النموذج القياسي للكوسمولوجيا، أو علم الكون
المؤلف:
برايان غرين
المصدر:
الكون الأنيق
الجزء والصفحة:
ص377
2025-08-23
468
يرجع ظهور النظرية الحديثة لأصل الكون لعقد ونصف بعد اكتمال النسبية العامة لأينشتاين. ومع ان آينشتاين قد رفض أن يعطي نظريته قيمتها الحقيقية ويوافق أنها تتضمن أن الكون ليس أبدياً ولا ساكناً، غير أن ألكسندر فريدمان قد فعل ذلك. وكما ناقشنا في الفصل الثالث، فإن فريدمان قد وجد ما هو معروف الآن بأنه حل معادلات آينشتاين عن طريق الانفجار الهائل - وهو الحل الذي يعلن أن الكون قد انبثق عن حالة انضغاط لانهائية، وهو الآن في حالة تمدد بعد هذا الانفجار الأولي، كان آينشتاين على يقين لدرجة أنه نشر مقالاً قصيراً معلناً أن مثل هذه الحلول المتضمنة للتغيرات الزمنية ليست نتيجة لنظريته، وزعم أن هناك خطأ قاتلاً في بحث فريدمان، إلا أنه بعد مرور ثمانية أشهر نجح فريدمان في إقناع آينشتاين بعدم وجود أخطاء، الأمر الذي جعل آينشتاين يسحب اعتراضه علناً لكن بأدب مصطنع. ومع ذلك، من الواضح أن آينشتاين لم يقتنع تماماً بأن نتائج فريدمان لها أية علاقة بالكون. غير أنه بعد حوالي خمس سنوات من ذلك، وبناء على مشاهدات هابل التفصيلية للعشرات من المجرات بواسطة تلسكوب ذي مرآة مئة بوصة من مرصد ماونت ويلسون (Mount Wilson) فقد تأكد بما لا يدع مجالاً للشك أن العالم في حالة تمدد. وقد تمت إعادة صياغة أبحاث فريدمان بطريقة أكثر منهجية وكفاءة بواسطة الفيزيائيين هوارد روبرتسون وآرثر ووكر وهي ما زالت تشكل أساس الكوسمولوجيا الحديثة.
وبشيء أكثر من التفصيل فإن النظرية الحديثة عن أصل الكون تبدو كما يلي. منذ حوالي 15 مليار سنة انبثق الكون من حدث طاقي فريد هائل، لفظ كل الفضاء والمادة. (وليس عليك أن تبحث بعيداً عن موقع حدوث الانفجار الهائل، لأنه حدث في الموقع الذي أنت فيه وفي كل مكان آخر، ففي البداية كانت كل المواقع التي نراها منفصلة الآن، كانت نفس المكان). كانت درجة حرارة الكون بعد 4-10 ثانية على حدوث الانفجار الهائل، وهي اللحظة التي أطلق عليها "زمن بلانك"، قد حسبت ووجدت حوالي 72-10 كلفن، أي أنها أسخن بمقدار 10 تريليون تريليون مرة من أعمق مكان داخل الشمس. وبمرور الزمن تمدد الكون وأصبح أبرد، وأثناء ذلك بدأت المادة الكونية من البلازما الأولية المتجانسة والمتوهجة تشكل دوامات وتجمعات وبعد حوالي جزء من مائة ألف جزء من الثانية تقريباً بعد الانفجار الهائل أصبحت الأشياء باردة بما يكفي (حوالي 10 تريليون كلفن - مليون مرة أسخن من جوف الشمس) لتتجمع الكواركات معاً في مجموعات من ثلاثة مكونة البروتونات والنيوترونات وبعد حوالي جزء من مائة من الثانية أصبحت الأمور صالحة لتكوين أنوية بعض أخف العناصر في الجدول الدوري لتبدأ في التجمد من بلازما الجسيمات التي تبرد. وخلال الدقائق الثلاث التالية، وعندما برد الكون الملتهب إلى حوالي مليار درجة، فإن الأنوية السائدة والتي انبثقت كانت أنوية الهيدروجين والهليوم، مع كميات ضئيلة من الديوتيريوم (الهيدروجين "الثقيل") والليثيوم، وتعرف هذه الفترة باسم "التخليق النووي البدائي (Primordial Nucleosynthesis)".
ولم يحدث الكثير في المائة ألف عام التي تلت ذلك أكثر من استمرار التمدد والتبريد. غير أنه عندما انخفضت درجة الحرارة إلى بضع ألوف من الدرجات أخذت الإلكترونات المتدفقة بلا نظام تتباطأ للدرجة التي تمكنت عندها الأنوية الذرية، غالباً الهيدروجين والهليوم من اقتناصها لتكون أول الذرات المتعادلة كهربياً. كانت تلك اللحظة محورية ومنذ تلك اللحظة أصبح العالم شفافاً على جميع المستويات وقبل عصر اقتناص الإلكترونات كان الكون مليئاً ببلازما كثيفة من جسيمات مشحونة كهربياً - بعضها شحنته موجبة مثل الأنوية، بينما الأخرى لها شحنة سالبة مثل الإلكترونات كانت الفوتونات المثارة، التي لا تتداخل إلا مع الجسيمات المشحونة تسحب بإصرار بواسطة الكتلة الكثيفة للجسيمات المشحونة، فلا تستطيع أن تنتقل إلا لمسافات ضئيلة جداً قبل أن تنحرف أو تمتص جعل حاجز الجسيمات المشحونة أمام الحركة الحرة للفوتونات الكون يبدو وكأنه معتم تماماً على الأغلب تماماً مثل ما يمكن مشاهدته صباح يوم كثيف الضباب أو أثناء عاصفة ثلجية كثيفة جداً. غير أنه عندما دخلت الإلكترونات سالبة الشحنة في مداراتها حول الأنوية موجبة الشحنة مكونة ذرات متعادلة كهربياً، اختفى المانع المشحون وانقشع الضباب الكثيف ومنذ تلك اللحظة أصبحت الفوتونات الناتجة عن الانفجار الهائل تنتقل من دون أية معوقات، وأصبحت تتضح رؤية كل مدى الكون تدريجياً.
وبعد حوالي مليار سنة أخرى وبعد أن هدأ الكون بصورة محسوسة من البداية المجنونة، بدأت تنبثق المجرات والنجوم وفي النهاية الكواكب كتجمعات للعناصر البدائية مرتبطة بواسطة الجاذبية. واليوم وبعد ما يقرب من 15 مليار سنة من الانفجار الهائل يمكننا أن نبدي دهشتنا بكل من عظمة الكون ومقدرتنا الجماعية على أن نجمع معاً نظرية منطقية من السهل اختبارها عن أصل الكون. لكن، إلى أي مدى يمكن أن نثق "حقيقة" في نظرية الانفجار الهائل؟
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في علم الفلك
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
