א א << F << < ^ÛÂ<Ý Ò_<êÚ] <J_ << << íé ^i<í ا تى الا طار العلمي لنظرية الانفجار الكبير Theory) (Big Bang من حلول معادلات تسمى معادلات الحقل في النظرية النسبية العامة التي وضعها ا لبرت ا ينشتاين عام 1916 استنتج من خلالها ا ن الكون يتمدد ا و ينكمش ولا يجب ا ن يكون ثابت ا ولكن ا ينشتاين كان يعتقد ا ن الكون ثابت فغير المعادلات وا ضاف ثابت ا كوني ا ا ليها حتى تعطي كون ا ثابت ا. وبعدما تم رصد توسع الكون واكتشف ا ن الثابت الذي وضعه ا ينشتاين كان خاطي ا اعترف با نه ا كبر خطا ارتكبه في حياته ا ما تفاصيل النظرية فقد وضعت لاحق ا وطرا ت عليها تعديلات كثيرة ولا تزال. ثم جاء الاكتشاف الكبير لا دوين هابل عام 1929 حيث اكتشف ا ن ضوء المجرات البعيدة ينزاح نحو الا حمر وهذا يو كد ا ن المجرات تبتعد عن بعضها البعض كما وجد ا يض ا ا ن المجرات الا بعد تبتعد بسرعات ا كبر مما يو كد ا ن الكون يتمدد وكل شيء فيه يبتعد عن كل شيء. وتنبا ا لفر وهيرمان با ن الا شعاع المتولد من الانفجار الا عظم يجب ا ن يكون موجود ا الا ن ثم ا تى الدعم التاريخي لهذه الفرضية على يد كل من ا رنو بنزياس وروبرت ويلسون عام 1964 باكتشاف هذا الا شعاع بالصدفة عندما كانا يوجهان تلسكوبهما الراديوي لتفحص الكون حيث وجدا ا ن هنالك ا شارات راديوية تصل ا لينا من كل ا نحاء الكون ونالا جاي زة نوبل على اكتشافهما هذا. وقام القمر الصناعي COBE بقياس درجة حرارة هذا الا شعاع وهي 2.735 درجة فوق الصفر المطلق ا ي - 270 درجة مي وية. تفسر الصورة المجاورة الملتقطة للكون وجود الا شعاع الميكروي فالنقاط الصفراء والحمراء والخضراء هي عبارة عن مجرات ونجوم مشعة ا شعاعاتها قوية (نستطيع تجاهلها) بينما الخلفية التي بلون ا زرق هي عبارة عن ا شعاعات ضعيفة وهي موجودة في كل مكان فلو لم يكن هناك ا شعاع لظهرت مساحة سوداء ووجود اللون يدل ع ىل ا ن هنالك ا شعاع يا تي من كل ا نحاء الكون التفسير الوحيد له ا نه ناتج عن انفجار كان في كل مكان من الكون وبنفس الوقت. [êñ^èˆéëö]< éã Ö]<î Â<Ü Âù]< ^rëþ ]<íè Þ<àÚ<ì ñ^ëö]<^ú صحيح ا ن نظرية الانفجار الا عظم غيرت مفهومنا عن نشا ة الكون وا ن الكون له بداية وليس كون ا ا زلي ا لكن لها فواي د كثيرة على الصعيد الفيزياي ي لا نها تفسر ما حدث من لحظة ولادة الكون وما بعد الانفجار الا عظم مباشرة وقد استطاع العلماء وضع تصور للكون بدء ا من اللحظة 43-10 ثانية من عمره ولكن ليس قبل هذه اللحظة فالفيزياء والقوانين الحالية غير قادرة على تفسيرها وحتى نظرية الانفجار الا عظم لا تفسرها وهذه المشكلة التي عانت منها النظرية. * ألقيت هذه المحاضرة في إطار برنامج السنة الثالثة من محاضرات الجمعية في المرآز الثقافي العربي في آفرسوسة بتاريخ 2009/3/3. 1
<<íéñ^èˆéëö]<ïçïö] تنقسم كل القوانين الفيزياي ية ا لى شقين ا ساسيين: قوانين ميكانيك الكم وهي تدرس على صعيد الذرات والعناصر الا ولية الا صغر من الذرة وتعتمد على مبدا الارتياب. النظرية النسبية وهي تفسر لنا قوة الجاذبية وكل الا جسام التي لها كتل هاي لة مثل الكواكب والنجوم والمجرات والثقوب السوداء وتعتمد على مبدا الحتمية. وكما نعلم ا ن مبدا الارتياب ومبدا الحتمية مبدا ين متناقضين تمام ا لذلك لم يستطع العلماء ا ن يقوموا بدمجهما لكن ا ذا تم جمع هاتين النظريتين سينتج لدينا نظرية موحدة كبرى حتى الا ن لم يتم ا نجازها وهنالك الكثير من المحاولات لاكتشافها لكن ا غلبها باء بالفشل. هذه النظرية يمكن ا ن تو من لنا وصف ا لحالة الكون في الا جزاء الا ولى من الثانية ا ي قبل 43-10 ثانية. ا ن القوى المعروفة لدينا في الفيزياء هي 5 قوى: كهرباي ية مغناطيسية نووية ضعيفة نووية قوية وقوة الجاذبية. قام ماكسويل بتوحيد الكهرباي ية والمغناطيسية مع ا ضمن القوة الكهرطيسية وفيما بعد باستخدام العلم الحديث ومسرعات تصادم النوى استطاعوا ا ن يوحدوا القوة الكهرطيسية مع القوة النووية الضعيفة ضمن القوة الكهرضعيفة ولكنهم لم يستطيعوا توحيدها مع النووية الشديدة والجاذبية وهذه هي القوى المعروفة حالي ا. لكن نظري ا وبالحسابات الرياضية يمكن ا ن يوحدوا القوة النووية الشديدة مع الكهرضعيفة ضمن القوة الكهرشديدة بالنظرية الموحدة الكبرى Theory) (Grand Unification لكن هذه النظرية غير مثبتة حتى الا ن ولم يصلوا بها ا لى نتاي ج واقعية وحتمية. ونستطيع باستخدام نظرية المجال الموحد الكبرى Theory) (Unified Field ا ن نوحد كل القوى لكن حتى نحصل على قانونها يجب ا ن نوحد بين ميكانيك الكم والنظرية النسبية وهذا ما فشل به العلماء حتى الا ن. <<Ü Âù]< ^rëþ ]<íïéïu ما هي نظرية الانفجار الا عظم وما مفهومك عنها ا ن نظرية الانفجار الا عظم تقول ا ن الكون نشا من نقطة مفردة صغيرة (البويضة الكونية) ا بعادها ا صغر من ا بعاد الذرة بكثير وهو يتوسع منذ ذلك الوقت وقد تم ا ثبات ذلك عن طريق الرصد كما في رصد حركة المجرات وتباعدها وبالتالي ا ذا عدنا بالزمن ا لى الوراء فهذا يعني ا ن المجرات كانت ا قرب حتى نصل ا لى نقطة محددة. ويعتقد ا ن ا شعاع الخلفية الميكروي هو من بقايا ا شعة الانفجار الا عظم. ما الا دلة الري يسية التي تدعم نظرية الانفجار الا عظم ا و لا: الاعتقاد الساي د با ن للكون بداية محددة. ثاني ا: ا ظهرت الا رصاد ا ن المجرات تتباعد عنا بسرعة نسبية تتناسب طرد ا مع بعدها عنا وذلك حسب قانون هبل (نسبة ا لى العالم ا دوين هبل "1889-1953" الذي اكتشفه سنة 1929) وتدعم هذه الا رصاد فكرة توسع الكون وا نه كان منضغط ا في نشا ته. 2
ثالث ا: ا شعاع الخلفية الميكروي radiation) Cosmic Microwave Background ا و (CMB الذي اكتشفه الراصدان الراديويان ا رنو بنزياس وروبرت ويلسون في عام 1965 الذي تبلغ درجة حرارته 2.725 كلفن ) يا -454.765 فهرنهايت -270.425 سلزيوس) والذي يتخلل كوننا المري ي ويعتقد ا نه بقايا ا شعاع الانفجار الا عظم الذي كان يبحث عنه العلماء. رابع ا: وا خير ا تدعم وفرة «العناصر الخفيفة» كالهيدروجين والهليوم الموجودة في الكون المري ي نموذج الانفجار الا عظم لا صل الكون وهذه العناصر تشكل وقود النجوم ا ي التحام هذه العناصر مع بعضها قد شكل عناصر ذرية ا ثقل منها ونتج عنها طاقة فلو كان الكون ا زلي ا لكانت هذه العناصر استهلكت الوقود وا صبحت كلها عناصر ا ثقل ولما وجدنا سحب الهيدروجين ا و الهليوم ولكنها حالي ا موجودة وبدرجة هاي لة. مفهوم توسع الكون ا ن كل شيء في كوننا يتباعد عما عداه وذلك كما هي الحال على سطح البالون ا ذا وضعنا عليه نقاط ا ونفخنا البالون فسنجد ا ن كل النقاط تبتعد عن بعضها البعض ولا توجد نقطة مركزية ثابتة بحيث تبتعد النقط الباقية عنها. وتتحرك كل النقط مبتعدة عن مركز البالون الذي هو داخل البالون. ولكن بانفجار الفضاء لا يوجد مركز وليس له خارج فالانفجار الا عظم ليس انفجار ا في الفضاء بل كان ا شبه بانفجار الفضاء ذاته فهو لم ينفجر في موقع معين انتشر منه في خلاء نفترض ا نه قد هيي له لقد حدث في كل مكان دفعة واحدة. ا ي نوع من الانفجارات كان الانفجار الا عظم المفهوم الخاطي : كان الانفجار الا عظم مثل قنبلة تنفجر في موضع معين من خلاء سابق. فمن وجهة النظر هذه كان الكون عبارة عن نقطة صغيرة تتجمع بها مادة الكون كان الضغط في المركز في ا قصاه وفي الفراغ المحيط بها في ا دناه وهذا الفرق في الضغط ا دى ا لى تمدد المادة وانفجارها مما دفعها ا لى الخارج. المفهوم الصحيح: ا ن الفضاء نفسه هو الذي انفجر. ا ن الفضاء كان مضغوط ا ضمن هذه النقطة وتوسع معها فلم يكن ثمة مركز لهذا الانفجار بل حدث في كل مكان ولما كانت الكثافة والضغط هما نفسيهما في كل مكان لم يكن ثمة اختلاف في الضغط ليو دي ا لى الانفجار. وهذا هو الفرق بين الانفجار الا عظم والانفجارات التي نعرفها بالقنابل العادية ا و النووية التي تنتج عن فروق بالضغط. 3
ا ذا كان الكون يتوسع فما الشيء الذي يتوسع فيه ا و ما هو المكان الذي يتوسع فيه لا بد ا و لا من رفض الفكرة با ننا نرصد الكون من نقطة خارجة عنه لا نها طالما توجد نقطة في الخارج فهي من ضمن الكون لا ن كل ما هو موجود هو من ضمن الكون حتى الخلاء من ضمن الكون. فا ذا قلنا خلاء خارج الكون فهو يعتبر من ضمن الكون فلا توجد نقطة خارج الكون فمثل هذه النقطة غير موجودة. وبالمثل لا يمكننا القول ا ن الكون يتوسع في فراغ سابق له فالكون يتوسع بالنسبة لذاته ويجب داي م ا فهم هذا التوسع من منظور مراقب يقع داخل الكون. فعلى سبيل المثال البالون ا ذا اعتبرنا سطح البالون فضا ء ثناي ي البعد وعليه هذه المجرات فا ن هذه المجرات تتباعد عن بعضها البعض عند نفخ هذا البالون ولكن مركز تباعد المجرات هو مركز البالون ا لا ا ن هذا المركز غير موجود لا نه خارج الكون لا ن الكون هو سطح البالون فقط في هذا المثال وبالتالي المركز خارج الكون وبالتالي غير موجود لا نه لا يوجد شيء خارج الكون. يقودنا ذلك ا لى التساو ل ا ين حدث الانفجار الكبير ا ذن الصورة المستخدمة والشاي عة ا نما الخاطي ة في تمثيل الانفجار البدي ي هي ا نه انفجار هاي ل حدث في نقطة مركزية وا دى ا لى تناثر الا جزاء المادية في زوايا الكون. لكن يجب التخلص من هذه الصورة الخاطي ة والحديث عن انفجار يعني الحديث عن مركز محدد تمام ا ا ما بالنسبة للانفجار الكوني البدي ي فليس له مركز وكان توسع ا ا كثر من كونه انفجار ا لا نه في ا ول مراحله كان بطيي ا بينما الانفجار يكون في البداية سريع ا ومن ثم يتخامد وهذا يعني ا ن مركز التوسع وا صل الانفجار الكبير موجودان في كل مكان من الكون وليس في ا ي مكان منه في الوقت نفسه. هل تتوسع الا شياء داخل الكون ا يضا المفهوم الخاطي : يو دي توسع الكون ا لى تضخم كل شيء. لنا خذ حالة مجرات في عنقود مجري لما كان الكون يتوسع فالمجرات والعنقود بمجمله يتوسع ا يض ا ومن ثم تتوسع حافة العنقود. المفهوم الصحيح: لا فالكون يتسع ولكن الا شياء المتماسكة داخله لا تكبر. في البدء تتباعد المجرات المتجاورة عن بعضها ولكن تجاذبها الثقالي المتبادل يتفوق على التوسع فيتشكل عنقود ومن ثم يستقر على حجم متوازن. 4
تمدد الكون وتمدد الا جسام غالب ا ما يظن الناس ا ن كل شيء سيتوسع مادام الكون يتوسع ولكن ذلك غير صحيح لا ن التوسع بذاته لا يولد قوة مث لا ا طوال موجات الفوتونات تتوسع مع الكون لا نها خلاف ا للذرات والفوتونات ليست ا شياء متماسكة حدد حجمها الاي تلاف بين القوى. لكن التغير في معدل التوسع يضيف بالتا كيد قوة جديدة ا لى تلك الا شياء ولكن حتى هذه القوة الجديدة لا تجعل الا شياء تتوسع ا و تنكمش. وفي الواقع ا ن التوسع يتسارع في كوننا ويفرض ذلك قوة خارجية خفيفة على الا جسام فحجم الا شياء ا كبر قلي لا مما لو كانت في كون غير متسارع لا ن توازن القوى لا يتحقق ا لا ا ذا كان حجمها ا كبر قلي لا. فالتسارع عند سطح الا رض المتجه ا لى خارجها يساوي كسر ا ضي ي لا 30- (10 ( من التسارع العادي ا لى داخلها وهذا التسارع لن يجعل الا رض تتوسع ما دام التسارع ثابت ا فالا رض تحتفظ بحجمها الثابت الا كبر قلي لا من الحجم الذي كانت ستبلغه لو تغير هذا التسارع. والصورة المجاورة توضح ا ن المجرات تتباعد عن بعضها نتيجة الانفجار الا عظم ا و نتيجة توسع الكون بينما تبقى المجرات بنفس الحجم. مثال توضيحي: النملة والبالون لنتخيل نملة تعيش على سطح بالون ينتفخ فعالمها ثناي ي الا بعاد والاتجاهات الوحيدة التي تعرفها هي: يمين يسار ا مام خلف. وليس لديها ا دنى فكرة عما هو فوق وما هو تحت. وفي ا حد الا يام ا دركت ا ن سيرها نحو «ا رقاتها» (aphids) (الا رقة حشرة تسمى في العامية «م ن» والمعروف عن النمل ا و عن نوع منه ا نه يربي الا رقات ليمتص منها المادة السكرية التي تفرزها على ظهرها) لتحلبها استغرق وقت ا ا طول من المعتاد: خمس دقاي ق في اليوم الا ول وست دقاي ق في اليوم التالي وسبع دقاي ق في اليوم الثالث. كما ا ن زمن السير المعتاد ا لى مكان ا خر ا خذ بالتزايد وهي متا كدة ا نها لم تبطي في سيرها وا ن الا رقات تدور كيفما اتفق في جماعات متقلبة حول بعضها ولم تزحف بعيد ا عنها بطريقة نظامية. وهذه هي النقطة المهمة في الموضوع: ا عني ا ن المسافات نحو الا رقات قد ازدادت على الرغم من ا ن الا رقات لم تبتعد عن مواضعها ا نها لا تزال تقف حيث كانت ودون حركة بالنسبة ا لى مطاط البالون ومع ذلك ازدادت المسافات ا ليها وفيما بينها فمن ملاحظتها لهذه الوقاي ع ستستنتج ا ن الا رض تتوسع بين ا قدامها. وهذا ا مر غريب جد ا لا نها لم تصل ا ثناء تجوالها ا لى طرف ا و ا لى «خارج» بالنسبة ا ليها لتمتد ا ليه. النتيجة: ا ن توسع كوننا شبيه جد ا بتضخم البالون والمسافات بالتالي نحو المجرات البعيدة تزداد وقد عبر الفلكيون عن ذلك - عن غير قصد - بالقول ا ن المجرات البعيدة «تتقهقر» ا و «تبتعد» عنا لكن المجرات لا تسير في الفضاء مبتعدة عنا وهي ليست شظايا قنبلة من قنابل الانفجار الا عظم بل كل ما في الا مر ا ن الفضاء بين المجرات وبيننا يتوسع ا ما كل مجرة وحدها فهي تتجول كيفما اتفق داخل عناقيد ولكن عناقيد المجرات تبقى جوهري ا ساكنة. 5
قانون هبل في عام 1929 وجد الفلكي الا مريكي ا دوين هبل ا ن معدل تزايد المسافات بين المجرات يتبع نموذج ا مميز ا مفاده ا ن السرعة (v) لتباعد مجرة ما عن مجرتنا تتناسب طرد ا مع بعدها (D) عنا: ν = h 0 D حيث v سرعة تقهقر المجرة. وD هو بعد هذه المجرة عنا. و h 0 هي قيمة ثابتة تعرف باسم «ثابت هبل» وهو يحدد مدى السرعة التي يتمدد بها الكون حول ا ي راصد في الكون وليس حولنا لوحدنا. هل يمكن للمجرات ا ن تتباعد با سرع من الضوء المفهوم الخاطي : طبعا لا ا ن نظرية ا ينشتاين في النسبية الخاصة لا تسمح بذلك. لنا خذ رقعة من الفضاء فيها بعض المجرات ا ن هذه المجرات تبتعد عنا وكلما كانت المجرة ا بعد كانت ا سرع (الا سهم الصفراء) فا ذا كانت سرعة الضوء هي القصوى فا ن سرعة المجرات يجب ا ن تستقر في نهاية المطاف (الصورة 1). المفهوم الصحيح: من المو كد ا نه ممكن لا تنطبق نظرية النسبية الخاصة على سرعة التباعد. في كون يتوسع تحافظ سرعة التباعد على تزايدها مع المسافة وبعد مسافة معينة تعرف بمسافة «ه بل» تتجاوز سرعة الضوء وليس في ذلك خرق لنظرية النسبية لا ن نظرية ا ينشتاين تقول ا نه لا يمكن لا ي مادة ا ن تتحرك بسرعة ا كبر من سرعة الضوء ا ذ ا يستحيل لا ي شيء مادي ا ن يتحرك بسرعة ا كبر من سرعة الضوء. ولكن هناك فكرة هامة جد ا: ليس النقط في المجرات هي التي تتباعد التباعد هو في المسافة بين المجرات والمسافة ليست نقطة مادية وا نما عبارة عن بعد ا و مكان وبالتالي المكان يستطيع ا ن يتحرك بسرعة ا كبر من سرعة الضوء. فسرعة التباعد ليست ناتجة من تحرك عبر الفضاء بل عن توسع الفضاء ذاته (الصورة 2). (2) (1) 6
هل نستطيع مشاهدة مجرات وهي تتباعد با سرع من الضوء المفهوم الخاطي : قطع ا لا لا ن الضوء الا تي من هذه المجرات لن يصل ا لينا ا بد ا. ا ن كل مجرة ا بعد من مسافة هبل تتقهقر عنا با سرع من الضوء والفوتون المنبعث منها والمتجه ا لى الا رض يبعده توسع الكون مثل شخص يسبح بعكس التيار فالفوتون لن يصل ا لينا ا بد ا (الصورة 1). المفهوم الصحيح: من المو كد ا ننا نستطيع ذلك لا ن معدل التوسع يتغير مع الزمن. في البداية لا يمكن لهذا الفوتون ا ن يقترب منا ولكن مسافة هبل ليست ثابتة ا نها تتزايد ويمكن ا ن تكبر لتشمل الفوتون وعند ذلك يقترب منا وا خير ا يصل ا لينا (الصورة 2). (2) (1) لماذا يوجد انزياح كوني نحو الا حمر (2) (1) 7
المفهوم الخاطي : لا ن المجرات المتباعدة تتحرك عبر الفضاء وتتعرض لمفعول دوبلر. عندما تبتعد المجرات عن المراقب تتطاول موجات ضوي ها فتجعلها ا كثر احمرار ا ويبقى طول موجة الضوء هذا على حالها ا ثناء رحلته عبر الفضاء ويكشف الراصد الضوء ويقيس انزياح دوبلر نحو الا حمر ويحسب سرعة المجرة (الصورة 1). المفهوم الصحيح: لا ن توسع الكون يمدد جميع موجات الضوء عندما تنتشر. تتحرك المجرات بصعوبة عبر الفضاء وهكذا تبث ضوء ا يكاد يكون جميعه بنفس طول الموجة وفي جميع الاتجاهات ويتمدد طول الموجة ا ثناء رحلته لا ن الفضاء يتوسع ولذلك يحمر الضوء ا ن مقدار الاحمرار هذا يختلف عما يولده مفعول دوبلر (الصورة 2). كم يبلغ حجم الكون المري ي المفهوم الخاطي : يبلغ عمر كوننا 14 بليون سنة فنصف قطر الجزء المري ي من الكون 14 بليون سنة ضوي ية. لنا خذ ا بعد مجرة يمكن رصدها على حدود الكون المري ي ا ي المجرة التي انطلقت فوتوناتها بعد الانفجار الا عظم بقليل وتصل ا لينا الا ن فقط ولما كانت السنة الضوي ية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة فالفوتون الا تي من هذه المجرة اجتاز مسافة 14 بليون سنة ضوي ية. المفهوم الصحيح: لما كان الفضاء يتوسع فالقسم المري ي من كوننا يزيد نصف قطره على 14 بليون سنة ضوي ية. حين يتابع الفوتون رحلته يتوسع الفضاء الذي يجتازه ولدى وصوله ا لينا تصبح المسافة الكلية التي تفصلنا عن المجرة التي ا صدرته ا كبر وهذا ما يثبته حساب بسيط قاي م على المدة التي استغرقها الفوتون لكي يصل ا لينا ويعتقد العلماء ا ن نصف قطر الكون حوالي 46 بليون سنة ضوي ية تقريب ا. (2) (1) 8
الكون يتمدد ويبرد وتفسير ذلك ا مر مباشر: فلما كان الفضاء يتوسع فالموجات الضوي ية تتمدد وا ذا تضاعف حجم الكون ا ثناء رحلة الموجات فستتضاعف معه ا يض ا ا طوال هذه الموجات وتنخفض طاقتها ا لى النصف. ا برز مثال هو ا ن درجة حرارة ا شعاع الخلفية الميكروي الموجي كما هو شاي ع الا ن هي 3 درجات كلفن تقريب ا في حين ا ن سيرورة انفلات الا شعاع حدثت في درجة حرارة 3000 درجة كلفن. لماذا انخفضت درجة الحرارة من 3000 ا لى 3 كلفن السبب يتلخص في ا ن حجم الكون قد ازداد 1000 مرة منذ ذلك الزمن الذي بث فيه هذا الا شعاع وهكذا هبطت درجة حرارة الفوتونات بنفس النسبة وهذا جعل الفلكيين يقيسون مباشرة درجة حرارة الا شعاع في الماضي البعيد من خلال ملاحظة الغازات في المجرات الناي ية وهذه القياسات تو كد ا ن الكون كان يبرد مع الزمن. هل صحيح ا ن الزمن بدا بعد الانفجار الا عظم وا ذا كان كذلك فهذا يعني ا نه لم يكن هناك زمن قبل الانفجار الا عظم ا ي لم يتسنى الوقت لا ي شيء حتى يتحول ا لى«البويضة الكوني» ثم لتتضخم وتنفجر ا ذ ا نها ستكون مجمدة في الزمان ولا يمكن ا ن تتوسع وتنشي كون ا...!! ا نه سو ال ذكي. سو ال حير الكثير من العلماء فمتى بدا الزمن في الحقيقة ليست هناك ا جابة مطلقة ولكن نظرية الانفجار الا عظم تتنبا با ن الزمن بدا في اللحظة التي ا صبح الكون فيها بويضة كونية باللحظة 43-10 ثانية تمت مناقشة هذه الفرضية با سهاب من قبل ستيفن هوكينغ. ا ذا عدنا بالزمن ا لى الوراء فسينضغط الكون ا لى درجة تسحق فيها الذرات بل كافة ا شكال المادة والطاقة كما تزول الا بعاد (المكان والزمان) وعند هذه المرحلة تلغى جميع قوانين الفيزياء ويلغى الكون بالمعنى المعروف ا ي يمكننا القول ا ن هذه اللحظة هي لحظة ميلاد الكون حيث لا يمكننا ا ن نرجع الشريط ا لى الخلف ا كثر ا و ا ن نعود ا لى الوراء بالزمن لا نه لا وجود للزمن عندها...!! [Ü Âù]< ^rëþ ]<»<p u<ë Ö]<^Ú حدث الانفجار الكبير منذ حوالي 20-10 بليون سنة مضت وهذا الرقم ليس دقيق ا فالبعض يقول منذ 20-15 بليون سنة بينما يقدره ا خرون ب 13 بليون سنة وقد اخترت الرقم الا ول لا نه يقارب جميع الاحتمالات السابقة التي ربما تكون خاطي ة جميعها. بدا الانفجار الا عظم في اللحظة تغيرات كثيرة. اللحظة 43- درجة مطلقة توسع الكون وحصلت 10 ثانية حيث كانت درجة الحرارة 32 10 35-10 ثانية من عمر الكون: كثافة هاي لة من الكواركات و مضادات الكواركات والطاقة. الثانية الا ولى: تنخفض درجة الحرارة ا لى والميزونات. 10 10 درجة مي وية وتتشكل الا لكترونات والبوزترونات (مضادات الا لكترونات) الدقيقة الثالثة: تتشكل نوى الهليوم من اجتماع بروتونين ونيترونين ويتابع الكون تمدده وتبرده. بعد 300,000 سنة: درجة الحرارة حوالي 3000 درجة مي وية تتشكل ذرات الهيدروجين من دوران ا لكترون حول بروتون وتتشكل ذرات الهليوم من دوران ا لكترون حول نوى الهليوم المتشكلة منذ الدقيقة الثالثة. كان الاعتقاد ساي د ا با ن المجرات بدا ت بالتشكل بعد 2 بليون سنة من عمر الكون ا لى ا ن تم اكتشاف مجرة مو خر ا من مرصد تولوز في فرنسا قد تشكلت بعد 500 مليون سنة فقط من عمر الكون وبالتالي اعتبر هذا الزمن هو الزمن الذي بدا ت عنده المجرات بالتشكل. وبعد 15 مليار سنة (الزمن الحالي) بدا ت تتشكل الحياة على الا رض. 9
[ Ãe<]ƒ^Ú يبدو التطوير الذي طرحه عالم الكونيات الا مريكي ا لان غوث عام 1981 لنظرية الانفجار الكبير منطقي ا فهو يتكلم عن مفهوم التضخم (Inflation) وفي هذا النموذج كان تمدد الكون في لحظاته الا ولى ا سرع بكثير (ا ول بضع ا جزاء من مليون من الثانية) ووصل الكون ا لى 5010 ضعف حجمه الا صلي في غضون 32-10 ثانية الا ولى من عمره وتابع تمدده ولكن بسرعة ا بطا. تتنبا نظرية الكون المتضخم با ن كوننا الا ن يقف على الحد الفاصل بين ا ن يكون كون ا مفتوح ا يستمر بالتمدد ا لى اللانهاية في الزمان ا و ا ن يكون كون ا مغلق ا يتوقف عن التمدد في لحظة ما ويبدا بالانكماش على نفسه حتى ينهار و يسمي ا نصار هذا الفرض ذلك ب Gnab Gib و هو العكس الكتابي لكلمة.Big Bang ا ما: هذا ا م ذاك فذلك يتبع لتركيز المادة في الكون ا ذا كان ا صغر من حد معين فا ن المادة ستفشل في تجميع نفسها مجدد ا ويكون كوننا كون ا مفتوح ا ا ما ا ن كان تركيز المادة ا كبر من ذلك الحد فسوف تتمكن المادة عندي ذ من ا عادة تجميع نفسها ويكون كوننا كون ا مغلق ا وتنتصر قوة الجاذبية ا ضعف القوى الكونية وتشير ا بحاث حديثة ا لى ا ن كوننا كون مفتوح. يعتقد الفلكيون ا ن %95 من المادة في الكون مادة عاتمة ا و مادة لها قوة جذب (يذهب البعض ا لى %99) ولكننا لا نستطيع رو يتها ا و تحريها. <[Ý^ãËj ]<ì ^ c ا عطت نظرية الانفجار الكبير تصور ا عن ولادة الكون وتطوره ولكنها لم تعط تصور ا عما كان عليه الكون قبل الانفجار وعن حالته (شروطه) البدي ية والتي يترتب على معرفتها نتاي ج جد مهمة كمعرفة حالة كوننا ا ن كان مغلق ا ا و مفتوح ا و غيرها ولا يزال الجواب الوحيد الذي تحصل عليه عند سو الك ا ي عالم ذلك السو ال: «لا نعرف... حتى الا ن». 10
<<áçóö]<ä çi<ýçãëú<ùçu<íéö^ c<ì Þ يعد توسع الكون واحدا من ا هم المفاهيم الا ساسية في العلم الحديث وهو مع ذلك من ا كثر المفاهيم التي ا سيء فهمها على نطاق واسع. ولكي نتجنب سوء الفهم علينا ا لا نا خذ التعبير «انفجار ا عظم» بمعناه الحرفي فهذا الانفجار ليس قنبلة تنفجر في مركز الكون وتقذف بشظاياها بعيد ا في خلاء سابق الوجود بل كان انفجار ا للفضاء ذاته في كل نقطة منه. ا نه ا شبه بالطريقة التي يتسع فيها سطح بالون يتمدد في كل جزء منه. قد يبدو هذا التمييز بين توسع الفضاء والتوسع في الفضاء عسير ا على الفهم ا لا ا ن نتاي جه مهمة بالنسبة ا لى حجم الكون وا لى معدل تباعد المجرات بعضها عن بعض وكذلك ا لى نمط الا رصاد التي يمكن ا ن يقوم بها الفلكيون وا خير ا ا لى نمط تسارع هذا التوسع الذي يتعرض له الكون حالي ا على ما يبدو. وا ذا توخينا الدقة نقول: ليس في نموذج الانفجار الا عظم سوى القليل جد ا عن الانفجار ذاته ا ذ يصف لنا ما حدث بعد الانفجار مباشرة. <<l^úç ù]<àÚ< 船]<î Â<Ùç v Ö Scientific American, March/April 2005, Volume 21 Number 3/4. Misconceptions about the Big Bang. Charles H. Lineweaver, Tamara M. Davis. Scientific American, July/August 2000, Volume 16 Number 7/8. A Universal View. P. James E. Peebles, David N. Schramm, Edwin L. Turner and Richard G. Kron. مواقع ا نترنت ذات علاقة: http://www.nasa.gov/ http://encarta.msn.com/encyclopedia http://www.big-bang-theory.com http://en.wikipedia.org/wiki/big_bang http://ssscott.tripod.com/bigbang.html http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/ http://universe.nasa.gov/science/bigbang.html http://quest.arc.nasa.gov/hst/qa/universe_origins/reason_for_the_big_bang.1 http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/bb_pillars.html 11