في فلسفة الكون الكمي، ما نسميه المكان والزمان ظهرا من فقاعة كمية. لا يوجد شيء في العلم المعروف يعارض هذه الفلسفة وهي تتوافق مع أغلب ما يحدث في كوننا القابل للرصد، لكن من ناحية أخرى لا يوجد توصيف رياضي متفق عليه لها من شأنه أن يؤدي على نحو حتمي للكون الذي ندركه، ولا يوجد أي اختبارات تجريبية حاسمة. لهذا هي تعد في الوقت الحاضر مسألة إيمان بالأساس، لكن مع تطور الأساليب التجريبية ربما يدخل المزيد منها تحت مظلة العلم التجريبي. لنكمل حديثنا ونحن نضع هذا التحذير في اعتبارنا.

تقضي نظريتنا الشائعة بوجود عدد من الأبعاد في الكون أكبر من ذلك الذي ندركه حاليا. بعض هذه الأبعاد، باللغة الاصطلاحية، «انطوت» إلى أحجام صغيرة للغاية حتى إنها صارت خارج نطاق خبرتنا، فيما تمدد البعض الآخر نتيجة الانفجار العظيم ليكون الأبعاد المرئية كبيرة الحجم المألوفة الموجودة في كوننا ذي الزمكان رباعي الأبعاد. وهذا يستتبع السؤال عن الماهية الفعلية للأبعاد، وهل توجد في غياب «المادة»، وعن الأمر المميز بخصوص الأبعاد المكانية الثلاث، وإذا كانت هناك أبعاد إضافية، فكيف يمكننا الكشف عنها بطريقة علمية؟

إذا كنت لا تعي سوى بعد واحد، لنقل مثلا خط زوال جرينيتش الممتد من الشمال إلى الجنوب، فإن أي شخص يتحرك في اتجاه الشرق سيختفي تماما من عالمك الخطي. وإذا كنا ندرك فقط الأسطح المستوية، فإن طائرة مقلعة ستختفي حرفيا عن ناظرينا.  وإذا كان هناك وجود لبعد رابع، وكان بمقدور كائن ما خارق التحرك داخله، فسيظهر داخل عالمنا ويختفي فورا كالشبح وذلك حين يتقاطع مساره رباعي الأبعاد مع عالمنا ثلاثي الأبعاد. هذا يصل بنا إلى حدود عالمنا الواقعي. قد يبدو الدخول في بعد رابع والاختفاء أشبه بالخيال العلمي، لكن بمقدورنا تصوره: كما هو الحال مثلا مع بعد الزمن، وفكرة الخيال العلمي المحبوبة من الكثيرين المتعلقة بالسفر عبر الزمن.

 كيف يعد الزمن بعدا؟ بالتأكيد للزمن نطاق متمثل في تواريخ السجلات التاريخية، التي تبدو وكأنها نقاط ممتدة في اتجاه ما. وإذا تمكن أحدهم في مكاننا ثلاثي الأبعاد من تصنيع آلة للزمن بحيث يستطيع التحرك إلى نقطة مختلفة في الاتجاه الزمني، سواء للأمام أو الخلف، فلن يبدو بعد الزمن مختلفا عن أي من أبعاد المكان. وإذا امتلكنا مثل هذه الآلة فسنتحرك على امتداد هذا البعد الرابع معه، لكن دون الآلة سنظل عالقين في الزمن الحاضر، وحين ينتقل المسافر عبر الزمن إلى «الأمس»، فسيختفي من أمام أعيننا. وعلى العكس، لو كنا في المكان المناسب في مكان الأمس ثلاثي الأبعاد، فقد نشهد ظهورا مفاجئا لهذا الشخص من العدم.

إذن، يتسم الزمن دون شك بسمات البعد، حيث أنه بعد مختلف من الناحية النوعية عن الأبعاد المكانية. فنحن موجودون في نقطة ما من الزمن هو «اللحظة الآنية»، وهذه اللحظة لحظة مختلفة عن اللحظة السابقة نستطيع فيها أن نتذكر ما حدث في اللحظة السابقة، واللحظات التي لم تأت بعد، لم تأت بعد. إنه بعد ذو حدود، وبمقدورنا النظر عبر الزمن بالنظر إلى الفضاء؛ إذ إن الضوء يستغرق بعض الوقت حتى ينتقل من النجوم البعيدة إلينا.

حين ننظر إلى القمر فإننا نراه كما كان عليه منذ لحظة واحدة، أما الشمس فنراها كما كانت عليه منذ ثماني دقائق، والضوء الآتي من النجوم في سماء الليل سافر عبر الفضاء الوسيط لآلاف السنوات أو أكثر، وهكذا فنحن نراها على ما كانت عليه في الماضي. إذا نظر كائن ما على أحد الكواكب التي تدور حول إحدى هذه النجوم البعيدة في سماء ليله وأنت تقرأ هذه الكلمات، فسيرى شمسنا كما كانت عليه منذ آلاف السنوات، ربما حتى قبل أن يظهر البشر على الأرض. وهكذا يصير مفهوم «الآن» أقل وضوحا.

 يمكننا النظر في أعماق الفضاء عائدين بالزمن إلى الوراء، وصولا إلى النقطة التي نسميها الانفجار العظيم. وإذا ولد كوننا ذو المكان والزمان حينها، فبعد الزمن له نطاق ممتد لما لا يقل عن 14 مليار عام إلى الآن. ويمكننا السفر إلى المستقبل والنظر منه إلى الماضي، وبهذا يملك الزمن سمة البعد الذي نستطيع التحرك خلاله، أنه مختلف عن أبعاد المكان الثلاثة. فإذا لم يعجبنا المكان الذي وصلنا إليه، نستطيع العودة مجددا من حيث أتينا، لكن في حالة بعد الزمن يستحيل علينا هذا.

منذ أن لاحظ إدوين هابل أن المجرات يبتعد بعضها عن بعض صار لدينا صورة للكون المتمدد، الأثر الممتد طوال 14 مليار عام للحدث الذي نسميه الانفجار العظيم.  وأمور مثل: ما سبب الانفجار العظيم؟ ومن أين أتي؟ تعد نسخة حديثة من أساطير الخلق. لكننا نملك ميزة عند محاولة تفسير هذه الأمور، وهي معرفتنا بميكانيكا الكم، التي تمنحنا أفكارا جديدة، ليس فقط عن الفراغ بوصفه وسطا، بل أيضا عن الطبيعة غير اليقينية للمكان والزمان. وأفضل ما يسعنا فعله هو تصور تلك الحقبة من منظور خبراتنا. وهذه الخبرات تخبرنا بأنه حين تتجمع المادة على نحو لصيق فإنها تستشعر قوة الجاذبية، وهو الأمر الخاضع للنسبية العامة وقوانين ميكانيكا الكم.

كما رأينا من قبل، بينما تصف النسبية العامة الكون على المستوى الضخم، تقدم ميكانيكا الكم تفسيرات دقيقة عن الظواهر الواقعة على مستويات الحجم دون الذرية، حيث أن الوصول لنظرية متسقة رياضيا ومختبرة تجريبيا تجمع بين هاتين الدعامتين العظيمتين لعلوم القرن العشرين لم يتحقق بعد. ولفهم ما كان عليه حال الكون خلال اللحظات الأولى من الانفجار العظيم سنحتاج إلى نظرية كمية للجاذبية. في النسبية العامة يرتبط انحناء الزمكان بتركيز الطاقة. ومن شأن عدم اليقين أو التشوه الذي يصيب الطاقة في الكون الكمي أن يؤدي إلى عدم يقين مماثل في انحناء الزمكان، وهو ما يؤدي إلى حدوث تذبذبات في المسافات، أو على وجه التحديد في نسيج الزمكان. ستتسم هندسة الكون كلها بعدم اليقين، وستعجز خبراتنا عن استيعاب فكرة الأبعاد وأعدادها.

يبدو أن أفضل النظريات الواعدة حاليا، التي تعمد لحل هذه المشكلات، تعمل على النحو الأفضل إذا كان للكون أبعاد عديدة، ربما عشرة أبعاد، وهذه النظريات تعرف باسم نظريات الأوتار. وليس من المؤكد بعد هل هذا التبسيط للعمليات الفيزيائية في الطاقات العالية في أبعاد عديدة مجرد حيلة رياضية تمكننا من إجراء حسابات معقولة أم أنه يلمح لشيء آخر أعمق بشأن نسيج الكون. على أي حال، لربط هذا الكون ذي الأبعاد الأعلى بالكون الذي ندركه، علينا الجزم بأن كل الأبعاد المكانية، خلا ثلاثة منها، صغيرة على نحو دقيق للغاية. ومع أن كل هذه الأبعاد كانت مهمة على نحو متناظر في حقبة الجاذبية الكمية، وحدهما المكان والزمان كما نعرفهما هما اللذان تضخما ليضما الكون المرئي الذي نعيه اليوم.

قد يخبرنا العلم قريبا بإجابة السؤال: هل توجد أبعاد أخرى غير أبعاد المكان وبعد الزمان؟ فبالإضافة إلى الأبعاد الممتدة من الأعلى للأسفل، ومن الخلف للأمام، ومن الجانب للجانب، يمكن أن تكون هناك أبعاد أخرى «بالداخل». وحتى وقت قريب للغاية كان من المعتقد أن هذه الأبعاد الأعلى فقدت للأبد في الزبد الكمي، لكن تشير الأفكار المبتكرة التي تحاول تفسير سبب ضعف قوة الجاذبية الشديد على المستوى الذري قياسًا بالقوى الأخرى إلى أن الجاذبية ربما تتسرب إلى أبعاد أعلى يمكن لها حتى أن توجد على مستويات يمكن الوصول إليها من خلال التجارب التي تتم في مصادم الهادرونات الكبير بمختبر سيرن. تحدثنا من قبل عن الطائرة التي تقلع إلى البعد الثالث ومن ثم تختفي من نظر أي قاطن لسطح ثنائي الأبعاد، وبالمثل، يمكن للجسيمات التي تظهر آتية من البعد الخامس، أو مختفية فيه، في مصادم الهادرونات الكبير أن تكون علامة على أن الزمكان في حقيقته أشبه بالجبن السويسري؛ من حيث إنه مليء بالفقاعات الدقيقة التي تقع على حدود قدرتنا الحالية على القياس.