نسيج الكون

يركز الجزء الأول على المكان والزمان .

يطرح الفصل الأول، " طرق إلى الواقع "، أسئلة حول طبيعة المكان والزمان، والتي يتم استكشافها في بقية الكتاب. يستذكر غرين لقاءه في شبابه مع كتاب " أسطورة سيزيف" لألبير كامو ، والذي أظهر له أهمية المعرفة.

يتناول الفصل الثاني، " الكون والدلو "، السؤال التالي: " هل الفضاء مفهومٌ بشريٌّ مجردٌ أم كيانٌ مادي ؟" وتتمحور التجربة الفكرية الرئيسية حول دلوٍ دوارٍ من الماء ، مصممٍ لإثارة التساؤل حول مصدر القوة التي يشعر بها المرء داخل الدلو أثناء دورانه. ويُقدّم الفصل أفكار إسحاق نيوتن ، وغوتفريد لايبنتز، وإرنست ماخ . فقد قال نيوتن إن الماء في الدلو يتحرك بالنسبة إلى الفضاء المطلق، بينما خالفه لايبنتز وماخ الرأي.

يقدم الفصل الثالث، " النسبية والمطلق " ، نظريات ألبرت أينشتاين حول النسبية الخاصة والعامة ويسأل: "هل الزمكان مجرد تجريد أينشتايني أم كيان مادي؟"

يُقدّم الفصل الرابع، " الفضاء المتشابك "، ميكانيكا الكم ويطرح السؤال: "ماذا يعني أن تكون منفصلاً في كون كمومي؟". يُعرّف غرين باللف المغزلي ، وتجربة الشق المزدوج ، ومبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ . ويصف مفارقة طرحها أينشتاين وبوريس بودولسكي وناثان روزن ، ونظرية جون بيل ، واختبارات أجراها آلان أسبكت وآخرون عليها .

الجزء الثاني يتناول تجربة البشرية للزمن.

يتساءل الفصل الخامس، " النهر المتجمد ": "هل يتدفق الزمن؟" يعود غرين إلى النسبية الخاصة ونسبية التزامن . ويخلص إلى أن الزمن لا يتدفق، لأن كل الأشياء موجودة في آن واحد.

يتناول الفصل السادس، " الصدفة والسهم "، سؤالاً هاماً: " هل للزمن اتجاه ؟". يُقدّم غرين مفهوم تناظر انعكاس الزمن ، أي أن قوانين الفيزياء متناظرة في اتجاه الزمن وعكسه. ومن أبرز محاور هذا الفصل مفهوم لودفيغ بولتزمان عن الإنتروبيا والقانون الثاني للديناميكا الحرارية .

يعود الفصل السابع، " الزمن والكم "، إلى ميكانيكا الكم. ويُعدّ الاحتمال موضوعًا رئيسيًا في هذا الفصل، كونه جزءًا لا يتجزأ من ميكانيكا الكم. ويُعاد استعراض تجربة الشق المزدوج، بالإضافة إلى العديد من التجارب الأخرى، مثل تجربة الاختيار المؤجل لجون أرشيبالد ويلر، وتجربة الممحاة الكمومية لمارلان سكالي . ويُقدّم غرين مشكلة القياس ، ويختتم بمناقشة فقدان الترابط الكمومي .

يتناول الجزء الثالث علم الكونيات .

يذكر الفصل الثامن، " عن رقاقات الثلج والزمكان "، أن تاريخ الكون هو تاريخ التناظر . يعود غرين إلى النسبية العامة ويناقش اكتشاف إدوين هابل للكون المتوسع. ويجادل غرين بأن الانفجار العظيم لا بد أن يكون حالة الحد الأدنى من الإنتروبيا.

يُقدّم الفصل التاسع، " تبخير الفراغ "، بوزون هيغز . ويركّز غرين على الجزء الحرج الأول من الثانية بعد الانفجار العظيم، حين كان يُعتقد أن مقدار التناظر في الكون قد تغيّر فجأةً بفعل عملية تُعرف بكسر التناظر . كما يُعيد هذا الفصل النظر في نظرية التوحيد العظيم ، ويُعيد أيضًا استعراض مفهوم الإنتروبيا.

يعود الفصل العاشر، " تفكيك الانفجار العظيم"، إلى نظرية الانفجار العظيم، متسائلاً: "ما الذي انفجر؟". ويُقدّم آلان غوث إجابةً من خلال نظرية التضخم الكوني ، التي تُجيب أيضاً على مشكلتي الأفق والتسطّح . يناقش غرين الثابت الكوني ، الذي أدخله أينشتاين إلى النسبية العامة لكبح جماح تمدد الكون. وقد عاد الثابت الكوني إلى الواجهة مع اكتشاف الطاقة المظلمة . ومن الألغاز الأخرى التي لم تُحل طبيعة المادة المظلمة .

يتناول الفصل الحادي عشر، " الكميات في السماء مع الماس "، موضوعي التضخم الكوني وسهم الزمن. ويتطرق غرين إلى ثلاثة تطورات رئيسية: تكوين هياكل مثل المجرات ، وكمية الطاقة اللازمة لنشوء الكون الذي نراه الآن، وأصل سهم الزمن.

يقدم الجزء الرابع الصراع بين النسبية العامة وميكانيكا الكم، وكيف يمكن حله.

يُقدّم الفصل الثاني عشر، بعنوان " العالم على وتر "، مجال غرين، وهو نظرية الأوتار . ويُعاد فيه استعراض أفكار من كتاب "الكون الأنيق" . ويتعرّف القارئ على كيفية مساهمة نظرية الأوتار في سدّ الفجوات بين النسبية العامة وميكانيكا الكم.

يُقدّم الفصل الثالث عشر، بعنوان " الكون على غشاء "، نظرية إم وتأثيراتها على المكان والزمان. ويركز الفصل على الجاذبية وعلاقتها بالأبعاد الإضافية. وفي نهاية الفصل، يُخصص قسم موجز للنموذج الدوري .

يتناول الجزء الخامس الجهود المبذولة لاختبار النظريات الموصوفة، وتطبيقاتها التخمينية.

يُقدّم الفصل الرابع عشر، " في السماء وعلى الأرض "، الجهود المبذولة لاختبار تنبؤات النسبية العامة مثل سحب الإطار المرجعي وموجات الجاذبية . ويعود غرين إلى نظرية هيغز ونظرية الأوتار وكيفية اختبارهما تجريبياً.

يتناول الفصل الخامس عشر، " أجهزة النقل الآني وآلات الزمن "، السفر عبر المكان والزمان بوسائل غير مألوفة. ويُعاد طرح ميكانيكا الكم عندما يناقش غرين النقل الآني الكمي ، الذي لم يعد ضربًا من الخيال العلمي بفضل أعمال أنطون زيلينغر وآخرين. كما يُعاد النظر في النسبية العامة لتناول إمكانية السفر عبر الزمن من خلال الثقوب الدودية . ويناقش غرين المفارقات التي تنشأ عند السفر إلى الماضي؛ ويقترح ديفيد دويتش إمكانية حلها من خلال تفسير الأكوان المتعددة لميكانيكا الكم.

يتناول الفصل السادس عشر، " مستقبل التلميح "، مستقبل المكان والزمان. من الممكن أن ينبثق الزمكان من شيء أعمق. ثمة احتمال آخر هو أن يكون المكان والزمان ذريين في طبيعتهما. يقدم غرين نظرية الجاذبية الكمومية الحلقية ، واحتمال أن تشير هذه النظرية ونظرية الأوتار إلى نظرية واحدة للجاذبية الكمومية.