‏إظهار الرسائل ذات التسميات الفزياء. إظهار كافة الرسائل
‏إظهار الرسائل ذات التسميات الفزياء. إظهار كافة الرسائل

نظرية الإنفجار العظيم-نشأة الكون




نظرية الانفجار العظيم أحد النظريات التي طرحت في علم الكون و تقول بأن الكون قد نشأ من وضعية حارة شديدة الكثافة  قبل حوالي 13.7 مليار سنة. جاءت نظرية الإنفجار العظيم نتيجة لملاحظات الفريد هيل حول تباعد المجرات عن بعضها، مما يعني عندما يؤخذ بعين الإعتبار مع المبدأ الكوني أن الفضاء المتري يتمدد وفق نموذج فريدمان-لميتر Friedmann-Lemaître model للنسبية العامة. هذه الملاحظات تشير إلى أن الكون بكل ما فيه من مادة و طاقة انبثق من حالة بدائية ذات كثافة وحرارة عاليتين شبيهة بالمتفردات الثقالية gravitational singularity التي تتنبأ بها النسبية العامة. ولهذا توصف تلك المرحلة بالحقبة المتفردة.

يعتقد العلماء أنّ الكون قد توسع بسرعة كبيرة جداً أكبر من سرعة الضوء، وقد تضاعف حجمه لما يقارب مئة مرة أو أكثر، وقد كان الكون يحتوي على كميات هائلة من الطاقة المظلمة، وهي القوة الغامضة التي يعتقد العلماء أنّها المسبب في التوسع المتسارع الحالي للكون، وأثناء التضخم ساهمت هذه الطاقة المظلمة في تسارع الكون، ولكنّها اعتُبِرت طاقة مؤقتة لم تدم لفترة طويلة، حيث تحولت لمادة عادية من خلال عملية إعادة التسخين، والتي بسببها تحوّل الكون من البرودة أثناء التضخم إلى الحرارة مرةً أخرى عندما اختفت هذه الطاقة المظلمة.

منذ أن طرح العلماء نموذج الانفجار العظيم، والكثير من الناس يتساءلون وينتقدون هذا النموذج. وإليكم ملخصًا عن أبرز الانتقادات الموجهة لنظرية الانفجار العظيم.
انتهاكها القانون الأول في الترموديناميك، والذي يقول بأنه لا يمكن خلق المادة أو الطاقة أو إفناؤهما. ويقول القائلون بذلك أنّ نظرية الانفجار العظيم تشير إلى كونٍ بدأ من لا شيء. أما أنصار النظرية فيقولون أنّ هذا الانتقاد لا مبرر له لسببين: أولهما أن نظرية الانفجار العظيم لا تُعنى بموضوع خلق الكون، بل هي معنيةٌ بتطوره ونشأته. امّا السبب الآخر فهو وبما أن قوانين العلم تنهار بالاقتراب من لحظة خلق الكون ز=0 ثانية، فلا داعٍ للاعتقاد بان القانون الأول في الترموديناميك سيكون ساري المفعول.
يقول بعض النقاد أيضًا أن تشكل النجوم والمجرات ينتهك قانون الأنتروبي، والذي ينص على أنّ الأنظمة المتغيرة تصبح أقل انتظامًا مع مرور الزمن. لكنّك إن نظرت إلى الكون المبكر ككيانٍ كامل التجانس والتناظر، ستجد أنّ الكون الحالي ينسجم وقانون الأنتروبي.
يقول بعض الفيزيائيين الفلكيين وعلماء الكونيات أن العلماء أساؤوا تفسير أدلةٍ كالانزياح نحو الأحمر للأجرام السماوية وأشعة الخلفية الكونية الميكروية. ويستشهد البعض بغياب الأجسام الكونية الغريبة التي كان ينبغي أن تكون ناتجًا للانفجار العظيم وفقًا للنظرية.
إنّ حقبة التضخم المبكرة للانفجار العظيم تبدو وكأنها تنتهك قاعدة أنّ لا شيء ينتقل بسرعةٍ أكبر من سرعة الضوء. ولم يلقِ مؤيدو نظرية الانفجار العظيم كثير بال إلى هذه النقطة. ففي بداية الانفجار العظيم، لا تسري نظرية النسبية. وكنتيجةٍ لذلك، لا ضير من الانتقال بسرعةٍ أكبر من سرعة الضوء. كذلك من الردود على ذلك أنّ الكون ذاته يمكنه أن يتمدد بسرعةٍ أكبر من سرعة الضوء، بما أن الفضاء (الفراغ) يقع خارج نظاق الجاذبية.
بالطبع هناك العديد من النماذج البديلة المطروحة والتي هي محاولات لتقسير نشوء الكون وتطوره، رغم أنّه ولا واحدةٍ منها تلقى القبول الذي تلقاه نظرية الانفجار العظيم.
نظرية الحالة المستقرة Steady State theory: تقترح هذه النظرية كونًا كان دومًا وسيبقى ذو كثافةٍ ثابتة. وتتوافق هذه النظرية مع الأدلة الظاهرية لتمدد الكون باقتراح أنّ الكون يولد مادة بمعدلٍ يتناسب طردًا مع تمدده.
نظرية الكون الإكبيروتيكي Ekpyrotic Universe: تقترح هذه النظرية أنّ كوننا هو نتيجة تصادم عالمين ثلاثيي الأبعاد في فضاءٍ له بعدٌ مكاني إضافي رابع. وهي لا تتعارض بالكامل مع نظرية الانفجار العظيم، فبعد مرور زمنٍ معين، تصطف إلى جانب الأحداث الموصوفة بنظرية الانفجار العظيم.
نظرية الارتداد العظيم Big Bounce: تقترح هذه النظرية أنّ كوننا هو واحدٌ من سلسلة أكوان تمددت أولًا، ومن ثم انكمشت ثانيةً. وتُعاد الكرة بعد عدة مليارات من السنين.
نظرية كون البلازما Plasma Cosmology: تحاول وصف الكون بعبارات خصائص الديناميكا الكهربائية للكون. فالبلازما هي غازٌ متأين، ما يعني أنّه غاز بإلكترونات حرة جوالة يمكنها إيصال الكهرباء.
وهناك العديد من النماذج الأخرى كذلك، فهل من الممكن أن تحل واحدةً من هذه النظريات يومًا ما مكان نظرية الانفجار العظيم.. كل شيء وارد، فبمرور الوقت تزداد إمكانياتنا المتاحة لدراسة الكون، وسنغدو يومًا قادرين على إنشاء نموذجٍ دقيق عن تطور الكون ونشأته.

علماء الفيزياء يتوقعون وجود قوة خامسة بالكون



من الشائع في علم الفيزياء أن هناك أربع قوى أساسية في الكون، لكن هذا ليس بالشيء الأكيد؛ إذ يزعم العلماء إنهم قد يكونوا على مقربة من اكتشاف قوة جديدة لم تكن ممثلة في النموذج القياسي، و بالتالي تغير نظرتنا لهذا العلم تماما. إذا صح زعم العلماء فقد يكون لهذا الأمر تأثير كبير على فهمنا للكون والبحث عن المادة المظلمة.
ويقول أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كاليفورنيا بمدينة إيرفين جوناثان فنغ، "لعقود عرفنا أن هناك أربع قوى أساسية في الكون هي: الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوى النووية القوية والضعيفة. وإذا تأكد هذا الاكتشاف لقوة خامسة محتملة، بعد إجراء المزيد من التجارب، فسيغير تماما فهمنا للكون، بالإضافة إلى العواقب التي تترتب على توحيد القوى والمادة المظلمة".
كما أن بيانات الكشف الجديد تأتي من دراسة أجراها علماء الفيزياء النووية التجريبية في المجر في منتصف عام 2015، حيث كان هذا العمل يبحث في "الفوتونات المظلمة" -الجزيئات التي تدل على المادة المظلمة- تلك المادة التي تشكل نحو 85% من الكون، غير أنها لم تُر قط في الواقع.
وكان العلماء في الأكاديمية المجرية للعلوم قد اكتشفوا شذوذا في اضمحلالٍ إشعاعي بدا كأنه يشير إلى وجود جسيم ضوئي أثقل 30 مرة من الإلكترون، وظل هذا لغزا محيرا للعلماء.
إلا أن علماء جامعة كاليفورنيا تفحصوا البيانات ولاحظوا أن البيانات المبهمة لم تأت من جسيمات المادة أو الفوتونات المظلمة،  فكان تفسيرهم الوحيد هو أن هناك قوة خامسة لم يدركها العلماء من قبل  لأنها ضعيفة جدا. وأضاف العلماء أن الأمر يحتاج إلى المزيد من البحث قبل أن يتمكنوا من الجزم بذلك.