أقرأ أيضاً
التاريخ: 2023-06-11
1139
التاريخ: 7-8-2020
1334
التاريخ: 24-3-2022
2278
التاريخ: 2-3-2016
1377
|
لطبيعة الطاقة المظلمة تبعات مهمة للغاية؛ خاصة وأن مصير الكون بأكمله يعتمد عليها. من القضايا التي واجهت علماء الكونيات لفترة طويلة قضية هل سيستمر الكون في التمدد إلى الأبد، أم سيقل معدل تمدده إلى نقطة يبدأ عندها في الانكماش مجددا؟ تسمح نظرية النسبية لأينشتاين بكلا الاحتمالين اعتمادًا على قدر المادة الذي يحتويه الكون. بالتغاضي عن الطاقة المظلمة للحظة، من المعروف منذ عمل ألكسندر فريدمان في أوائل العشرينيات أن هناك ثلاثة سيناريوهات محتملة؛ أولاً هناك الكون منخفض الكثافة، الذي تكفي فيه قوة الانفجار العظيم لجعل المادة الكونية تتغلب على قوى الجذب الخاصة بها وبهذا يستمر الكون في التمدد يبطؤ معدل التمدد نتيجة التأثير الكابح للجاذبية، لكن هذا التأثير يضعف مع الوقت إلى أن يصل الكون في النهاية لمعدل تمدد شبه ثابت. يعبر الخط المنحنى أ عن هذا السيناريو في الشكل 6-3.
الاحتمال الثاني، والموضح بالخط المنحني ب في الشكل 6-3، هو الكون عالي الكثافة. يحتوي هذا الكون على مادة أكثر مما يؤدي لوجود قوة جذب أكبر، ومن ثم تأثير كابح أكبر. يتباطأ معدل التمدد مع مرور الوقت إلى أن يتوقف بشكل تام، وعند تلك النقطة يبدأ الكون في الانكماش والانهيار على نفسه. تتزايد سرعة الانكماش وصولا إلى الانهيار التام، الذي يعرف باسم «الانسحاق العظيم». الاحتمال الثالث الموضح بالخط ج، هو سيناريو وسيط بين الاحتمالين السابقين هنا يقل معدل التمدد مع الوقت، لكن دون الوصول لنقطة يتوقف فيها بشكل تام. تربط النسبية العامة الاحتمالات الثلاثة بهندسة الكون. ففي السيناريو ب يحني مجال الجاذبية القوي للمادة الكثيفة الفضاء إلى كرة فائقة، وفي السيناريو أ ينحني الفضاء بالسلب ويكون مفتوحًا ولانهائيا. أما في السيناريو ج فيكون الفضاء مسطحًا ولانهائيا.
شكل 6-3: مصير الكون. حدد ألكسندر فريدمان ثلاثة نماذج محتملة للكون: قد يتمدد الكون إلى الأبد بمعدل ثابت (أ)، وقد ينهار في انسحاق عظيم (ب)، أو قد يتأرجح بين الاثنين (ج). في الحالة أ يكون الفضاء منحنيا بالسلب، وفي الحالة ب يكون منحنيا بالإيجاب، وفي الحالة ج يكون مسطحًا.
تصير الخيارات الثلاثة أ، ب، جـ أكثر تعقيدًا مع وضع الطاقة المظلمة في الاعتبار. وكما أوضحت من قبل فإن سلوك الكون في المراحل المبكرة لم يتأثر إلا قليلا بالجاذبية المضادة، إلا أن هذا التأثير يمكنه في نهاية المطاف أن يكون حاسما، فإذا وصلت كثافة كتلة طاقة الكون الإجمالية (بما فيها الطاقة المظلمة) لنقطة حرجة معينة، سيكون الفضاء مسطحًا، إلا أن المستقبل البعيد للكون سيبدو كئيبا؛ إذ إن التمدد المتزايد سيحول الكون إلى ما يشبه الثقب الأسود المقلوب. إن سرعة الضوء المحددة ستؤدي لوجود ما يسمى بأفق الفضاء، الذي نعجز عن رؤية ما يوجد خلفه، مهما بلغت تلسكوباتنا من قوة. يخلق التمدد المتزايد أفقًا من نوع آخر، يسمى «أفق الحدث»، يشبه سطح الثقب الأسود. تخيل أن دفقة من الضوء انطلقت من كوكب الأرض صوب مجرة بعيدة تزداد ابتعادًا عن الأرض. بينما يطارد الضوء المجرة، تزداد المجرة ابتعادًا. إذا كان معدل تمدد الكون ثابتا فسيصل الضوء إلى المجرة في نهاية المطاف. لكن لو كان معدل التمدد يتزايد قد لا يصل الضوء لهذه المجرة «قط»؛ إذ إنه مهما حاول الضوء أن يجتاز الفجوة، فالفجوة نفسها تزداد اتساعا. وبالمثل، فإن الضوء المنبعث من المجرة البعيدة صوب الأرض في نفس الفترة الزمنية قد لا يصل إلينا قط، مهما انتظرنا. في هذه الحالة تظل منطقة الكون التي تقع فيها تلك المجرة المتباعدة (وكل المناطق الأبعد منها غير مرئية من جانبنا إلى الأبد في الكون ذي التمدد المتزايد تتحرك المجرات بعيدًا بعضها عن بعض أسرع وأسرع، وفي النهاية تختفي تماما وراء أفق الحدث الخاص بكل منها. سيتطلب الأمر مليارات السنوات كي تختفي أغلب المجرات التي نراها اليوم، لكن لو أن الكون يتصرف بالفعل على النحو المبين في شكل اينشتاين فسيحدث هذا لا محالة إلى أن يحدث هذا فإن المجرات القريبة (على سبيل المثال مجرة أندروميدا) المرتبطة بمجرة درب التبانة بفعل قوة الجاذبية ستندمج في مجرة فائقة مليئة بثقوب سوداء هائلة ونجوم محترقة. أما بقية الكون البالغ حجمه مليارات السنوات الضوئية) فسيكون خاويًا. وفي النهاية، حتى الثقوب السوداء العملاقة ستتبخر على صورة إشعاع حراري، سيختفي بدوره عبر الأفق، شأن كل شيء آخر.
|
|
دراسة يابانية لتقليل مخاطر أمراض المواليد منخفضي الوزن
|
|
|
|
|
اكتشاف أكبر مرجان في العالم قبالة سواحل جزر سليمان
|
|
|
|
|
اتحاد كليات الطب الملكية البريطانية يشيد بالمستوى العلمي لطلبة جامعة العميد وبيئتها التعليمية
|
|
|