الكون الأنيق

عنوان وصلةنص الوصلة

في نوفمبر 1974 كان إطلاق أول رسالة لاسلكية من تلسكوب مرصد أريكيبو في بورتو ريكو, موجهة للفضاء الخارجي للاتصال بكائنات في الفضاء الخارجي . وكان مدة الرسالة المشفرة ثلاث دقائق حيث تضمنت معلومات أساسية عن الجنس البشري و شرحا للعناصر الأساسية الموجودة على كوكب الأرض، وتركيب الحامض النووي الذي تتكون منه خلايا الإنسان، بالإضافة إلى رسومات إيضاحية للمجموعة الشمسية والجسم البشري وتلسكوب أريكيبو .ولا تزال الرسالة اللاسلكية تسبح في الفضاء، منذ أكثر من ربع قرن ، في رحلة مدتها 13,000 عام كي تصل إلى المجموعة النجمية المعروفة باسم M13 والتي تتكون من 300ألف نجم .وكانت رسالة اهل الأرض للسماء . فنحن نعيش في كون عجيب معقد . فالكون مرآتي "التناظُر" symmetry . فلو انشطر لنصفين متساويين يكون أشبه بالمرآةَ العادية تقلب صورة الشيء ، فتجعل اليمينَ يسارًا واليسارَ يمينًا، في حين أنها لا تقلب الأعلى لأسفل والأسفل لأعلي . وفي اكتشاف نيوتن للجاذبية سمَّاها الجاذبية الكونية .وكان يعتقد أن اكتشافه هذا يعتبر مفتاح المعرفة الكاملة التي ستفسِّر كوامن الكون الغامض الذي يضم مجموع الموجودات الكائنة من مختلف صور المادة (من جماد وأحياء ) والطاقة والزمان والمكان .فلا يعرف حجم كوننا الحقيقي . وحاليا كلمة الكون تقتصر على الأجرام السماوية من مجرات ونجوم وكواكب ، بأشكالها وأحجامها وكتلها وصفاتها وحركاتها وقـــوى الترابط بينها وتركيبها الكيميائي وصفاتها الفيزيائيـــــة وهيئاتها المختلفة وكيفية نشأتها وتاريــخها ونهايتها.ويتم هذا من خلال دراسة علم الكون Cosmology ، وعلم أصل الكون Cosmogenesis . فالنجوم الرائعة التي نراها بالسماء تضيء نقاب الكون المترامي خلفها عشرات البلايين من المجرات التي تتواري خلف أطراف مجرتنا طريق اللبانة Milky Way والتي تضم وحدها أكثر من 100 بليون نجم . والكون المترامي فراغ واسع ومفتوح يضم كل شيء صغيرا كان أم كبيرا . والمادة فيه تتكون من ذرات تتكون من الكترونات وهي من جسيمات اللبتونات leptons تدور بالذرة حول النواة التي تتكون من بروتونات ونترونات التي تتكون بدورها من جسيمات الكواركات quarks وكان علماء الفلك بالمرصد الياباني سوبارو في هاواي عام 1998 تمكنوا من الكشف عن أسرار هذا الكون اللامحدود بالنظر إلى منطقة في هذا الكون تظهر فيه المجرات مثل جواهر متناثرة من خلال نظرة بشرية إلى اقصى حافة ممكنة بالكون الذي نعرفه، وهو كون خرافي الابعاد. و بتوجيه العدسات بتلسكوبه العملاق نحو القطب الشمالي للمجرة الشمسية. يري منظر تقل فيه نسبيا أعداد النجوم والكواكب في المجرات المجاورة وتظهر صور المجرات الضخمة اهليليجية (بيضاوية )الشكل، و الصغيرة خافتة لونها أزرق قاتم، . كما تظهر صور اجسام سماوية حمراء لامعة عبارة عن نجوم ناشئة حديثا مليئة بالغبار الكوني وزوايا حواف الكون حيث لم يستطع الكشف علي المجرات الضعيفة الباهتةالبعيدة

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 الجاذبية الخارجية

العلماء يعرفون أن الكون مازال ينمو ويتمدد للخارج في كل اتجاه. والتمدد الكوني والانتفاخ الذي عليه قد يكون بسبب جاذبية كونية خارجية تمدده حسب اتجاهها وشدتها. .فانتفاخه ليس من ذاته . لأن الكون المفروض أنه يبرد ،ويقل في حجمه ليتقلص على ذاته . وهذه الجاذبية الخارجية التي تشد كوننا أكبر من الجاذبية داخله . وتؤثر عليه من عدة اتجاهات مضادة من جميع الإتجاهات لتحقق التوازن الوجودي بالفضاء والتناسق الداخلي ليصبح كوناً معلقاً يدور حول نفسه . لهذا فهو كروي الشكل وليس منبعجا كالكمثرى أو مخروطي الشكل ولو كانت الجاذبية من جانبين متضادين ، فيصبح أقل حجماً وأطول بفعل الشد الوتري . فينضغطً على ذاته . وقد اكتشف علماء فضاء أستراليون مجرات كونية جديدة، تبعد مسافة 10,800 مليون سنة ضوئية عن الأرض، وقد تم رصدها باستخدام تلسكوبات في شيلي وأستراليا. وفقا لسرعة الضوء بحوالي 9.5 تريليون كيلو مترا كل سنة ضوئية فوجدوا .إن الكون نشأ منذ نحو 13.7 بليون سنة. و المجرات الجديدة ستقدم معلومات حول الفترة التي كان فيها عمر الكون خُمس عمره الحالي.فلقد اكتشف العلماء 37 مجرة متوهجة من بينها مجرات زائفة . بينما يوجد آلاف من تلك المجرات لم تر حتي الآن .

 همسات الكون

العلماء يسمعون الصيحات الاولى لميلاد الكون . فيقول علماء فلك أن الكون لم يولد بانجار كبير ولكن ولادته كانت همسات تحولت لصيحة بسيطة . وكان العالم مارك ويتل من جامعة فيرجينيا الأمريكية قد حلل ما يسمى باشعاعات الميكروويف الخلفية الكونية الذي ولد بعد انفجار بيج بانج الكبير ، يعتبر علامة على بداية الكون، بعد نحو 400 ألف عام. وتشبه موجات هذا النوع من الاشعاع الموجات الصوتية التي تنطلق في الكون. فخلال ملايين الأعوام الأولى تغيرت موسيقى الكون من تآلف نغمي كبير لامع إلى لحن صغير معتم. لا تدركه الاذن . وعمر هذه الموجات الكونية إلى 30 ألف سنة ضوئية إلا أنها أقل من مستوى سماع البشر . وعندما تنتقل هذه الموجات إلى مناطق الطيف المسموع فإنه يمكن سماع صيحة مولد الكون. فخلال 400 ألف عام الأولى تبدو هذه الموجات كصيحة اضمحلت لتصبح مجرد همسة صغيرة. كصوت خاص للكون تغير من تآلف نغمي عال إلى تآلف نغمي واطئ. . فالكو ال ن عبارة عن آلة موسيقية سيئة للغاية".

 القوي الكبري

الكون به أربع قوي رئيسية هي الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوة النووية الشديدة والقوة النووية الضعيفة .فالجاذبية هي القوة المهيمنة على مستوى الكون كله . والقوة الكهرومغناطيسيةهي القوة التي تحافظ على استقرار الذرة من خلال تحديد مدارات الإلكترونات . والقوة النووية الشديدة هي المسؤولة عن ارتباط النيوترونات بالپروتونات في داخل نواة الذرة . والقوة الرابعة هي القوة النووية الضعيفة، و هي القوة التي تتحكم في تحلل الجسيمات الأولية داخل الذرة والمسؤولة عن نشاط الذرات الثقيلة ذات النشاط الاشعاعي كاليورانيوم ... وكانت هذه القوى الأربع تتحكم في الكون . وانفصلت قوة الجاذبية عن القوى الثلاث الأخرى عند درجة الحرارة 10+32 كالفن (تعادل ألف تريليون تريليون درجة حرارة شمسنا) حيث كانت المادة مكونة من حساء من الجسيمات البدائية الغير موجودة الآن

 توسع الكون

قال تعالى : ( و السماء بنيناها بأيدٍ و إنا لموسعون ) كان حجم الكون يتضاعف كل 10-35 ثانية وكان الكون يبرد ويتمدد في نفس الوقت . ففي الفترة من 10-35 من الثانية إلى 10-32 من الثانية تضخم الكون 10+50 مرة . و الآن معدل التضخم اصبح ضعيفاً نسبياً بمقدار 10+9 . ويرى علماء الفلك أن الكون بعد حدوث الضربة الكبرى بدأ بالتمدد و لا يزال يتمدد إلى الخارج . و ربما تكون أهم حقيقة قد أكتشفت حول أصولنا . أن البشر لم ولن يعيشوا ، وأن الأشياء الجزيئية الباردة والكواكب الأرضية لم توجد إذا لم يبدأ الكون في الإنفجار الكبير يتمدد ويبرد . فكل مكونات الكون من مجرات ونجوم وكواكب تعتمد علي التمدد الكوني.فمنذ حوالي 40 سنة أعلن العلماء نظرية توسع أو تمدد الكون وتبريده رغم أن هذه النظرية مازالت غامضة لدي البعض لآن الكون لايبدو له حافة أو مركز أو حدود خارجية .ولقد شبه تمدد الكون ببالونة تنفخ فتنتفخ لتزيد المسافات بين المجرات . فيقال أن هذا التمدد لا يمكن أن يستمر إلى مالا نهاية لأنه نتيجة الانفجار الأول . ولا يوجد دليل بأن الكون سيتمدد للأبد .فمعدل اتساع الكون اليوم أبطأ من المعدل الذي بدأ به . وسيظل هذا التمدد حتي يتباطيء في تمدده تدريجياً إلي أن تتساوى فيه القوة الدافعة إلى الخارج بسبب الانفجارالكوني ، بالقوة الدافعة إلى الداخل بسبب الجاذبية . ثم يبدأ بالتراجع في حركة تقهقرية عندها سيتجمع الكون وينطوي في جرم واحد . وينقلب على ذاته حتي يعود لسيرته الاولي و يقف . حسب نظرية الانسحاق الكبير (The Big crunch).و هذا مصداق لقوله تعالى : ( يوم نطوي السماء كطي السجل للكتب كما بدأنا أول خلق نعيده وعداً علينا إنا كنا فاعلي

 تسنين الكون

تلسكوب سيرتف (SIRTF) أطلق مؤخرا ليكون رابع مجموعة التلسكوبات العظمي التي أطلقتها للفضاء وكالة (ناسا) . وهي تلسكوبات هبل الشهير و "تشاندرا" الذي يغمل بواسطة الأشعة السينية و"كومبتون". الذ يعمل بأشعة جاما. وتلسكوب ستيرف سيعمل بالأشعة دون الحمراء لإصطياد أقدم وأبرد أجرام الكون المبكر وسيدرس جزيئات الكربون في الأغلفة الغبارية حول النجوم ليرسم خريطة للكواكب التي يحتمل أن تحمل الحياة . وسيدرس التاريخ المبكر للكون., من خلال إلتقاط طاقة الأشعة دون الحمراء (الحرارة) التي تصدرها النجوم، والمجرات والكواكب. ودراسة أشياء باردة وبعيدة مخفية وراء حجب من الغازات والغبار والتي لا يمكن التقاطها بواسطة التلكسوبات التي تلتقط الضوء المرئي. لهذا يعمل بواسطة الأشعة دون الحمراء حيث سيلقي نظرة على حقبة كان فيها تشكل النجوم أمرا يتكرر حدوثه أكثر مما هو حاليا .و سيستخدم علماء الفيزياء الفلكية البريطانيون المرصد في مسح السماء بحثا عن مجرات من الأشعة دون الحمراء الموجودة على بعد 10 بلايين سنة ضوئية. وسيلقي نظرة للوراء حيث سيري 90% من تاريخ الكون عندما كان تشكيل النجوم يتكرر حدوثه أكثر مما حاليا . وسيمكن علماء الفلك من تعقب تطور تشكيل النجوم منذ أزمنة مبكرة للغاية. ويعتقد علماء الفلك أن النجم الذي ليس له كتلة كافية لا يشع أبدا، و "يموت" قبل النجوم الأكبر كتلة بملايين السنين. وتمكنوا لأول مرة من معرفة مدى الحجم الذي ينبغي للنجم أن يكون عليه حتى يتجنب الفناء مبكرا. فبحساب كتلة أضعف أقدم النجوم إشراقا، يمكن للعلماء أن يحددوا الحد الأدنى للكتلة الضرورية لنجم ما حتى يبقى موجودا ولا يموت قبل أوانه. فمصير نجم ما تحدده كتلة السحابة الغازية التي تشكل منها ذلك النجم. فالجاذبية تسحب الغاز على شكل كرة أو نجم أولي، ومع ازدياد حجم النجم يصبح مركزه مرتفع الحرارة بشكل مخيف.فالنجوم الأولية الأكبر حجما تصبح بها الحرارة مرتفعة جدا بحيث يبدأ الهيدروجين بالاحتراق بالاندماج وبالتالي تبدأ بالإشعاع. وهذه النجوم قادرة على البقاء على هذه الحال لملايين السنين . أما النجم الأولي الأصغر فلا يتمكن من البقاء . لأن نواته تكتسب حرارة كافية لاحتراق الهيدروجين بالاندماج . فلا تتوهج وسرعان ما تتوقف عن التقلص. و قد تتحول إلى نجوم قزمة بنية أو كواكب عملاقة. والحد الأدنى لكتلة نجم ما ليبقى تساوي 8.3% من كتلة الشمس. وكتلة أقل يتحول إلى نجم قزمي بني أو لكواكب عملاق. والنجوم الكبيرة تذوي حرارتها بشكل أسرع لتتحول إلى نجم قزم أبيض. وهذه النجوم العملاقة البيضاء القزمة من بين أقدم نجوم الكون. من خلال هذا تمكن للعلماءمن إعادة تصحيح حسناتهم عن عمر الكون ونجومه.

 نظرية الأوتار

تقوم الفيزياء الحديثة علي النظرية النسبية العامة لإينشتين التي وضعت اطارا نظريا لفهم الكون علي نطاق أكبر سواء النجوم والمجرات وعناقيدها وفيما وراء تمدد الكون كما قانت علي نظرية ميكانيكا الكم التي وضعت اطارا نظريا لفهم الكون علي ستوي اصغر كالجزيئات والذرات والجسيمات دون الذرية كالإلكترونات والكواركات . والنظريتان كانتا سببا في تقدم الفيزياء خلال الأعوام المائة الأخيرة وشرحهما لتمدد السماوات والتكوين الأساسي للمادة. ففي عمق مركز الثقب الأسود ، فإن كتلة هائلة تتقلص لحجم ضئيل جدا . ففي لحظة الإنفجار الكبير فقد نشا الكون من كتلة مجهرية صلبة كان حجمها كحبة رمل تحولت بقدرة قادر إلي كتلة هائلة . والعالم الفيزيائي الأميركي بريان جرين Brian Greene في كتابه الكوكب الأنيق The Elegant Universe,قد حصل على جائزة آفينتيس للكتب العلمية عن كتابه هذا عن (الكون الأنيق) الذي يشرح فيه بأسلوب بسيط نظرية معقدة عن أصل الكون وكيفية عمله بأسلوب سلس وبسيط . حيث يتناول الكتاب نظرية من أكثر النظريات تعقيدا وهي نظرية الأوتار (الخيوط ) الفائقة التي تقول إن كل الأحداث المدهشة التي تحدث في الكون هي انعكاس لمبدأ فيزيائي واحد ومظاهر لكينونة واحدة وهي أوتار من الطاقة متناهية في الصغر، يبلغ حجمها واحد في المليار من المليار من حجم الذرة. فالكتاب يفسر ببساطة نظرية الأشياء. فمن كان يظن أن الكون مصنوع من خيوط دقيقة متناهية ؟ . فالكون في ومضات زمنية قصيرة جداً (نحو واحد على عشرة ملايين الترليونات، الترليونات، الترليونات من الثانية) ومسافة فضائية قصيرة جداً (نحو واحد من بليون ترليون ترليون من السنتيمتر) شملته اضطرابات ميكانيك الكم والفضاء والزمن إلى حد أن المفهوم التقليدي لليسار واليمين والخلف والأمام، والأعلى والأسفل والقبل والبعد يصبح لا معنى له . ويعتقد جرين ان العالم مشرف على ثورة كبرى، ستكشف النقاب عن الطبيعة الجوهرية للزمن والفضاء و تسفر عن نص لقانون طبيعي جديد سيُلزم العلماء على التخلي عن مفهوم الزمكان مقابل عالم مجرد من الفضاء والزمن. فنظرية الأوتار string theory ، تتنبأ بوجود عشرة أبعاد، أربعة منها هي أبعادنا الثلاثة المعروفة مضافاً إليها الزمن. و الستة الباقية خفية. وأضبف لها بعد آخر ليصبح عدد الأبعاد أحد عشر. فالأبعاد الأربعة التي بينها اينشتين وعرفها بالزمكان أي الأبعاد الثلاثة المكانية والبُعد الزمني، إضافة إلى ستة أبعاد جديدة لا نراها لأنها "منطوية على ذاتها . ولجأ العلماء إلي الرياضيات لإيجاد حل مفترض للتنسيق بين نظرية النسبية العامة General Theory of Relativity حول الجاذبية، ونظرية ميكانيكا الكم Quantum Mechanics التي تتعامل مع اجزاء الذرة ونسجهما معا .. فحسب تظرية النسبية العامة نجد أن الجاذبية تنبع من هندسة الفضاء والزمن اللذان يتحدان ويكونان الزمكان spacetime المتقوس الذي يجعل الأرض في محيطها حول الشمس ويدفع المجرات النائية بعيدا عن بعضها وتُعَتبر نظرية الأوتار الفائقةsuperstring theory استمرارًا لسائر النظريات التي سبقتْها لتوحيد قوى الطبيعة الأربع المعروفة في قوة واحدة . و تعتبر "الوتر أحادي البُعد" one-dimension string واللبنة الأساسية في تكوين مادة الكون . وبينت هذه النظرية أن محتويات الكون ليست جٌسيمات أولية Particles، بل خيوطا دقيقة جداً، ذات بُعد واحد أشبه بأشرطة مطاطية متناهية الدقة، تتذبذب إلى الأمام والوراء. تتكون منها الجسيمات الدقيقة التي تتكون منها الذرات. فطول الوترأصغر بمقدار مائة بليون بليون مرة من نواة الذرة . فقياسه مستحيل حاليا. فالنظرية الوترية تبين أن بناء هذا الكون قائم على سلسة من الأوتار البالغة الصغر والتي تتراكم على بعضها لتكون كتلا من المساحة والزمن . فكل أشكال المادة بدءا من أجسادنا وانتهاء بالنجوم البعيدة تتكون كلها من أوتار.

 الطاقة المجهولة

أكد العلماء أن هناك طاقة مجهولة" تدفع بالكون إلى التمدد إلى ما لانهاية وبمعدلات متسارعة للغاية. وهذه القوى مجهولة يالكون وتقاوم الجاذبية وتقذف بمجرات الكون بعيداً في الكون الفسيح وبوتيرة متسارعة وثابتة وهذه الطاقة المجهولة بعد تأكيد وجودها، ستكشف عن ولادة وتطور الكون. واكتشاف هذه الطاقة قلص عمر الكون إلي 13.7 مليار سنة بدلا من التقديرات السابقة إلى تراوحت بين 15 مليار سنة. ومن خلال تحليلات أشعة المايكروويف للغبار الكوني التي تمت عبر تليسكوب Wilkinson Microwave Anistropy Probe قد حددت عمر ومكونات الكون فوجد أن الطاقة المجهولة تشكل 73 % من مادة الكون وأخيرا .. ماذا كان يوجد قبل بداية الكون؟, أو ما هو الحيِّز الذي وُلِدَ فيه الكون؟. كيف أن الزمان والمكان لهما بداية، وهما لم يوجدا قبل وجود المادة؟ . فمن خلال مفهومنا الحديث عن الكون نجد أنه قائم على مبادئ رياضية . لأن الرياضيات وسيلة منطقية لوصف الأشياء لأنها تحقق التفسير المنطقي لكل شيء. فقد تُطرَح مفاهيم جديدة للزمان والمكان والمادة . وقد تُطرَح نظريات جديدة حول أصول الكون؛ فالبحث عن المعرفة الكاملة حلمٌ راود الإنسان منذ آلاف السنين لسبر أغوار المطلق والتعرف علي شكل الحقيقة. فإذا كان العلم قادرًا على تفسير بعض جوانب الطبيعة والكون، فهل سيستطيع تفسير كلِّ شيء ؟ . طبعا :لا ، فمعظم الحقائق ضائعة في ضباب الزمن الكوني.

مصدر: مقال بمجلة العلم لأحمد محمد عوف