ممّ يتألّف كوننا؟
إنه أكبر سؤال غير مجابٍ في العلم
رغم الاسم، فليس الفضاء بفضاءٍ خاوي بأي حال
يتألف الفضاء نفسه من شيء
يتواجد تركيبٌ خفيّ، وقوّة في الفضاء نفسه
الفضاء وسطٌ ديناميكي بالغ النشاط
قوّة تربط كلّ شيء في كوننا
إنه لاعبٌ حيوي في لعبة الحياة
إنه يُعزّز واقعنا، يربط الوقت والفضاء منذ البداية
"ندعوه "الزمكان
إنه كل شيء، الزمكان هو ماهية الكون
الزمكان هو كيفية عمل كوننا
لكن ما هو بالضبط؟ وكيف يتحكّم بماضينا وحاضرنا ومستقبلنا؟
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com
"طرق عمل الكون"
لا يمكننا رؤيته
لا يمكننا لمسه
لكن دون الزمكان .. لما تواجدنا
،الزمكان نسيج واقعنا يشكّل حيواتنا ويحكمها
لو أردنا فهم قصة الكون فمن المهم أن نفهم سلوك الزمكان
،نشط الزمكان منذ بدء كل شيء وهو مفتاح تطوّر كلّ شيء
علينا فهم الزمكان لنفهم تاريخ الكون
لنفهم كيف بدأ الكون، وكيف تطوّر، وما الذي سيحدث بالمستقبل
قصة الزمكان هي قصة كوننا
لنعرف كيف تدور القصة، وكيف ستنتهي .. علينا العودة إلى البداية
إلى وقت عدم وجود شيء
،لا توجد نجوم أو فضاء وقتٌ قبل وجود الزمان
....وفجأة
وُلد كوننا بأكمله في الانفجار العظيم
بدأ في لحظة، حيث نشأ كوننا من العدم
تعريف لحظة الانفجار العظيم هي نشأة الزمان والمكان في تلك اللحظة
إنها بقدر ما نعلم هي نشأة الزمان والمكان نفسَيهما
الكون الوليد، نقطة متناهية من الطاقة والزمكان، يتجسّد من العدم
ثمّ توسّع الكون فجأة
فكرة التوسّع أن بقعة متناهية الصغر، وفي وقت قليل للغاية أقل بكثير من الثانية، تنمو لأضعاف وأضعاف
فتخيّلوني أصير فجأة بحجم مجرّة
في جزءٍ من الثانية، نما الكون من حجمٍ أقلّ من الذرة إلى حجم كرّة سلة
بالمصطلحات الكونية، ذلك أشبه بنموّ حبّة رمل إلى حجم الكون المنظور
تضخّم الكون في لحظة التوسّع أسرع من الضوء
يبدو خرقًا لكل ما تعلّمناه في الفيزياء
قد تجادلون الفلكيّ قائلين لا يرتحل شيء أسرع من الضوء
وهذا صحيحٌ نوعًا ما
لكن القاعدة أنه لا يرتحل شيء عبر الكون أسرع من الضوء
في التوسع، الفضاء نفسه ما يتوسّع، فلا يوجد خرقٌ أو تناقض
بالتوسّع بسرعة، خضع الكون لمعدّل نموّ رهيب
في لحظة الانفجار العظيم كان الزمكان كيانًا يتحرّك بكلّ الاتجاهات، كان الفضاء ذاته ما يتوسّع
لكن لم يتوسّع الكون بالتساوي
كانت هنالك بقعة من الكون أكثر كثافةً بقليل من التي تُجاورها
،ونتكلم عن نسبة ضئيلة للغاية جزءٍ من مئة ألف، لكن كان ذلك كافيًا
قامت الفروقات في الزمكان المتوسّع بصُنع مناطق ذات كثافة أعلى
قام التوسع بجعل تلك المناطق عالية الكثافة أكبر حجمًا
وهذا سمح بتشكّل كوننا
عندما لم تتوسّع أجزاءُ كوننا بالتساوي، بدأت الأشياء بالتجمّع فجأة
عندما برد الكون، تحوّلت الطاقة إلى مادّة
وقامت تلك المادّة بالتلاصق في المناطق الأكثف
وكانت لدى تلك المناطق وبشكلٍ حاسم كتلة أكبر من المناطق الأخرى
الكتلة تحني الزمكان فأي ما يتألف من المادة يحني الزمكان
كلما زادت المادة في مكانٍ ما كان الانحناء أكثر
أٌقوم بطيّ الزمكان حاليًا
عندما أنحني فإني أطويه أكثر لوجود كثافة عضلية أكبر
لا أنحني لأقصى ما يمكنني فأقوم !بتدمير الأرض والنظام الشمسي
لكنه تأثير، إنه واقع
لو تخيّلت ارتداء نظارة تسمح لي برؤية الزمكان مباشرة
ففجأة تتراءى تلك السمات الخفية للكون المنحني كاليد أمام وجهي
كنا لنرى انحناء شبكة الزمكان يتحرّك ويتفاعل مع الأجسام داخلها
ولشعرنا بانحناء الزمكان كقوّة ندعوها بالجاذبية
تختلف الجاذبية عن كافّة القوى الأخرى
إنها متصلة بانحناءة الزمكان
الشيء الذي يحني الزمكان لديه جاذبية
تلك الجاذبية، طيّ الزمكان ذاته
من الصعب تمثيل ذلك
لكن التشابه الجيّد أرجوحة البهلواني وشبكة الأمان
تخيّلوا بهلوانيًا يسقط على الشبكة عمدًا وتلك الشبكة مسطّحة وتبدو كشبكة متساوية المسافات
لكن متى يسقطون فإنهم يحرفون تلك الشبكة، وهذا أشبه كثيرًا بالفضاء
عند وجود مادة في الفضاء فإنها تحرف الإطار
متى يستقرّ البهلواني على الشبكة فيحني شبكة الزمكان قليلاً
لو استقرّ بهلوانيان فتتضاعف الكتلة في ذات الحجم ويكون الانخفاض أكثر والانحراف أكبر
وهكذا يعمل الزمكان
الكتلة الزائدة تعني انحناءة أكبر في الزمكان
تعني جاذبية أكثر
لكن فهم طبيعة الجاذبية والزمكان ليس بالأمر الهيّن
إنها فكرة صاغها أحد أعظم العقول على الإطلاق
صاغ "آينشتاين" فكرة أن الفضاء كيانٌ بحدّ ذاته يمكن طيّه ويمكن مطّه
أننا مقيّدون بالزمكان
يفترض "آينشتاين" أن الفضاء والزمان ذاتا هندسة رياضية
لهما حياتهما ولهما قوّتهما المحرّكة
تلك القوّة المحرّكة هي ما ندعوها بالجاذبية
كلما زادت كثافة منطقة المادة اشتدّت الجاذبية وازداد الانحناء عمقًا
هذه الرابطة هي أساس واقعنا المادّي
التفاعل بين المادة والطاقة والزمكان ما أنشأ الكون الذي نراه حولنا اليوم
لكن لا يعني ذلك أننا نفهمه بالكامل
نجهل الكثير وهذا محبط
بقوانين الفيزياء يمكنني أن أتكلم عن كيفية سلوك الزمكان
لكن يبدو أنه كيان يتمطّط ويتقلّص وأن الجاذبية هي تجسيد الزمكان
بنشأتهم في الانفجار العظيم، اندمج الزمان والمكان والطاقة لصُنع كوننا الوليد
تلك المواد الأساسية كانت الأساس
لكن كيف وصلنا للتراكيب بالغة التعقيد التي نراها اليوم؟
كيف قام الزمكان ببناء كوننا العظيم؟
نشأ كوننا بأكمله في الانفجار العظيم قبل 13.8 بليون عامًا
نشأ كل شيء من العدم
لكن كوننا المعاصر مزيجٌ معقدٌ من الموادّ
نتعجّب بمقراباتنا من هذا التركيب العجيب لكوننا ومجراته وتسألون أنفسكم من أين أتى كل ذلك؟
تقوم المادة في الكون بتنظيم نفسها على شبكة كونية شاسعة
تنتظم المجرّات والعناقيد المجرية على ألواح وخيوط
...تمّ تنظيم تلك الشبكة المعقدة بمعماري كوني
الزمكان
قام بتشكيل كل شيء من الكواكب للمجرات، ومن الذرات للمدن
يتألف الكون من الزمكان
ومهما كانت المادة فيترابط الزمان والمكان ويتوسّعان فيخلقان الكون الذي نراه حولنا
إنه كل شيء، الزمكان هو ماهية الكون
إنها فكرة يصعب فهمها
والأصعب تصوّرها
يراقب العلماء الكون في مختلف الأطوال الموجية للضوء
...هذه هي الشمس بالضوء المرئي وآشعة إكس .. والضوء فوق البنفسجي
تخيّلوا لو أمكننا رؤيتها بطيف الزمكان
سنرى انحراف الزمكان متى تمرّ الأجسام عبرها
يمكن للزمكان أن ينحرف ويدفع الأجسام حوله
يمكنه التمدّد ويُبعد الأجسام
لكن شكل الزمكان ما يحدّد كيف نراه
تخيّل أنك بسيّارة وأنت تصعد وتهبط من تلّ
فإن شكل سطح الأرض ما يحدّد كيف تسافر عبر سطح الأرض
بنفس الطريقة فإن هندسة الزمكان تحدّد كيف ينتقل الضوء والمادّة عبر الزمكان
القواعد بسيطة
المادّة، وأي جسم يخبر الزمكان كيف ينحني
انحناء الزمكان يخبر المادة كيف تتحرّك
لأن شكل الزمكان يخبر المادة كيف تتحرك، فيما ندعوه بالجاذبية
فيعني ذلك أن الجاذبية وشكل الزمكان تخبران المادة كيف تتلاحم وتُكوّن تراكيب أكبر
لكن في البداية، كانت بيئة الزمكان مختلفة عن بيئتها اليوم
وبدأت المادة الأولى بتغيير شكل الزمكان
فيوجد بهذا الحيّز مادة أكثر قليلاً من الحيّز هنا
وحيثما توجد كتلة زائدة فستحني الفضاء أكثر
ولو انحنى الفضاء أكثر فستجتمع هنالك كتلة أكثر
في الكون الوليد، مناطق المادة الأكثر كثافة صنعت انحناءات أعمق في الزمكان
ومتى ازدادت الكتلة بسقوط مواد بها فتصير أعمق وأعمق
وتجذب المزيد من المادة، إنها عملية سريعة
اشتدّت الجاذبية لتجذب المزيد والمزيد من المادّة
صارت أكثر كثافة، وتولّدت النجوم بسرعة
ثم نجوم كثيرة ثم نشأت مجرّة
وتطوّرت تلك النجوم وبدأت بتكوين تراكيب أضخم وأحرقت كافة وقودها النووي
وتفجّرت وصنعت كافة العناصر الأثقل
وبمرور الوقت نشأت أشياء كالكواكب والأغلفة الجوية والبشر وكل ما نهتم به اليوم
بدأ كل ذلك كفروقات في الطاقة في الزمكان المتوسّع
في البداية، الفروقات الطفيفة صارت تلك التراكيب الضخمة التي نراها اليوم
وعلى مرّ بلايين الأعوام بدأت تلك المادة بالتجمّع إلى مجرات ونجوم وكواكب، وأنتم
قامت الفروقات في توسّع الزمكان بوضع نمط الكون
قام انحناء الزمكان بالتحكّم في تطوّر كل ما نراه اليوم
لو لم يمتلك الزمكان تلك الخاصّية ويقم بجمع المادة معًا
فلن نكون سوى ضباب رقيق من غاز الهيدروجين
لن يكون كونًا شيّقًا
لولم ينحني الزمكان بسبب المادة داخله فسيكون الكون غريبًا
أعني لن توجد جاذبية ولن يوجد شيء يجمع الأشياء معًا
عدم وجود قوّة الجاذبية يعني عدم وجود نجوم أو كواكب أو بشر
نعزو وجودنا إلى الزمكان
لكن يناضل العلماء لفهمه
أتمنى معرفة ماهية الزمكان
نعلم أمورًا عن الزمكان، لكن في ذات الوقت نشعر أننا لا نعلم شيئًا عن الزمكان
ثم في 2015، واتتنا الفرصة
وللمرة الأولى "سمعنا" تموّجات في الزمكان
قامت بتوليدها إحدى أعنف الأحداث في تاريخ الكون
الكون مليء بالزمكان
نعتقد أنه موجود منذ بدء كل شيء يشدّ بهدوء خيوط الكون
وأحيانا نرقُب هذا المتحكّم المتواري وقت عمله
في 2016، شاهد الفليكون ظاهرة بصرية غريبة
دائرة غريبة من الضوء مثل الهالة الكونية
هذا ما ترونه بالفعل في السماء لو كانت أعينكم حساسة كالمقراب، إنها حقيقية
ليست صورة زائفة متى نضبط الصور
يقوم شيء بالفعل بطيّ الزمكان إلى عدسة
هذا الشيء هو مجرّة حمراء تبعد عن الأرض سبع بلايين سنة ضوئية
إنها تحني الضوء من مجرة زرقاء ينبغي أن تتوارى وراءها
يسمّى ذلك بالمفعول العدسي التثاقلي
المفعول العدسي التثاقلي ظاهرة مذهلة لأنها تُظهر بوضوح ما أخبرنا عنه "آينشتاين" أن الفضاء منحني
ويعمل الفضاء كعدسة كما تعمل العدستان في نظارتي
عندما ننظر للكون نرى كل ذلك، هذا رائع
تصنع الكتلة من المجرة الأمامية انحناءات في الزمكان والتي نعرفها بالجاذبية
يتبع الضوء تلك الانحناءات فينحرف، وينحني حول المجرة
بوسع الأجرام العملاقة مثل العناقيد المجرية أن تحني مسار الضوء عبر الزمكان
مثل الزجاج الذي يحرف مسار الضوء
فعندما ننظر إلى مجرة بعيدة عندنا يمر الضوء عبر عنقود مجري
نرى صورًا عديدة لنفس المجرة
نرى أقواسًا ودوائر كما لو أن هذا العنقود المجري يتألف من الزجاج
إننا نرى حدوث طي الزمكان أمام أعيننا
المفعول العدسي التثاقلي يفسح لنا المجال لرؤية تأثيرات الزمكان على الضوء
لكنها ليست سوى رصدًا غير مباشرٍ للزمكان
أتوجد طريقة أخرى لرصد الزمكان هنا على الأرض؟
لا يمكن رؤية كل ما يحدث بالفضاء
يجب أن تُنصت له أيضًا
صدقوا أو لا، الفضاء عنصرٌ أشبه بهذا اللوح الحديدي
وكحال هذا الحديد يمكن للفضاء أن ينحني
لو وضعتُ ثقلا كبيرًا على هذا اللوح المعدني فسيتغيّر شكله وينحني
يستطيع الفضاء وعلى نحوٍ مذهل أن يحمل أمواجًا، وكذلك هذا اللوح الحديدي
ولإحداث تموّجات بهذا اللوح فتحتاجون لشيء قوي
شيء مثلي ومطرقتي
ترون تلك الموجات تنتقل عبر هذا اللوح الحديدي؟
تنتقل الموجات عبر الفضاء تمامًا بنفس الطريقة، ندعوها بالموجات الثقالية
الموجات الثقالية هي ذبذبات من أحداث كونية تنتقل عبر مادة الزمكان
لإطلاق موجات في الفضاء فتحتاجون لأقوى وأضخم الأحداث في الكون
شيء كاصطدام ثقبين أسودين
عندما يصطدم ثقبان أسودان فإن الطاقة المتحرّرة ترسل موجات صدمية خلال الزمكان عبر الكون
عندما تصل إلى الأرض تكون ضئيلة لا يمكن قياسها
تقريبًا
في 2015، قام العلماء في مرصد "ليغو" برصدٍ ثوري
رصدوا تموّجات في الزمكان
موجات ثقالية
بدأت الضجة تنتشر لكن صارت واضحة بعد فترة
كانت هذه أول كشفٍ مباشر لرؤية الموجات الثقالية بمعدّات من صنع البشر على الأرض
اكتشفنا الموجات الثقالية بعد انتظارنا لإشارات لوقت طويل
...لم يصدق أغلبنا وحسب
بل تماديت بالشك بتفحّص كافة نظريات المؤامرة بكافة السبل حتى تكون زائفة
عندما رأيت تلك البيانات، لا أزال أتذكرها الآن، وأتذكّر تأثيرها العاطفي عليّ
لا يضاهي ذلك الشعور سوى رؤية وجه ابنتي لأول مرة بعد مولدها
كان تأثيرها العاطفي ضخمًا، أن نجني ثمار كلّ ما عملنا لأجله في لحظة واحدة، هذا مذهل
يمكننا سماع تلك الموجات الثقالية على الأرض
-ما يذهلنا أنه من المصادفة -والتي كانت جيدة
أن الإشارات التي يقيسها ليغو هي ذات نطاق التردد للأصوات التي تحسّ بها أذن الإنسان
يمكننا سماع تغيّر تردّد الموجات عندما يقترب الثقبان الأسودان ويتصادمان
إنه ارتفاع في التردد يبدو كهذا الصوت
ما سمعناه بهذا الصوت أن ثقبين أسودين كان يدوران حول بعضهما ثم اصطدما
هكذا كان الأمر
الانصات للتموّجات في الزمكان قد أعطانا أداة جديدة قوية لتحرّي الكون
،نسمع الآن أشياء بالجاذبية للمرة الأولى إنه إدراك لم نتمكّن من تطبيقه على الكون
ونبدأ في معرفة ذلك
رَصْد الموجات الثقالية من الثقوب السوداء
هو أحد أهم الاكتشافات التي قام بها أحدٌ في علم الفلك في المئة عام المنصرمة
من الصعب أن أبالغ في مدى أهمية الموجات الثقالية في علم الفلك
"إنها أشبه بتوجيه "غاليليو مقرابه للنجوم لأول مرة لرؤية شيء جديد
لدينا الآن نافذة جديدة نحو الكون
المفعول العدسي التثاقلي والموجات الثقالية تُبصّرانا بالعلاقة المعقدة بين الجاذبية والفضاء
لكن ماذا عن النصف الآخر للمعادلة؟
الوقت
إنه الزمكان، لا تقوم الجاذبية بطيّ الفضاء وحسب بل تحرف الوقت أيضًا
قد نعتقد أن الوقت لا يمكن تغييره، يمرّ وحسب بمعدّلٍ ثابت
لكن ليس ذلك بالكون الذي نعيش به
في بعض الظروف الجنونية قد يتوقف وقتي بالنسبة إليكم
يُحتمل أيضًا أن نسافر عبر الزمن، ونرجع إلى المستقبل
لمحبي الخيال العلمي، الفضاء هو آخر ملاذ
بالنسبة للعلماء الذين يستقصون الوقت فهذا أكبر تحدّ لهم
اعتقدنا أن الوقت مسلمٌ به كشروق الشمس وغروبها
أدركنا اليوم أن الوقت مفهوم أساسي أكثر من ذلك
ليس الوقت بشيء يمرّ وحسب لكنه جزء أساسي من كوننا
إنه جزء من نسيج الزمكان
كان الانفجار العظيم بداية الفضاء والوقت
منذئذ ظلّ يتوسع الفضاء وظلّ يمرّ الوقت للأمام
ظل يقوم بذلك لـ13.8 بليون عامًا ليصنع الكون الذي نراه اليوم
الفضاء والوقت متصلان ببعضهما، إنهما ذات الشيء
عندما تؤثر المادة على الزمكان فلا تصنع انحرافًا وحسب للفضاء بل تؤثر أيضًا على مرور الوقت
حينها يصير الزمكان رائعًا
كما تحني الجاذبية الفضاء فإنها تحرف سريان الوقت أيضًا
لا يتعلق الأمر بإدراكنا للوقت إنما بالمعدل الذي يسري به الوقت
بوسع الأجسام الضخمة أن تحرف الزمكان وتطويه
فلا ينحرف الفضاء وحسب لكن يمكن أن يتباطأ الوقت نفسه أو حتى يتوقف
كلما اشتدّت الجاذبية زاد الانحراف
وما الذي لديه أقوى جاذبية؟ .. الثقب الأسود
بتواجدها قرب الشدّ الجذبي القوي للثقب الأسود
يمكن أن تقوم الساعات بأمور غريبة وحينها تصير الأمور أكثر تشويقًا
حول الثقب الأسود ينحني الزمكان وينحرف فيُبطئ الوقت
يحلم العلماء بإرسال مسبار هناك لاختبار فرضيتهم
توجد طريقة مشهورة للتفكير "بذلك تسمّى "مفارقة التوأم
حيث يولد توأم في نفس اللحظة، فهما بنفس العمر
لكن يُسرع أحدهما قرب ثقب أسود وينتظر هناك لفترة ثم يعود
لو كان لدىّ توأم متماثل ظلّ على الأرض بينما حلقتُ قرب ثقب أسود
...عندما نتهاتف مرئيًا فسيراني
....وسأراه
سنلاحظ أن الوقت يمرّ في إيقاع مختلف بالنسبة لبعضنا البعض
كلما اقتربنا من الثقب الأسود زاد تباطؤ الوقت
بدل العودة للمنزل قمت بالسقوط في ثقب ...أسود فسيراني توأمي على الأرض أتباطأ أكثر
وأتوقف تمامًا وأبدو ثابتًا في أفق الحدث
يبدو أن الوقت يتوقف
أشعر بالأسى إن عاد للوطن مجددًا
لو تمكّن التوأم من الهرب من الثقب الأسود فسيعود للمستقبل
ربما مضت بضعة أيام أو أسابيع وحسب على مَن سافر إلى الثقب الأسود
لكن الآخر شائب ولديه أحفاد حيث عاش لعقود على الأرض هنا
يحني الثقب الأسود الزمكان كثيرًا بحيث يصير الخيال العلمي واقعًا
السفر عبر الزمن أساس الخيال العلمي ونعلم أن السفر للماضي مستبعد في كوننا
لكن السفر بالزمن إلى المستقبل مقبول تمامًا
السفر عبر الزمن مستحيل حتى الآن، لكن لدى الزمكان تأثير حقيقي على حيواتنا اليومية
يتحكّم في كيفية تقدّمنا بالعمر
مفتاح المعدلات المختلفة لمرور الزمن هو الجاذبية
لو واجهتم بيئة جذبية مختلفة فستحظون بمرورٍ مختلف للوقت
عندما أصعد تلك الدرجات وأبتعد عن كتلة الأرض فتدور ساعتي أسرع قليلاً
لو نزلت قرب السطح فستتباطأ ساعتكم أكثر
لدينا ساعات حساسة بما يكفي لقياس هذا الاختلاف في سريان الوقت
بتعظيم هذا التأثير فسنرى سريان الوقت يختلف أمامنا
الأقربون نحن الأرض يبدو متباطئين
ومن بالأعلى يبدون متسارعين
هذا يعني أن الأغنياء في شققهم المرتفعة يشيخون أسرع من الناس على الأرض
هذه فكرة مذهلة
لكنها حقيقة
تتحكّم جاذبية الأرض بالوقت حتى فوق الكوكب
بالأعلى نحو 12.5 ألف ميل، هناك مصفوفة أقمار التموضع العالمي
المهمة للأنظمة الملاحية في عرباتنا وهواتفنا النقالة
هنا على الأرض، نستخدم نظام التموضع العالمي كطريقة للتنقّل
سيضلّ أغلب الناس هذه الأيام لو ابتعدوا كيلومترًا واحدًا عن منازلهم
مالم يستخدموا برامج التموضع العالمي على هواتفهم لتخبرهم بوجهتهم
مُستقبِل نظام التموضع العالمي في هواتفكم يردّ إشارات أكثر من أربعة أقمار ليعرف موقعكم بالضبط
إنه تدريب على التوقيت الدقيق
يوجد على متن كل قمر ساعة ذرية
الجاذبية الضعيفة في المدار تعني أن ساعات الأقمار تتحرّك أسرع قليلاً من تلك التي بالأرض
إن لم نصحّح واقع أنّ الساعات في أقمارنا تتحرّك بمعدلات مختلفة
لما عمل نظام التموضع العالمي هنا على الأرض
سيفتقد الدقة بمعدلات لن يُجدي نظام التموضع بأكمله نفعًا حينها في أقل من ساعة
فنصحّح ذلك كل دقيقة كل يوم
قام الزمكان بالتحكّم بكل مرحلة في تطوّر كوننا منذ مولده
نكتشف الآن أن الزمكان سيحدّد أيضًا كيف سيموت الكون
بدأ كوننا بانفجار، قبل 13.8 بليون عام
ظلّ يتوسّع منذئذ
هل يدوم هذا التوسّع للأبد؟
أم سيأتي الكون إلى نهاية عنيفة؟
عرفنا لأكثر من مئة عام أن الكون يتوسّع
يتوسّع كل ما بالكون بعيدًا عن كل شيء
يمكننا اختبار ذلك بقياس الضوء من النجوم المتفجّرة
المستعرّات العظمى من النوع 1-أ تتفجّر بنفس اللمعان
لذا يستطيع العلماء معرفة بُعدها بدقّة عن الأرض
قام الفلكيون لعقود بقياس هذا الضوء الذي تمدّد بالزمكان المتوسّع
الكون يتوسّع، وثمّة مادة به
لدى تلك المادة جاذبية وتعمل على طيّ انحناء الزمكان
من المعقول إذًا أنه متى يتوسّع الكون فتتماسك كافة المواد بالكون ببعضها على نحوٍ جذبي
لو كانت هنالك مادّة تكفي في الكون فيمكنها أن تشدّ على نفسها بما يكفي ليتباطأ التوسّع
لكن في 1998، قام الفلكيون بقياسات جديدة وقاموا باكتشاف مثير
توقّع الناس أن التوسّع يتباطأ لكن بالمقابل وجدوه يتسارع
لو كان يتباطأ التوسّع فينبغي أن تظهر تلك الأضواء البعيدة أكثر لمعانًا
في المقابل كانت أعتم
كانت تبتعد أسرع مما توقعنا
لا يعني ذلك سوى أمرًا واحدًا
أن التوسّع يتسارع، إنه يتسارع كل يوم
قام هذا الاكتشاف بتغيير فهمنا للكون تمامًا
في أول سبعة بلايين عام من الكون كان معدّل توسع الكون أبطأ وأبطأ
ثم حدث شيء جنوني
إنه كما لو صارت الجاذبية على النقيض، بدل أن تجذب المجرات كانت كما لو أنها تدفعها بعيدًا
هذه نتيجة مدهشة لا نزال نحاول فهمها
أكانت تفقد الجاذبية قوتها؟
أم كان هناك شيء آخر يُباعد الفضاء؟
ثَمّ مُكوّن آخر في كوننا يتصرّف بغرابة
الكيان الغامض يُسمّى الطاقة المظلمة
مثل الزمكان، الطاقة المظلمة تحيط بنا
لا نراها لكنها تؤلف حتى سبعين بالمئة من المادة في كوننا
لكن ما هي تحديدًا؟
المظلم يعني أننا لا ندري ما هو ولا ندري شكله
يقوم شيء بصبّ الطاقة في الكون فيجعله يتسارع
لا ندري ماهيته
لا يوجد دليل على الإطلاق
لا نمتلك أدنى تفسير، إنه أكبر لغز في العلم اليوم
تتصرف الطاقة المظلمة بطُرُقٍ غامضة
المادة العادية جاذبة، لكن الطاقة المظلمة دافعة لهذا تسبّب التسارع
تتأثر المادة العادية بالجاذبية فتتلاقى، لكن لا يحدث ذلك بتلك المادة
هل الطاقة المظلمة قوّة جديدة بالكون؟ أم أتت كالجاذبية من الزمكان نفسه؟
قد تكون الطاقة المظلمة خاصية للزمكان
ربما لدى الفضاء طاقة وهي ما تسوقه ليتسارع في توسّعه
الطاقة المظلمة كيانٌ، لا ندري ماهيتها تحديدًا
لكن سيكون لها تأثيرًا ضخمًا على التغيّرات المستقبلية في الكون
ما الذي يحدث لو حافظت الطاقة المظلمة على تسارع توسّع كوننا الزمكاني؟
بسبب وجود الطاقة المظلمة سيتوسّع أسرع وأسرع
ما يجعل الكون مكانًا أكثر عُزلة
...ستتسارع كافة المجرات بعيدًا عن بعضها
...سيصير الكون أكثر قتامة وأكثر برودة
سصير كل شيء أكثر قتامة وعُزلة
وهناك مرشّح رئيسي لما سيحدث في مستقبلنا
في النهاية، يتجمّد كوننا الزمكاني
التجمّد العظيم هو النهاية الأخيرة للكون الذي نعرفه
،إنه مصيرٌ شنيع، إنه مصيرٌ كئيب لكن لحسن حظنا لن يحدث إلا بعد أمد طويل
بعد تريليونات الأعوام، قد ينتهي الكون في تجمّد عظيم
لكن تُشير دراسة في 2017 إلى احتمالية أكثر رعبًا
قد تصير الطاقة المظلمة أكثر قوّة
ثمّة احتمالية شنيعة للمصير النهائي للكون
أن الطاقة المظلمة تَقوى بما يكفي لسحق الشدّ الجذبي للمجرة ذاتها
قد تتمكّن حتى من تمزيق الثقوب السوداء إربًا
قد يتمزّق النسيج الذي يربط كل شيء معًا
تسمّى تلك النظرية بالتمزّق العظيم
ستتمزّق العناقيد المجرية أولا ثمّ المجرات كمجرّتنا درب التبانة
ثم سيتمزّق نظامنا الشمسي
وفي آخر نصف ساعة من الكون ستتفجّر الأرض
في الثانية الأخيرة .. ستتبخّر الذرات
سيتمزّق كل شيء في الكون بتوسّع الكون
لا نفهم الطاقة المظلمة، أهي ثابتة؟ هل تَقوى؟ هل تضعف؟
في تلك المرحلة لا نعلم
مستقبل كوننا الزمكاني معلق
أسينتهي في تمزّق عظيم أم تجمّد عظيم؟ أم النهاية هي مجرّد البداية؟
قام الزمكان بالتحكّم في مولد كوننا، وسيبتّ في موته أيضًا
نكتشف اليوم أن هذين الحدثين متصلان في رابطة تكشف خللاً في فهمنا للانفجار العظيم
كلّ ما نراه، كل المادة وكل الطاقة في كوننا
كانت محتجزة في السابق في بقعة أصغر من حجم الذرة
ندعو تلك النقطة الصغيرة متناهية الكثافة بالتفرّد
تنبّأت نظرية النسبية العامة بالتفرّدات
...لكن يحكم الكون مجموعة أخرى من القواعد
ميكانيكا الكم
ميكانيكا الكم هي وصفنا للعالم تحت الذري من الجسيمات والحقول والقوى الأساسية وكيف تتفاعل
تنصّ ميكانيكا الكم على عدم وجود شيء متناهي الصغر أو الكثافة
فلا يمكن أن تتواجد التفرّدات
التفرّد جزءٌ ضئيل حيث كل شيء متناهي لأن الكثافات متناهية والقوى الجذبية متناهية
وتخرق كافة القوانين وتصير غير معقولة
عدم وجود التفرّد يعني عدم وجود الانفجار العظيم كما نفهمه
فكيف نشأ كوننا إذًا؟
يعتقد العلماء الآن أن لديهم الإجابة
...حلّ يتماشى مع النسبية العامة وميكانيكا الكم
الزمكان الكمومي
نظرية الزمكان الكمومي الناجحة تجيب على سؤال ما قد حدث في أولى لحظات كوننا
نأمل ألا تحتوي نظرية الكم الصحيحة للجاذبية على أية تفرّدات، سنستبدل الانفجار العظيم بشيء آخر
لو علمنا ما هذا الشيء الآخر فقد نستدلّ على كيفية وسبب بدء الكون
في الانفجار العظيم للزمكان الكمومي لم يكن هنالك تفرّد ينفجر من العدم
بل نشأ الكون من بقايا كونٍ آخر محتضر
من الممكن وجود كون قبل الانفجار العظيم وفضاء وزمان، وبدل أن يتوسّع الكون فقد كان يتقلّص
ربما لم تنتهِ الأكوان في تمزّقات أو تجمّدات
ربما تنهار
قام كون قديم بالتوسّع ثم بدأ بالانهيار بفعل جاذبيته
ليسحق الزمكان إلى نقطة
لكن بدل أن يُكوّن تفردًا فقام الزمكان بالتفجّر مجددًا
عندما صارت المادة أكثر كثافة عندما انسحقت قامت تلك القوة بدفع كل شيء للخارج
ثمّ يرتدّ الكون وينفجر مجددًا في جولة جديدة من التوسّع وانفجار عظيم جديد
نفهم أن الانفجار العظيم نتاج هذا الارتداد
هذا يفترض أن الزمكان الذي يبتّ في حيواتنا اليوم أتى من انهيار كونٍ قديم
ونعيش في دورة زمكانٍ لانهائية من المولد والموت وإعادة المولد مجددًا
كونٌ زمكاني ارتدادي
لو كنا نعيش بكونٍ ارتدادي فمن المقبول أن الكون متناهي القِدم
وخضع لسلسلة لامتناهية من الارتدادات ولا توجد بداية مطلقة
ربما نكون تكرارًا لعدد لامتناهي من الدورات في حياة كونٍ أساسي
لا نكاد نفهم الزمكان
ربما لن نفهمه بالكامل
لكن الأمر الواضح أنه بدون الزمكان لما تواجدنا هنا
الزمكان شيء حقيقي، إنه جزء من العمارة والأثاث الأساسيين للواقع
لفهم المصير النهائي لكوننا فلن يكفي أن ننظر أكثر وحسب بمقراباتنا
بل علينا فهم الطبيعة الأساسية للزمكان
أعتقد أن أكبر ما نستخلصه من كل ذلك هو أن الكون غريب
يعتقد الكثيرون أننا نتعاطى العقاقير ونؤلف ذلك ونختلقه
الإجابة أننا نُساق لهذا الجنون
الكون أكثر جنونًا مما كنا نتصوّر
أنتم تعيشون الآن في كونٍ سابق معقّد وجميل أكثر من قدرة عقل الإنسان على إدراكه
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com