الانفجار العظيم
قصة كل شيء
الزمان والكون ونحن
الانفجار العظيم أولاً: اسم جميلٌ
ثانيًا: إنه تاريخ كوننا
إنه هكذا، إنه جميعنا، إنه كل شيء
تلك هي النظرة التقليدية
لكن هل هي صحيحة؟
وأكثر العلماء غير متأكدين
ونظرية الانفجار العظيم القديمة أن الكون ظهر فجأة من العدم
نتكلم عنه كبداية الكون لكنه في الواقع نهاية فهمنا
يخرق الفلكيون القواعد القديمة
لكن خلق ذلك مشاكل جديدة
كيف نقول أن الكون قد توسّع بأسرع من الضوء
لكن هل يسألون أسئلة ليس لها إجابات؟
ماذا كانت البداية؟ أيُعقل أن نسأل هل هناك زمان قبل الزمان؟
لا ندري، ليس لدينا شيء، الأمر صعب
إنه لا يخبرنا ما حصل بالفعل في البداية، لا يزال لغزًا مطلقًا
كيف بدأ كل شيء إذًا؟
كانت نظرية الانفجار العظيم قصة جيدة
لكن هل هي حقيقية؟
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com
كيف يعمل الكون هل حدث الانفجار العظيم بالفعل؟
لنبدأ من البداية
لا يوجد مكان أو زمان
كلّ ما بالكون المعروف مضغوط في نقطة أصغر من الذرة
فجأة، توسّع الكون منها
نشأت النجوم والمجرات لتصنع الكون الذي نراه اليوم
تبدأ قصة كوننا بالانفجار العظيم، أوليس كذلك؟
الانفجار العظيم هو الحقيقة الملحوظة لكن هناك تفاصيل لم تُعرف
لربما حدثت الكثير من الأمور، إنه مجرّد تفسير واحد
ليس العلم بأن تكون محقًا طول الوقت، بل أن تكون مخطئًا
قد نكون مخطئين بخصوص عنصر رئيسي في فهمنا للكون
إننا نختبر إحدى أعظم قصص العلم
قد يبدو الانفجار العظيم كالانفجار، لكن أكان كذلك؟
الانفجار هو انبعاثٌ مفاجئ للطاقة من نقطة واحدة ليولّد في العادة ضوءًا وحرارة وضغطًا
وفرقعة
لكن هل انفجر الانفجار العظيم؟
عندما تسمع لفظة انفجار تتصوّر الضوضاء لكن عليك أن تدرك أنها موجات صوتية تنتشر عبر الهواء
بعد الانفجار العظيم لم يكن هناك هواء لا محالة أن تسمع شيئًا فبهذا المعنى فإنه كان صامتًا
لذا الانفجار العظيم لم ينفجر
لكن لتكوين الكون يجب دفع المواد .. الكثير من المواد
لكل انفجار نقطة اشتعال فماذا عن الانفجار العظيم؟
لو فكرت بالانفجار العظيم كانفجارٍ وحسب
فلك الحق أن تسأل أين مركز هذا الانفجار؟ أين مركز الكون؟
لم تكن هناك نقطة مركزية، لم يكن هناك مكان في السماء حيث تشير إلى موضع وقوع الانفجار العظيم
الانفجار العظيم هو كل شيء، حدث هنا حيث أجلس
حدث الانفجار العظيم في الجانب الآخر من الأرض، وحدث في مجرّة المرأة المسلسلة
حدث الانفجار العظيم عبر الكون في آن واحد
أثناء الانفجار، تنتشر الشظايا من المنتصف
تنتشر تلك الشظايا غير متساوية بنثائر مختلفة الحجم تسقط بمختلف المسافات عن مركز الانفجار
لكن هل قام الانفجار العظيم بقذف الموادّ في هذا النمط الانفجاري؟
لنجد الدلائل علينا أن نبحث في سماء الليل
إحدى الأشياء المذهلة عن الكون عندما تضع المقراب وتبدأ بالنظر إلى مختلف الاتجاهات
أنه يبدو متساويًا تقريبًا في كلّ الاتجاهات
رغم أن الكون مرصّعٌ بالمجرات والعناقيد المجرّية
فإن الصورة العامة هي ما "يُطلق عليها الفلكيون"متجانس
عندما نقول أن الكون متجانس فيعني أنه متماثل
بالمقاييس الكبيرة باختلافات ضئيلة، إنه متناظر تمامًا
لو صدقنا قصة الانفجار العظيم التقليدية
فإن نفس كمية المواد قد انطلقت بنفس المسافة في كافة الاتجاهات
كوننا المتجانس المتساوي لا يبدو أنه نتاج ما نعرفه كانفجار
لم يكن عظيمًا ولم يكن انفجارًا
لم يكن الانفجار العظيم كانفجار مقذوفة أو قنبلة أو متفجّرات حيث تتواجد مادّة تنتشر من مركز واحد
لا توجد حلقة من المجرات انبثقت من انفجار
،انفجار المفرقعة النارية يحدث بفتيل فما الذي أشعل فتيل الانفجار العظيم؟
أقول أنه لا يوجد ذلك، أن شيئًا أشعل فتيل الانفجار العظيم
نعتقد أنه متى يحدث شيء ومتى يحدث تأثير فيوجد سبب
أنه يوجد شيء أحدثه
لكننا نتكلم هنا على الكون بأكمله، لا يوجد شيء خارجه ليوجده
العلم واضح، لم يبدأ الكون بانفجار
لكن إن لم يحدث انفجار، فكيف بدأ كل شيء صغيرًا للغاية وصار كبيرًا جدًا؟
...الكون الوليد نفهمه والكون المتزامن القديم نفهمه أيضًا
قمنا بربط تلك القصة التي لا نفهم أولى صفحاتها بالكامل
لكن نعلم بقية الكتاب
كيف نسبر أغوار قصة الانفجار العظيم ولا نستطيع حتى قراءة الصفحة الأولى من الكتاب
أملنا الوحيد أن نبحث في الماضي سطرًا سطرًا
إحدى أذهل الأمور في كوني عالمة كونيات
أن المقرابات آلات زمنية
يستغرق الضوء وقتًا حتى يصل هنا
فلو نظرنا أبعد فإننا نحدّق في الواقع في تاريخ الكون، هذا مذهل
أتت أولى دلائل كشف لغز الانفجار العظيم بظهور المقرابات المتقدّمة في التسعينات
كان "إدوين هابل" يدرس الضوء القادم من المجرات البعيدة
أدركنا أنه كلما كانت المجرات أبعد كان الضوء أكثر حُمرة
لم ذلك؟ اتضح أن الضوء يميل للحمرة لو ابتعدَت المجرّة عنا، هذا يسمّى بالانزياح الأحمر
كان قد اكتشف أن كل مجرّة في السماء كانت تبتعد عن درب التبانة
كانت تلك إحدى لحظات العلم الفارقة
أثبت "هابل" إحدى القواعد الأساسية لقصة الانفجار العظيم
يتوسّع الكون باستمرار
كانت هناك نتيجة واحدة مستخلَصة
لو استقرأت عودة الزمن فإن كل شيء كان ينبثق من نقطة واحدة في وقت واحد .. هذا هو الانفجار العظيم
اكتشاف "هابل" تصدّر الأخبار
لكن فكرة الكون المتوسّع فُرضت قبلها بعامين
من كاهن وفيزيائي بلجيكي
الفكرة الحقيقية للانفجار "العظيم أتت من "جورج لاميترا
أدرك أنه لو عدنا بالزمن إلى بداية الزمان فيجتمع كل شيء في ذرة واحدة
الذرة البدائية
اعتقد "لاميترا" أن الكون الوليد كان بالغ الصغر والكثافة
...منضغطٌ في نقطة واحدة
الذرة البدائية
بعدها ميّز العلماء تلك النقطة ككيان غير متناهي يسمّى التفرّد
لكن هناك مشكلة
التفرّد وقوانين الفيزياء لا يتماشيان
ربما كانت نقطة بالغة الصغر لكنها سبّبت مشاكل بالغة الضخامة
الانفجار العظيم، لأكثر من قرن كان الوصف العلمي الأمثل لكيفية نشأة كل شيء
لكن لم يكن هناك انفجار أو فرقعة ولم يكن عظيمًا
"في الحقيقة، ادّعى والد الانفجار العظيم "جورج لاميترا أن كل شيء قد نشأ من نقطة صغيرة سمّاها الذرة البدائية
أعتقد أن أصعب ما نحيط به عن نظرية الانفجار العظيم
أن كل ما ترونه وما عرفتوه يومًا
كل إنسان ومنزل وشجرة وكوكب وقمر ونجم ومجرّة في الكون بأكمله
في وقت ما قبل 13.8 بليون عامًا كان مضغوطًا في نقطة ضئيلة
في الحقيقة أصغر بكثير من نقطة بالغة الضآلة، متناهية الصغر
نقطة تسمّى التفرّد
وظلّ هذا التفرّد يؤرّق الفلكيين لعقود
"كل ذلك بسبب كلمة واحدة "متناهية
بمجرّد أن تُلفظ كلمة "متناهية"، كمتناهية الكبر أو متناهية الصغر، فتعني في الفيزياء أنك لا تفهم شيئًا
"تنبّأت النسبية العامة لـ"آينشتاين بالوجود الافتراضي للتفرّدات
لكن عمليًا، تُخرَق قواعد الفيزياء عند التفرّد
لا نفهم التفرّدات
إنها إحدى الأسئلة النظرية الغامضة ويحاول الناس فهمها
يخبرنا الكون بحدوث أمر لا نفهمه جيّدًا برياضياتنا
رياضياتنا ناقصة
هذه دلالة أن النسبية العامة ليست أهلاً لوصف أولى لحظات الكون
النسبية العامة تتنبّأ بالتفرّدات
لكنها في الحقيقة لا تنطبق مع الأشياء بالغة الصغر
النسبية العامة لـ"آينشتاين" تنجح بقوّة
في وصف حركة الكواكب حول الشمس وانكسار الضوء حول الأجسام العملاقة
ونموّ الكون وتمدّده
لكنها تتعطّل متى تصير الجاذبية بالغة القوّة أو الضعف
ربما لا تكون النسبية العامة بالأداة الأنسب لفهم نشأة الكون
مثلاً لو أردتَ وزن بعض التوابل في مطبخك
فإن استخدام ميزان المطبخ يعمل جيدًا
من ناحية أخرى لو أردت وزن شاحنتك فلن يكون الأداة المناسبة
انسوا أمر النسبية
ربما يفيد فرعٌ أساسي آخر من الفيزياء النظرية
ميكانيكا الكَمّ
إنه يتعامل مع الأشياء الصغيرة، بالغة الصغر
لكن ماذا عن متناهية الصغر؟
أيمكن لميكانيكا الكم أن تبرهن على وجود التفرّد؟
تفترض النسبية العامة وجود التفرّدات
هذا افتراض صريح للنسبية العامة
إنها لا تتناسب مع قوانين ميكانيكا الكمّ
تميل ميكانيكا الكمّ أن تجعل الأمور ضبابية وهذا عكس التفرّدات
في بعض نظريات ميكانيكا الكم علم الأشياء الضئيلة
هناك حدّ لمدى الضآلة
على سبيل المثال، لن أتمكّن من طي تلك الورقة لأكثر من سبع مرات
واحد، اثنان، ثلاثة، أربعة، جيد خمسة، ستة، بوسعى فعلها
..بوسعي فعلها، يمكنني خرق قواعد الفيزياء محال، هناك حدّ، لا أستطيع المضيّ قُدُمًا
لا يمكنك متابعة طيّ الورقة أو الفضاء لأجزاءٍ أصغر وأصغر
وطبقًا لأغلب قوانين ميكانيكا الكمّ لا يمكنك أن تجعل الشيء متناهي الصغر و متناهي الكثافة
يبدو أن التفرّدات محالة
فهل نظرية الانفجار العظيم خاطئة أم أن عقلنا لا يستطيع حلّ الأمر؟
ليست قوانينا للفيزياء أفضل محاولاتنا لنتعامل مع رياضيات ملاحظاتنا للكون
لا يهتمّ الكون بما نفكّر به
لا يبالي الكون بكيفية فهمنا له
هذه محاولاتنا لتفسير السلوك الذي نراه
وأولى لحظات الانفجار العظيم هي أكبر مثال على قصور فهمنا
ربما يكمُن الحلّ في جمع النسبية العامة وميكانيكا الكم
لكنهما لا يتماشيان معًا
تخيّلوا أن قواعد ميكانيكا الكم كقواعد لعبة اللاكروس التي يستخدمها لاعبوها
وأن قواعد النسبية العامة مثل قواعد كرة السلة التي يستخدمها لاعبوها
لو شاهدتم لعبة كرة السلة فسترون اللاعبين يتبعون قواعد كرة السلة أو النسبية العامة
ولو شاهدتم لعبة اللاكروس فأنتم تشاهدون قواعدها أو قواعد ميكانيكا الكم
لكن لو أخذنا فريقًا من اللاكروس مع فريق من كرة السلة وجمعناهما معًا وطلبنا منهما بدء اللعب
فلن يعلمون حتى كيف يلعبون مع بعضهم البعض
إنها قواعد مختلفة في الأساس والتي لا تجتمع معًا
إنهما ركنان العلم المعاصر، ميكانيكا الكم والنسبية العامة رائعان في نطاقهما
لكن متى نريد أن نجمعهما وهذا ما نحتاجه لوصف أولى لحظات الكون فإن الأمور تتلخبط
ربما لَعِب كلا الفريقين بمجموعة موّحدة من القواعد يسلّط بعض الضوء على الانفجار العظيم
مزج ميكانيكا الكم مع النسبية العامّة هو المعيار الذهبي
إنه ما يحبّ أن يفعله كل فيزيائي نظري في العصر الراهن
لم نقم بذلك بعد، لكن لدينا بعض النظريات
فعندما أقول أننا لم نقم بذلك بعد، يعني أننا لم نتفق على أي نظرية هي الصائبة
ما الذي سيوفّق ميكانيكا الكم مع النسبية العامة؟
!أيوجد توافقٌ بينهما؟
ماذا نحتاج؟ نحتاج لملاحظات مذهلة وأكثر قوة
وبيانات لم نكن نتوقعها
وعبقري آخر أو آلاف العباقرة الذين يضطلعون وينجحون في الجمع بينهما
أو ربما كل ما سبق
لذا يظلّ مستهلّ قصة الانفجار العظيم غير مبرهن
لكن ماذا عن الافتراضات "الأخرى لسيادة الكاهن "لاميترا
أكان الكون الوليد، الذرة البدائية، بالغ السخونة؟
ولو كان كذلك فما مدى سخونته؟
تستند قصة الانفجار العظيم على اكتشاف أن الكون يتوسّع دائمًا
ولو عدنا للوراء فسيؤدّي ذلك لنتيجة واحدة حتمية
لو عدنا للوراء ودعنا الكون يصير أصغر
فسيصير أصغر فأصغر حتى ينضغط كل شيء إلى نقطة واحدة
تفترض قصة الانفجار العظيم أن تلك النقطة كانت متناهية الصغر
لكن لم يتمكّن العلماء من إثبات وجود هذه التفرّدات في كوننا
نرى في كوننا أن كل المجرّات تبتعد عن كافة المجرات الأخرى على العموم
لو نظرنا إلى قطارات تغادر محطة
ولو عدنا للوراء فستتلاقى كافة القطارات في نفس المحطة
هل أتت جميعها من نفس المحطة؟ ربما
هل أتت جميعها من نفس الرصيف؟ ربما لا
لا يمكن وضع كافة القطارات معًا في نفس الرصيف
رغم عدم تمكّن الفيزيائيين من إثبات نشوء كل شيء من تفرّدٍ متناهي الصغر والكثافة
فلا يزالون مقتنعين أن الكون المنظور قد توسّع من نقطة واحدة صغيرة بالغة الكثافة والسخونة
تخيّل أنك وأصدقاءك في حجرة فسيحة
وتتسكعون جميعكم ويبدو كل شيء طبيعي
لكن لو تكدّستم في مصعد ضيّقٍ للغاية
فستشعرون بالحرّ لأنكم تتبادلون تلك الحرارة
الأمر كذلك ف الكون الوليد، تكدّس كل شيء معًا وكان بالغ السخونة
من الممكن نظريًا أن تلك الحقبة كانت بالغة السخونة
لكن كيف تبرهن ذلك؟
كيف تقيس حرارة الكون الوليد الذي بدأ قبل 13.8 بليون عامًا؟
لا يمكنك، لكن يمكن قياس حرارة أبرد رقعة في الكون
لو ابتعدنا عن كافة النجوم والمجرات فقد تعتقدون أن الفضاء بالغ البرودة عند الصفر المطلق
لكنه ليس كذلك
لدى الفضاء الخاوي حرارة قرابة 455 فهرنهايت تحت الصفر
فوق الصفر المطلق بخمس درجات
من أين أتت تلك الدرجات الخمسة الزائدة؟
اعتقد مصدّقو الانفجار العظيم أن لديهم الإجابة
ادّعوا أن تلك الحرارة الطفيفة كانت متبقّية من الكون الوليد بالغ السخونة
استغرق الدليل عقودًا
لكنه أتى في 1964 بالصدفة البحتة
كان "بنزياس" و"ويلسون" مهندسين وتم التعاقد معهما على قياس إشارات راديوية معيّنة
من أجل إرسال إشارات لاسلكية عبر التليفون ليدخل المناطق الريفية
استخدما هوائيًا راديويًا على شكل بوقٍ ضخم
المشكلة أنه كلما وجها هذا البوق ظلا يسمعان ضجيجًا، تشويشًا راديويًا يأتي من كل اتجاه
اعتقدا أنه قمرٌ اصطناعي لكنه لم يتوافق مع أي اتجاه لقمر صناعي
هناك قاعدة عسكرية قريبة وقاما بسؤالهم عن بثّهم إشارات بهذا التردد فأجابوا بالنفي
فاعتقدا أنه فضلات الحمام
هناك حمام يعشعش داخل الهوائي وفضلاته ما يصنع هذا الضجيج في مقرابك
لذا دخلا وقاما بتنظيف كافة الفضلات
لكن مهما فعلا كان يستمر الضجيج
حاولا ما أمكنهما لإزالة هذه الضجيج في الخلفية وأدركا في النهاية أنه كان يأتي من السماء وهو حقيقي
لم يكن يسمعان موجات راديوية بل نوعًا مختلفًا من الإشعاع
موجات مكروية .. بصمة حرارية متخلّفة عن الانفجار العظيم
قاما باكتشاف آشعة الكون الخلفية المكروية
لقطة خفية للكون الوليد
الألوان المختلفة تشير لفروقات طفيفة في الحرارة
المناطق الزرقاء الأقل حرارة ستُكوّن النجوم والمجرات
المناطق البرتقالية الأدفأ ستُكوّن في النهاية الفضاء بين المجري الفسيح
آشعة الخلفية الكونية المكروية هي صورة وليدة لكوننا
إنها تعادل صورتك وأنت بعمر سبع ثواني
يمكننا تعيين تاريخ آشعة الخلفية الكونية المكروية إلى 380 ألف عام بعد الانفجار العظيم
تُقدّر الحرارة هنا بخمسة آلاف درجة فهرنهايت
لكن كم كانت درجة سخونة الانفجار العظيم؟
عندما نعود للوراء يصير الكون أصغر فأصغر وترتفع الحرارة
نعلم حرارة آشعة الخلفية الكونية المكروية
لكن قبلها نعلم أن الكون كان يصير أصغر فأصغر
وتزداد حرارته أكثر فأكثر
لكن لا نعرف مدى حرارته
كان الكون الوليد أصغر وأكثر كثافة وحرارة عما هو عليه الآن
وكان بالغ السخونة بحيث قام بدمج الهيدروجين إلى هيليوم
خمسة وعشرون بالمئة من كتلة الكون الوليد دُمجت إلى هيليوم في بضعة دقائق
إنها تريليونات تريليونات أضعاف كمية الاندماج الذي يحدث داخل الشمس
يلزمنا حرارة بالغة لدمج الهيدورجين إلى هيليوم
يقدّر العلماء أن الاندماج بدأ بعد الانفجار العظيم بمئة ثانية
عندما وصلت الحرارة لبليون درجة فهرنهايت
أثناء الأجزاء الأولى من ...الثانية الأولى للانفجار العظيم
يُقدّر البعض وصول الحرارة إلى 250 مليون تريليون تريليون درجة فهرنهايت
لكن ما الذي أثار هذا الانبعاث الضخم من الطاقة هنا في نشأة الانفجار العظيم؟
اللحظات الأولى لكوننا
هي مصدر إحباطٍ لنا لأنه من الجيد لنا معرفة ذلك
لكنها أيضًا مصدر فضول
هذا أقصى ما وصلت له الفيزياء
إنها حيث نحاول قدر المستطاع فهم النواحي الأساسية للواقع
حتى لو استطعنا استرجاع قصة الانفجار العظيم بإثبات طريقة نشأة كل شيء من نقطة دقيقة
لا تزال هناك مشكلة أخرى
من أين أتى كل شيء ألّف تلك النقطة الصغيرة؟
لا تتمكّن من إيجاد شيء من العدم وكلنا نعلم ذلك
إلا أنه يبدو أن كل شيء بدأ من العدم
يبدو أن الكون بأكمله قد نشأ من العدم
كيف يحدث ذلك؟
الانفجار العظيم.. لا فضاء ظلام دامس .. لا شيء
فجأة .. نشأ الكون حيًا
يعلم الجميع يقينًا أنك لا تأتي بشيء من العدم
إنه السؤال الأكبر، كيف نشأ الكون؟
والحقيقة أننا لا نريد أن يأتي كل شيء من العدم، تبدو كخدعة
لكننا نتواجد فلابدّ من حدوث شيء ولا نفهم فيزيائه بعد
إنه أحد أكبر الأسئلة السارية في علم الكون
نشأة الكون
وأعتقد أن الناس يقولون الأقاويل مثل أن الكون نشأ من العدم
مثل .. فجأة .. ظهر الكون
لكن تذكّروا عدم امتلاكنا لبيانات عن لحظات الكون الأولى
لا ندري ماذا كان يحدث
إننا نكافح في الظلام لنحاول معرفة ما حدث قبل الانفجار العظيم
تلك الحقبة من العدم على ما يبدو
ينظر الفيزيائيون إلى الفضاء الخاوي
لكن هل يعني "الخواء" عدم وجود شيء مطلقًا؟
ليس وجود شيء من العدم
لأن تلك الفكرة التقليدية للعدم لا تنطبق على ما نعتقده كفضاء خاوي
اتضح أن الفضاء الخاوي بعيدٌ كل البعد عن الخواء
خواء الفضاء عبارة عن بحر هائج تتلاطم أمواجه بجسيمات كمّية مشحونة ومجالات كهرومغناطيسية
خواء الفضاء نفسه يعجّ بالحركة
بوسع المادة أن تظهر تلقائيًا من الخواء ثم تختفي تلقائيًا
الخواء مليء بجسيمات وجسيمات مضادة توجد ثم تنعدم بالاصطدام ببعضها
الفضاء مليء بجسمات افتراضية تنشأ وتنعدم
،لا شك في حقيقتها تأثيرها بيّن، يمكننا رؤيتها
عندما تشذّ الفيزياء تكون الأشياء غريبة
ربما العدم هو شيء موجود في النهاية
لو احتوى الفضاء الخاوي على جسيمات تنشأ ظاهريًا من العدم
فهل يمكن لعملية مشابهة أن تثير حدوث الانفجار العظيم؟
الخواء الكمي نفسه قد يحظى عشوائيًا وتلقائيًا بطاقة كبيرة
ربما طاقة تكفي لإحداث شيء نطلق عليه الانفجار العظيم
هناك عدة نظريات تخيّلية عن أصل الكون
لكن هل كان ظهوره المفاجئ من العدم هو البراعة الناجعة الوحيدة؟
قام أيضًا بإنشاء المادة من الطاقة
الكون مليء بالمجرات والنجوم والكواكب والمذنبات
من أين أتت جميعها؟
طبقًا لرواية الانفجار العظيم فإنها أتت من نقطة واحدة صغيرة
لمّا بدأ الكون لم يكن هناك حيّز للمادة مطلقًا
كانت الحرارة عاتية والفضاء بالغ الانضغاط بحيث لم تتواجد المادة
كيف تمكّن الكون إذًا أن يصير مليئًا بالمادّة؟
في الذرة البدائية لم يكن هناك حيّز للمادة لكنها كانت متكدّسة بالطاقة
وكما يخبرنا "آينشتاين" أن كل ما نحتاج لتكوين مادّة هي الطاقة
طبقًا لمعادلة الطاقة تساوي الكتلة ضَرب ضعف سرعة الضوء فإن المادة والطاقة قابلان للتبادل
علّمنا "آينشتاين" بالنسبية الخاصة أن الطاقة والمادة وجهان لعملة واحدة
يمكن تحويل المادة إلى طاقة بتفجير شيء ما
أكثر الأمثلة رعبًا لتحويل المادة إلى طاقة كان القنبلة الذرية المصنّعة في الأربعينات
لكن في الانفجار العظيم عُكست تلك العملية
قامت الطاقة بتكوين المادّة
المادة التي توسّعت حتى ملأت الكون بأكمله
وبالمصطلحات الكونية فإن الكون الذي تتمدّد به المادة ينمو بسرعة رهيبة
عقب نشأة الكون كان معدّل نموّه رهيبًا
صار من طفل لمراهق في تكّة ساعة
كيف استطاع الكون أن يصير بالغ الضخامة بتلك السرعة الكبيرة
لو صدقنا قصة الانفجار العظيم فيبدو أنه خرق إحدى أساسيات قواعد الفيزياء
هل نما الكون الوليد أسرع من سرعة الضوء؟
في قصة الانفجار العظيم التقليدية توسّع الكون المنظور من كرة من الطاقة أصغر من الذرة
يُقدّر قُطر الكون اليوم بـ93 بليون سنة ضوئية
تخيّلوا فساحة الكون الذي نراه من حولنا اليوم
وكان يومًا حيّزًا صغيرًا للغاية بالغ الكثافة
لابدّ وأن خضع الكون لمعدّل نموّ رهيب
بمعدّله الثابت للتوسع لا يوجد وقت يكفي حتى ينمو الكون لحجمه الحالي
مناطق الكون التي كانت بجوارنا في الماضي صارت بعيدة للغاية
بحيث لا يمكن تفسير ابتعادهما بالتوسّع الطبيعي
وليس الحجم الضخم للكون بالشيء الغريب الوحيد الذي اكتشفناه
الكون هو ما يدعوه الفلكيون منبسطًا
كوننا متكتّل ووعرٌ بالمقاييس الصغيرة
هناك مجرات وثقوب سوداء وبشر ونثائر
،لكن بالمنظور الواسع، بالمنظور العام أو المنظور الكوني الحقيقي، كوننا منبسط
أيمكن أن يكون الانبساط العام والنمو فائق السرعة مرتبطان بطريقة ما؟
نعلم أن الانفجار العظيم لم يكن انفجارًا
وإلا كان توزيع المادة في الكون غير متساوٍ
لكن قام شيءٌ بدفع كل شيء للخارج وبسرعة
لكن ماهو؟
في 1980، أتى "آلان غوث"، عالمٌ كوني شاب في "ستانفورد"، بإجابة محتملة
تنصّ نظريته للتوسّع أن الكون المنظور قد توسّع من أصغر من الذرة إلى حجم كرة السلة في الحال تقريبًا
في هذا الجزء الدقيق من الثانية في بداية الكون
واحد على مليون على مليون على مليون على مليون من الثانية
توسّع الكون من حجمه حينها إلى ما يعادل ضعفه بقرابة واحدٍ متبوعًا بخمسين صفرًا
ساق التوسّع التمدّد المتسارع للكون ليجعله كبيرًا وبسرعة، ثم توقّف
يبدو أن التوسع يحلّ معضلتي الانفجار العظيم
كيف صار الكون بالغ الضخامة بتلك السرعة الفائقة وكونه منبسطًا
لأنه توسّع بكل مكان مرة واحدة، كافة طاقة الكون التي ستتحوّل إلى مادة
دُفعت بالتساوي في آن الوقت وبنفس السرعة
حتى تنمو النجوم معًا لتصير المجرات الأولى
حتى هنا، نحن، في النظام الشمسي
فإننا نشأنا أو دُفعنا في حدث التوسّع
أجزاء الكون التي تتباعد الآن بـ93 بليون سنة ضوئية
كانت في السابق بنفس الحيّز
حتى تتوسّع بتلك السرعة فيجب أن تخرق إحدى القواعد الأساسية للفيزياء
نعلم جميعًا أن القاعدة التي يلتزم بها الكون طول الوقت أنه لا يرتحل شيء أسرع من الضوء
فأنّي لنا القول أن الكون قد توسّع أسرع من الضوء
لكن ينص التوسّع أن الكون تضخّم إلى العدم
،لم يكن هناك "خارج" الكون كان الكون كلّ شيء
لذا كان يتوسّع الفضاء نفسه وبوسعه أن يتحرّك بأي سرعة يشاء
لا يمكنم الارتحال أسرع من الضوء عبر الفضاء
لكن يُسمح للفضاء نفسه أن يتمدّد ويتوسع بأقصى سرعة يريدها
وهذا ما يفعله كوننا
نظرية التوسّع تَفرد الكون بطريقة مميّزة
تخيّلوها كملاءة متجعّدة بكثرة
ولو أفردتم الملاءة بقوّة فستنبسط تلك التجاعيد
تبدو نظرية التوسّع من أجنّ النظريات في تاريخ العلم
مجنونة لدرجة أن تكون صحيحة
يساعدنا التوسّع في فهم ما يُتعذّر تفسيره
لكن ثَمّة مشكلة
لا ندري ما أثار أو حرّك التوسّع
الكون المتوسّع .. تخيّلوا أن الكون كان مكتظًا بطاقة فائقة الكثافة في باكورته
قام شيء بدفع الكون منفصلاً
ما الذي جعله مادة متوسّعة ساخنة؟
يجب أن نتواضع ونقرّ أننا لا نعرف
لكن أيّما أثاره، فقد انقضى التوسّع في جزءٍ من الثانية
لم يدم طويلاً وهذا يصعُب فهمه
كيف توقّف التوسّع؟
لا ندري
ليس لدينا شيء، إنه صعب
لكن هل توقفت عملية التوسع بالفعل؟
تفترض نظرية ثورية أنه لو قامت قوّة تُدعى التوسّع بدفع تمدّد كونٍ واحد
فلم لا يوجد كون آخر وآخر وآخر؟
هل صنع التوسّع مجموعة من الأكوان الجديدة؟
أيوجد كونٌ متعدّد؟
لو صدقنا قصة الانفجار العظيم
نقطة أصغر من الذرة قد توسّعت لتكوين كونٍ بعرض 93 بليون سنة ضوئية
نظرية تُدعى التوسّع الكوني تدّعي أنها تفسّر هذا النموّ المذهل
لكن أثار التوسع أسئلة أكثر من تقديمها لإجابات
أمدّنا التوسّع بأكثر مما أردناه
أردنا الإتيان بآلية تعالج كوننا وتنتهي
لكن أدركنا سريعًا مثل مصانع العربات أنها لا تصنع عربة واحدة وتتوقف بل عربات كثير
،يميل التوسع لإنتاج كونٍ وآخر والكثير من الأكوان .. الكون المتعدد
إنها عملية تسمّى التوسع الأبدي
تفترض أن عندما انتهى التوسع في كوننا وأدى لتكوين النجوم والمجرات
فما نحن إلا جزءٌ صغير من كون متعدد فسيح يتوسّع باستمرار
تخيّلوا مجموعة من الفقاعات بجوار بعضها، إنها أكوان مختلفة
تتمدّد فقاعتنا
وترتطم بكوننا المجاور ونتوسّع به
لو صحّت نظرية الكون المتعدّد
الكون المتعدد المتفاقع الضخم يبدو خيالاً علميًا
لكن هناك دليل راجح يدعّم النظرية
رصد العلماء علامة غير عادية في إشعاع الخلفية الكونية المكروية
هذه اللقطة للكون الوليد
ثمّة رقعة في النصف الجنوبي لا ينبغي أن تكون أبرد أو أكبر بقعة، لكنها أبرد وأضخم بقعة
وهي غريبة، لا نعلم تفسيرها بالكامل
تفترض نظرية مثيرة لكنها غير مبرهَنة
،أن تلك البقعة هي انبعاج كوني ضرر سطحي من الاصطدام بكونٍ آخر
أعمل في المبنى مع من اكتشفوا تلك البقعة الباردة الضخمة
وأشاروا إليها وقالوا ليس لها معنى
لماذا كان إشعاع الخلفية الكونية المكروية بهذا الشكل؟
ربما هذا دليل لكونٍ آخر يصطدم بكوننا
الأمر مماثل لذهابك للطعام والذي يجعل تفكيرك يتوقف
لو صدقتم نظرية الكون المتعدد المزدحم
فإن الارتطامات والاصطدامات الكونية ليست ممكنة بالكامل، بل محتملة
ربما توجد عدّة أكوان تتوسّع بالخارج بتأثير قوة التوسّع حاليًا
هذا يماثل التفكير ببطل خارق لا يمكن قتله بل يتجدّد باستمرار
لو صحّت رواية الكون المتعدّد فإنها تثير سؤالاً ضخمًا على قصة الانفجار العظيم
احتمالية الكون المتعدّد لا تفترض انفجارًا عظيمًا واحدًا لكن مجموعات كثيرة منها
لكن لا يصدّق كافة الفيزيائيين تلك الفرضية
المجتمع منقسمٌ على فكرة الكون المتعدّد في تكهّناتهم
لأن مَن منا يصدّق هذا الضرب من الخيال له مبرّراته
والآخرون المعارضون يقولون أنها ليست نظرية علمية حتى يدعمها دليل تجريبي
يرحّب آخرون بحقيقة أنه عندما يتعلّق الأمر بتفسير كل شيء
فلا نلتزم برواية الانفجار العظيم العتيقة الجيدة
لربما أصابني رهاب الأماكن المغلقة لو اتضح أنه لم يتواجد سوى الأرض
وأنا سعيد باكتشاف أن هذا جزءٌ من شيء أكبر
النظام الشمسي والمجرّة والعناقيد المجرية وكوننا
فأشعر أفضل لو زال هناك المزيد من الفضاء هناك، وأكوان متوازية
لابتهجتُ أكثر
رغم أنها فكرة أخّاذة فبدون دليل تجريبي فإنها نظرية تحتاج عقيدة راسخة
لا يوجد سبب للاعتقاد أن مخلوقات صغيرة مثلنا ندرك الطبيعة الحقيقية الضخمة للواقع
،لا يزال ذلك لغزًا كبيرًا، لدينا أفكار ولدىّ أفكار، ويفترض آخرون النظريات
لكن لا توجد لدينا بيانات تساعدنا للتفرقة بين تلك النظريات
ولأصدقكم القول فلا يعضّد تلك النظريات شيءٌ قوي
ذاد تذبذب مساندي نموذج الانفجار العظيم التقليدي باضطراد
لا تفترض النظريات الأحدث انفجارًا عظيمًا واحدًا بل مجموعة بأكملها
بينما يستمرّ العلماء بإعادة كتابة القصة التقليدية
تثار المزيد والمزيد من الأسئلة
لكن حاليًا، تظلّ أكثرها دون إجابة
ماذا كان الأصل؟ أهناك معنى أصلا لسؤال هل هناك زمن قبل الزمن؟
،وأعتقد أن الإجابة أجل علمنا ورياضياتنا فقط قاصرة
ربما نحظى بالرياضيات التي تصف أولى لحظات الكون
ربما نتمكّن يومًا ما من التنبّؤات التي نربطها بالملاحظات
ليس لأن ذلك اليوم ليس الآن فلا يعني أنه لن يأتي مطلقًا
عرفنا الكثير في المئة عامٍ المنصرمة
لكن يتخلّف لدينا ألغازٌ ضخمة يصعب حلّها
لذا أنتظر "آينشتاين" القادم
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com