنة=2009|eprint=0912.0090|class=gr-qc}}</ref>

== نسبية دو سيتر ==
بما أن مجموعة دو سيتر تتضمن بشكل طبيعي عامل طول ثابت، يمكن تفسير النسبية بكونها مثالًا على النسبية الخاصة المضاعفة، لأن فضاء دو سيتر يتضمن سرعة غير متغيرة جنبًا إلى جنب مع معامل طول ثابت. مع ذلك، هناك فرق جوهري: في حين أنه في جميع نماذج النسبية الخاصة المضاعفة يتم انتهاك تناظر لورينتز، إلا أنه يبقى في نسبية دو سيتر كتناظر فيزيائي. أحد عيوب نماذج النسبية الخاصة المضاعفة هو أنها صالحة فقط في نطاق طاقي حيث يفترض بالنسبية الخاصة التقليدية أن تُلغى مفسحةً المجال لنظرية أخرى تأخذ محلها. من ناحية أخرى، وُجد أن نسبية دو سيتر تبقى ثابتة في ظل إعادة القياس المتزامن للكتلة والطاقة والزخم، وبالتالي فهي صالحة في جميع مستويات الطاقة.

== انظر أيضًا ==

* [[النسبية القياسية]]
* [[طول بلانك]]
* [[وحدات بلانك]]

== مراجع ==
{{مراجع|2}}
{{شريط بوابات|الفيزياء|علم الفلك}}

[[تصنيف:النسبية الخاصة]]
[[تصنيف:جاذبية كمية]]