نشأه الكون(())الله اعلم(())

نظرية نشأة الكون أو ما يسمى نظرية الضربة الكبرى ( الإنفجار العظيم ) هي نظرية تبحث في البدايات الأولى للكون وما حدث له منذ ذلك الحين وحتى يومنا هذا وأول من سماها بهذا الاسم الإنفجار العظيم هو العالم الكبير عالم الكونيات البريطاني هويل

كيف بدأ الكون فعلاً ؟ سيقول معظم علماء الفلك : بدأ الكون بانفجار عملاق , نادى الضّربة الكبيرة . حصلت نظريّة الانفجار الأكبر على بدايتها المبكّرة مع الملاحظة بنتوء إدوين الذي أظهر أن الكون يكبر .وإذا تخيّلت تاريخ الكون كفيلم قديم , ماذا يحدث عندما تظهر الفيلم بالعكس ؟ ستتحرّك كلّ المجرّات أقرب و أقرب معًا , حتّى في النّهاية يُسْحَقُونَ جميعًا معًا في واحد ضخم لكن دائرة صغيرة . وهذا أدّى إلى مفهوم الضّربة الكبيرة ولننظر ماذا حدث في ذلك الزمان السحيق ففي مابين المدة من10 إلى 20 بليون سنة حدثت الضربة الكبرى وبدت معرفة العلماء لتلك الضربة في حوالي الجزء 10-43 من الثانية وحيث كان قطر الكون ككل 10-33 جزء من سنتيمتر وهو حجم صغير جداً غير قابل للتصور وهو أصغر من نواة الذرة بمليارات المليارات من المرات وللمقارنة فإن قطر النواة يبلغ 10-13 سنتيمتر، وكانت القوى الأربع تتحكم فيه وتصف نظرية الوتر الفائق القوة المهيمنة إذ ذاك بالجاذبية الكمومية وكان الكون في ذلك الوقت يمكن وضعه في بروتون واحد وانفصلت قوة الجاذبية عن القوى الثلاث الأخرى لنظرية التوحيد عند درجة الحرارة 10+32 كالفن وذلك يساوي ألف تريليون تريليون درجة الحرارة المكتشفة لشمسنا وهي تعتبر جدار الحرارة أو حدود الحرارة القصوى بحيث تنهار فيما وراءها القوانين الفيزيائية التي نتحدث عنها والتي يصعب للفكر الإنساني تصوره وكانت طاقة الكون المتولدة بناء على هذه الحرارة هائلة جداً وكانت المادة مكونة من شورباء من القسيمات البدائية الغير موجودة الآن وهي أجداد الكاركز البعيدة وكانت هذه القسيمات تتفاعل فيما بينها بشكل مستمر ودائم وكان حجم الكون يتضاعف كل 10-35 ثانية وكان الكون يبرد ويتمدد في نفس الوقت ويمكن أن تكون هذه الحقبة الأكثر جنوناً في تاريخ فضائنا الكوني ، تتوالى فيه الأحداث بإيقاع مذهل لدرجة أن ما حصل في مليارات الأجزاء من الثانية الأولى أكثر مما حصل في مليارات السنوات التالية بحيث إن ما ندركه الآن على شكل ومضة ضوء تساوي في هذا العالم المولود مليارات السنوات لأن الكثافة المتطرفة للحوادث تستتبع تحريفاً في المدة يطلق عليها علماء الفيزياء الحقبة التضخمية ففي الفترة الممتدة من 10-35 من الثانية إلى 10-32 من الثانية تضخم الكون 10+50 مرة .فمن حجم أقل من نواة الذرة إلى حجم ليمونة قطرها عشرة سنتيمترات وهذا التوسع الهائل أكبر من التوسع الذي حصل من حينها إلى الآن فمعدل التضخم الآن صار ضعيفاً نسبياً أي بمقدار 10+9 وبطريقة أخرى نقول إنه فارق الحجم الموجود بين القسيم أو الجزء الأولي وبين الليمونة هو أكبر نسبياً من الفارق بين الليمونة وبين حجم الكون الآن ، ويتوالى توسع الكون وبرودته ويحصل شيء مهم في الفترة ما بين 10-11 من الثانية و 10-15 من الثانية إذ تترابط الكاركز من النيترون والبروتون ومعظم القسيمات المضادة التي وجدت حتى ذلك الحين تختفي لتترك المجال للبارتيكولز particules _ اصغر الأجزاء المعروفة للمادة إلى الآن ؛ وبدت _ نظرية التوحيد الكبرى _ بالتفكك وتمايزت القوى الأربع خلال فترة البرودة هذه .

والقوى الاربع هي : الأولى القوة النووية الشديدة. و الثانية القوة النووية الضعيفة . والقوة الثالثة هي القوة الكهرومغناطيسية . والقوة الرابعة قوة الجاذبية

وعندما كانت درجة الحرارة 10+15 كالفن بعد 10-9 ثانية من لحظة الخلق فصمت عرى القوى وتمايزت وصارت كقوة منفصلة عن الأخرى بعد أن كانت قوة واحدة عند نقطة البداية وكان الكون بمثابة وسط من الكواركات واللبتونات والفوتونات

وبعد ذلك ومع استمرار تبرد الكون اتحدت الكواركات لتكوين البروتونات والنيوترونات وتكاتثفت حقول يانغ ميلز في هيئة مادة مهمتها ربط الهادرونات بالكواركات وأخيراً تجمعت الكواركات السابحة في هذا المحيط الكوني في هيئة بروتونات ونيوترونات انضمت لبعضها البعض لتشكيل نوى الذرات فيما بعد ، وكان حجم الكون ألف ضعف حجمه السابق عندما كانت المادة والطاقة مركزتين في نقطة اصغر من قطعة نقود صغيرة وعند ذلك صارت جميع الطاقة يمكن قياسها تملأ حجماً بنحو حجم المجموعة الشمسية ، وذلك في 10-4 جزء من الثانية وتوقف أثر البرودة فناء الكوركات وبدت بالأتحاد مكونة البروتونات والنيترونات بعد أن كانت قبل ذلك تفني بعضها البعض في الجزء10-6 من الثانية ، وخلال عشرة اجزاء الثانية الأولى انتجت البارتيكولز particules في مساحة فضاء بدأ بالانتظام

عندما كان الزمن ثانية واحدة فقط ، كانت درجة حرارة الكون أكثر من 10 بليون درجة، 1000 مرة أحرّ من مركز الشمس في درجة الحرارة تلك الفروق بين الأنواع المختلفة من الاوضاع والطاقة ما كانت مؤكّدة مثل ما هي تحت الشروط الحالية ولكن مثل هذه الدرجات العالية من الحرارة يتم الوصول إليها في انفجارات القنابل النيتروجينية وفي هذه المرحلة لابد أن يكون الكون في معظمه محتوياً على فوتونات وإلكترونات ونيوترينوات ( وهي جمع نيوترينو neutrino أي جسيمات خفيفة للغاية لاتتأثر إلا بالقوة النووية الضعيفة ) والجزيئات الذرّية الفرعية مثل النيوترون والبروتونات تغيّرا بشكل ثابت ذهابا وإيابا إلى أحدهما الآخر، "طبخ" الإلكترونات الوفيرة والنشيطة بالتفاعلات,وكذلك جزيئات محايدة. النيوترون أثقل قليلا من البروتونات، على أية حال؛ كلما قلت الحرارة، أغلب الوضع استقر إلى الشكل الأكثر استقرارا للبروتونات كنتيجة، و عندما هبطت درجة الحرارة إلى أقل من 10 بليون درجة ، كان هناك بروتونات حوالي سبعة أضعاف النيترونات وعندما كان الزمن بضعة دقائق وفي درجة حرارة حوالي البليون درجة، بردت البروتونات والنيوترون بما فيه الكفاية . ووجد كلّ نيوترون شريك بروتون وشكلا زوجاً يدعى بالدوتيريوم ، deuterom تباعا وتجمعا لتكوين نوى الهليوم، الذي يحتوي بروتونين ونيوترونين. إضافة كميات صغيرة من عنصرين أكثر ثقلاً هما الليثيوم والبريليوم كثافة الكون كانت واطئة جدا مما أدى للسماح بالإنشطار الآخر لتشكيل عناصر أثقل في الوقت المناسب؛ ولذلك، تقريبا كلّ النيوترون دمج إلى الهليوم.ولذلك، يتوقّع نموذج الضربة الكبرى بأنّ حوالي ربع واحد من كتلة المسألة الطبيعية للكون يصنع من الهليوم والثلاثة أرباع الأخرى للهيدروجين. ويقبل هذا التنبؤ البسيط الجيد بالملاحظات. لأن الهيدروجين الوقود الرئيسي للنجوم في الكون، وسيطرته السبب الأساسي لضوء النجوم وضياء الشمس وكان الزمن في 100 ثانية من الضربة الأولى ودرجة الحرارة بليون درجة وهي درجة الحرارة في داخل أكثر النجوم سخونة وأول من قدم هذه الصورة لمرحلة مبكرة وحارة من الكون هو العالم جورج غاموف George Gamwo في مقال شهير كتبه سنة 1948م مع احد تلامذته هو رالف آلفر RAlf Alpher وكان اقنع العالم النووي هانزبيث Hans Bethe بإضافة اسمه إلى المقال ليكون المؤلفون (آلفر - بيث - غاموف ) أول ثلاثة حروف في ألف باء اليونانية ألفا - بيتا - غاما

ثم بعد ذلك اتحدت البروتونات والنيوترونات لتشكل نوى ذرية لعنصر الهيليوم والدوتريوم الموجودين اليوم كل ذلك حدث في الدقيقتين الأولتين من نشؤ الكون

وكان كل ذلك في الثلاث الدقائق الأولى من بداية الكون وحيث بدأ الكون الذي نعرفه بالتموضع تدريجياً ثم صارت الأمور تسير ببطء كبير وظل الكون غارقاً في الإشعاعات وفي بلازما من الغاز في زوبعة عشرات الملايين من السنين وبعد هذه الدقائق الثلاث اخذت النوى بالظهور ، وولدت الذرات الأولى بعد ثلاثمائة ألف سنة من اللحظة الأولى للخلق ، وانخفضت درجات الحرارة إلى 3000 كلفن مما سمح لذرات الهيدروجين بالظهور والبقاء دون أي تهديد بالانفصام أو الفناء نتيجة الأصطدامات المتبادلة ، والسبب الذي لم يجعل النوى الذرية بأن تمسك بالإلكترونات هو شدة الحرارة ولكن بعد برودة الكون ظهرت الذرات المتعادلة Neutral atoms بكثرة وكان الكون اصغر مما هو عليه الآن بكثير جداً وتجمعت الذرات المتعادلة مكونة غيوم غيوماً غازية تطورت بعد ذلك لتصبح نجوماً وغدا الكون شفافاً في النهاية في ذلك الوقت واصبح الضوء ينطلق لسنوات ضوئية دون مواجهة خطر الامتصاص ولم تكن الرؤية ممكنة قبل ذلك الوقت لأن الضوء كان يمتص مما يجعل رصده _ لو قدر أن رصد _ مستحيلاً وكان الفضاء شبيه بالضباب الكثيف

في حوالي المائة المليون سنة تظهر النجوم الأوائل في زوابع هائلة من الغبار وتنصهر داخلها ذرات الهيدروجين والهيليوم لتتولد منها العناصر الثقيلة بعد مليارات السنين

وعندما بلغ الكون خمس حجمه الحالي تشكلت المجرات الفتية Yourg galaxies من مجموعة من النجوم

وعندما بلغ الكون نصف حجمه الحالي انتجت التفاعلات النووية في النجوم كل العناصر الثقيلة التي تكونت منها الكواكب الأرضية

وعندما بلغ حجم الكون ثلثي حجمه الحالي تكونت منظومتنا الشمسية

الأدلة على حدوث الإنفجار توسع الكون

“أكبر خطأ في حياتي , كما سمّاه اينشتاين فيما بعد , هو الثّابت الكونيّ الذي اخترعه و يمثّل قوّة اشمئزاز افتراضيّة . عندما طوّر أينشتين نظريّة النّسبيّة العامّة في 1915 م , أدرك أن المعادلات الأصليّة تطلّبت ان يكون الكون غير ساكن , لكنّ بما أنّ اعتقاده أن الكون كان ثابتًا . لذا اخترع الثّابت الكونيّ لحفظ توازن القوّة الجاذبيّة , يسمح للمجرّات أن تبقى في المسافات المحدّدة لها . وكان لا أحد شك في أنّ الكون كان يكبر . لكنّ الإيمان أن الكون كان ثابتًا لا يكبر ولا ينكمش فيما يبدو قد احكمّ قبضته على عقول العالم في ذلك الوقت كعمل الفكرة بين اليونانيّين , قبل قرون , أنّ الكواكب يجب أن تنتقل بطرق دائريّة
لم يدرك أينشتين أن الثّابت الكونيّ كخطأ حتّى أظهر نتوء إدوين أن كلّ المجرّات تتراجع عن بعضهم البعض , أينشتاين نتيجة ربّما تنبّأ قد اعتقد معادلاته الأصليّة .. يستمرّ فيزيائيّون كثيرون أن يستخدموا الثّابت لأنه يسمح لحرّيّة أكثر في بناء نماذج العالم .

هوبل

ولد في20 نوفمبر/تشرين الثاني عام 1889 في مارشفيلد، ميسسوري، حضر كليّة في جامعة شيكاغو ودرس زمالة رودز في جامعة أكسفورد. وتغيير رأي قاده لمتابعة علم الفلك، وهو أكمل الدكتوراة في مرصد يركيس بشيكاغو في 1917. كان عنده عدّة مصالح أخرى، بينهم ملاكمة. مهنته العلمية بالخدمة في كلتا الحروب العالمية. إدوين هوبل يعتبر أحد الفلكيين الأوائل للعصر الحديث وفي 1929 أعلن هوبل نتائجه ولخّص هوبل نظام تصنيف للمجرات أيضا التي ما زالت قيد الإستعمال. إكتشافه الأعظم كان العلاقة الخطيّة بين مسافة مجرة والسرعة الذي تتحرّك بها . أي النسبة بين الاثنين المعروف بثابت هوبل .

ثابت هوبل، هو له التعبير الرياضي البسيط = v/r حيث أنّّ v هي سرعة المجرة وr مسافتها من الأرض. هو بعد معكوس من الوقت، لكي يعطي عمر الكون . الفائدة الأخرى لقيمة ثابت هوبل أنه سيسمح لنا بالتقرير سواء أكان الكون مفتوحاً أو مغلقاً
نسمّي النسبة التي يتوسّع الكون بها ثابت هوبل -وهذا الثابت يخبرنا كيف نعرف سرعة جسما يبتعد عنا، إذا أعطينا مسافته. وبواسطة هذا الثابت نستطيع أن نستنبط متى الوقت الذي كان فيه الجسمين اللذين يبتعدان الآن عن بعضهما البعض متى كانا ملتصقين أو منطبقين على بعضهما وهي نفس فكرة الضربة الكبرى إذا استطعنا معرفة سرعة ابتعاد الأجرام السماوية عن بعضها البعض والمسافة بينها عرفنا متى كانت منطبقة مع بعضها وهذا يودي إلى البداية الأولى

تغيير دوبلير تأثير متزايد أو متناقص صحيح بنفس طبقة الصوت بينما يتحرّك جسم نحو أو بعيدا عنك. إذا الجسم يبتعد،فإن الدرجة تقل ، وإذا اقترب نحوك، فإن الدرجة ترتفع. أعمال خفيفة نفس الطريق، ماعدا الضوء يحرّك إلى الألوان الأشدّ احمرارا عندما يكون الجسم يبتعد، وإلى الألوان الزرقاء عندما الجسم يسافر نحونا.

ضوء نجم قد يتحرّك على طول طيف اللون بتأثير دوبلير. مثال مشترك من تأثير دوبلير صفاّرة إنذار سيارة إطفاء تسقط بنفس طبقة الصوت عندما تمر علىالطريقّ. فإنّ الموجات الصوتية أمام المحرّك مضغوط، بينما الموجات الصوتية المتأخرة تطوّل ودرجة أوطأ. الضوء من انتقال جسم نحونا يتحرك نحو النهاية الزرقاء للطيف (أطوال موجة أقصر)، بينما عند ابتعاد الأجسام يحرّك ا لضوء نحو الأحمر. في 1916 فيستو سليفر لاحظ حوالي 50 مجرة قريبة، قام يقسّم ضوئها باستعمال موشور، ويسجّل النتائج على الفيلم. النتائج التي حصل عليها هو والفلكيون الآخرون من بعده لليوم. هو أنه لاحظ تقريبا أن كلّ جسم يمتد ضوئه إلى الألوان الأشدّ احمرارا، وهذا يشير إلى شيء جوهري هو أن كلّ شيء في الكون كان يبتعد عنا. بقيت نتائج سليفر لغزا حتى إدوين هوبل جاء في العشرينات بمنظار العالم آنذاك الأقوى، مؤخرا 100 منظار بوصة مكمل على الجبل ويلسون، قرب لوس أنجليس. استعمل القانون الطبيعي الذي ينص على أن كل جسم يصبح أضعف بينما تزيد مسافته ، وذلك عند قياس المسافات إلى مجرات سليفر.

لدرجة أكبر مؤخرا، قمر إن أي إس أي إس سي أو بي إي الصناعي المسمى المصهر كان قادر على إكتشاف المايكرويف الكوني eminating من المتناولات الخارجية للكون. هذه المايكرويف كانت موحّد جدا الذي صوّر homogenity للمراحل لمبكّرة للكون. على أية حال، إكتشف satillite أيضا بأنّ كما بدأ الكون بتبريد وما زال يتوسّع، بدأ تقلّبات صغيرة بإيجاد بسبب إختلافات درجة حرارة. حقّق هذه flucuatuations حسابات مسبّقة من التبريد المحتمل وتطوير الكون فقط كسور ثانية بعد خلقها. هذه التقلّبات في الكون زوّدت وصف أكثر تفصيلا من اللحظات الأولى بعد الضربة الكبرى.

تتواجد اربعة أسباب ممتازة للإعتقاد بنظريّة الانفجار الأكبر .

أوّلاً , وهو الأوضح , الكون يكبر ويتوسع ، والمجرات تتباعد بسرعة تتزايد كلما ابتعدت عن بعضها البعض وذلك بتحليل الضوء المنبعث منها ، مما يوحي بأنها كانت مجتمعة فيما مضى في مكان واحد في الفضاء داخل الغيمة الأصلية والتي يقدر عمرها 15 مليار سنة

في المرتبة الثّانية , النّظريّة تتنبّأ أن 25 في المئة من كتلة الكون الكلّيّة يجب أن تكون الهليوم الذي تشكّل أثناء الدقائق القليلة الأولى , الكمّيّة التي تتّفق مع الملاحظة .

الثالث , و الأكثر إقناعًا , وجود إشعاع الخلفيّة الكونيّ . تنبّأت نظريّة الانفجار الأكبر بإشعاع البقيّة هذا الذي يتوهّج في حرارة الآن فقط 3 درجات فوق الصّفر المطلق , جدًّا قبل أن يصادفه علماء فلك الرّاديو .وهذا الإشعاع ليس شيئاً آخر سوى نوع من أحفور ، صدى طيفي لسيول من الحرارة والضوء للحظات الكون الأولى

الرابع ؛ عمر النجوم حيث يدل قياس الأقدم منها على عمر يتراوح بين 12-15 مليار سنة وهو عمر متناسب مع تقدير عمر الكون وفي نيسان عام 1992 م عثر على غيوم قدر عمرها 15 مليار سنة وذلك بواسطة مستكشف الخلفية الكونية ( المصهر ) وفي 10 / يوليو /2002نشر تقرير في دورية متخصصة في أبحاث الفضاء ( نقلاً عن جريدة الشرق الأوسط العدد 13296 في 13 يوليو 2002) أن وكالة الفضاء الأوربية اكتشفت باستخدام أشعة إكس أن عمر الأرض 13,5 مليار سنة وليس 5 ملايين سنة كما هو معروف سابقاً وذلك بتحليل الضوء المنبعث من مجرة تسمى النجم الزائف QUASAR والتي بها ثقب أسود هائل ومنطقة ينبعث منها الضوء وقد تبين أنها تحتوي على نسبة من الحديد تؤكد أن عمرها الافتراضي 13,5 مليار سنة

الله اعلم