عقد من الانتظار وظرف مختوم: ثابت الجاذبية الكوني يُربك العلماء مجدداً

في الحادي عشر من يوليو 2024، فتح الفيزيائي ستيفان شلامينجر ظرفاً مختوماً كان قد أُودع لمدة عشر سنوات كاملة. داخله كان الرقم السري الذي يُصحّح بيانات تجربته الكبرى. حين أجرى الحسابات النهائية، جاء ثابت الجاذبية الكونية مختلفاً عن القياسات المنافسة، مؤكداً أن أحد أشد ثوابت الطبيعة إرباكاً لم يكشف بعد عن سره الكامل.

نشرت مجلة ميترولوجيا العلمية نتائج هذا البحث الذي أجراه فريق من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتقنية. وقد سجّل الفريق قيمة لثابت الجاذبية الكونية رمزه G تبلغ 6.67387 في المئة من 10 أس سالب 11 متر مكعب لكل كيلوغرام في الثانية المربعة، بفارق 0.0235 بالمئة عن قياس فرنسي أُجري في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس عام 2007. وعلى الرغم من ضآلة هذا الفارق في ظاهره، فإنه أكبر بكثير من حدود الخطأ التجريبي المسموح بها.

يستخدم الباحثون لهذا القياس أداةً تُعرف بميزان الالتواء، وهي نسخة محسّنة مما ابتكره هنري كافنديش عام 1798. تتكوّن من ثمانية أسطوانات معدنية: أربع كبيرة على دوّار دوّار وأربع صغيرة معلّقة بشريط من سبيكة النحاس والبيريليوم لا يتجاوز سمكه سُمك شعرة إنسان. تتعرض الأسطوانات الصغيرة لقوة جذب ضعيفة من الكبيرة فيلتوي الشريط، وتُقاس زاوية الالتواء بدقة شديدة. استخدم الفريق أسطوانات من النحاس والياقوت الصناعي وحصل على نتائج متطابقة في كلتا الحالتين.

للقضاء على التحيز اللاواعي، لجأ الفريق إلى حيلة التعمية: طلب زميل شلامينجر باتريك أبوت طرح قيمة عشوائية مجهولة من قياسات الكتلة وأودعها في الظرف المختوم طوال سنوات التجربة. وبهذا لم يكن شلامينجر يعرف النتيجة الحقيقية قبل اكتمال جميع التحليلات.

وتعكس هذه المثابرة البحثية في الدقة القيمة التي أرسى معالمها العلم العربي الكلاسيكي قروناً، حين وضع ابن الهيثم أسس المنهج التجريبي وشدّد على أهمية القياس الموضوعي. وفي العصر الحديث، تسعى جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) وجامعة خليفة للعلوم والتقنية إلى بناء قدرات قياس دقيقة تُسهم في رصد مثل هذه الظواهر الفيزيائية الأساسية، في خطوة نحو تكريس مكانة المنطقة في أبحاث الفيزياء الدقيقة العالمية.

المشكلة الحقيقية أن هذا الفارق ليس جديداً؛ فمنذ أواخر القرن الثامن عشر والقياسات الدقيقة لـ G تتعارض مع بعضها بنسب لا تُفسَّر بالأخطاء التجريبية المعتادة. يقول الباحثون إما أن ثمة خطأً خفياً يتسلل إلى كل التجارب دون أن يُرصد، وإما أن الكون يُخفي قانوناً في الجاذبية لم نكتشفه بعد. وفي عالم باتت معظم ثوابت الطبيعة الأساسية معروفة بدقة بالغة، يظل ثابت الجاذبية الكوني الاستثناء المحرج لفيزيائيي اليوم.