نظرية الانفجار العظيم هي التفسير السائد عن نشأة الكون، تتحدث عن بداية الكون كجزء صغير جدا إلى أن تضخم خلال 13.8 مليون سنة واصبح على ماهو عليه اليوم.

لأن الأدوات الحالية لا تسمح لعلماء الفلك أن ينظروا لبداية الكون، الكثير من مانفهمه عن نظرية الانفجار العظيم يأتي من نظريات ونماذج رياضية. علماء الفلك يستطيعون رؤية صدى الانفجار من خلال ظاهرة تعرف باسم إشعاع الخلفية الكونية الميكروي.

عبارة “الانفجار العظيم” كانت معروفة لدى علماء الفيزياء الفلكية على مدى عقود، لكنها اصبحت سائدة في 2007 عندما تم عرض برنامج تلفزيوني بنفس الاسم على قناة CBS. البرنامج يتحدث عن حياة العديد من الباحثين من ضمنهم علماء الفيزياء الفلكية.

الثانية الأولى، وولادة الضوء

في الثانية الاولى بعد بداية الكون، درجة الحرارة المحيطة كانت 10 بلايين درجة فهرنهايت (5.5 بليون سيلسيوس) وفقا لناسا. الكون احتوى على مجموعة واسعة من الجسيمات الأساسية مثل النيترونات والإلكترونات والبروتونات.

كان من المستحيل النظر إلى هذه المساحة الشاسعة بما فيها ، لأنه لم يكن بإمكان الضوء أن يدخل فيها. كان من الممكن أن تسبب الإلكترونات الحرة الضوء (الفوتونات) لتشتيت ضوء الشمس من قطرات الماء في السحب كما اوضحت ناسا. ومع ذلك، خلال مرور الوقت اجتمعت الإلكترونات الحرة مع الأنوية وخلقت الذرات المحايدة. هذا سمح للضوء أن يسطع خلال تقريبا 280000 سنة بعد الانفجار العظيم.

هذا الضوء المبكر يسمى احيانا بشفق الانفجار العظيم – المعروف بإشعاع الخلفية الكونية الميكروي – تم التنبؤ به اولًا من قبل رالف الفير وغيره من العلماء عام 1948 لكن تم العثور عليه بالصدفة بعد حوالي 20 عاما.

  آرنو بينزياس وروبرت ويلسون من مختبرات بل في موري هيل، نيو جيرسي، كانوا يقومون ببناء جهاز استقبال في 1965 وكان يقوم بالتقاط درجات حرارة غير متوقعة وفقا لناسا. في البداية اعتقدوا أن الغريب في ذلك كان بسبب وجود الحمام وفضلاتها، لكن حتى بعد تنظيف الفضلات وقتل الحمام الذي حاول المكوث في الهوائي، استمر الوضع الغريب.

في الوقت نفسه، فريق من جامعة برينستون بقيادة روبرت ديك كان يحاول العثور على دليل على اشعاع الخلفية الكوني الميكروي لكن أدركوا أن بينزياس وويلسون قد عثروا عليه. و تم نشره في مجلة الفيزياء الفلكية عام 1965.

تحديد عمر الكون

تم ملاحظة إشعاع الخلفية الكونية الميكروي خلال العديد من الرحلات. واحدة من اشهر هذه الرحلات الفضائية هي رحلة ناسا لإكتشاف إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، التي وضعت خريطة للسماء في 1990.

العديد من الرحلات تبعت خطى رحلة إشعاع الخلفية الكونية الميكروي مثل تجربة بوميرانج، مسبار ويلكينسون لتباين الأشعة الكونية ومركبة بلانك الفضائية.

ملاحظات بلانك التي صدرت في عام 2013، اوضحت بتفاصيل غير مسبوقة، وكشفت أن الكون اكبر من الاعتقادات السابقة 13.82 بليون بدلا من 13.7.

  الخرائط تؤدي إلى الغاز جديدة، لماذا نصف الكرة الجنوبي يبدو اكثر احمرارا ودفئا من نصف الكرة الشمالي؟ نظرية الانفجار تقول أن الخلفية المكروية الكونية ستكون في الغالب نفسها، بغض النظر عن المكان الي تنظر منه.

اختبار الخلفية الميكروية الكونية يعطي مفاتيح حول تكوين الكون. يعتقد الباحثون أن معظم الكون يتكون من مواد وطاقة لايمكن الإحساس بهما بالادوات التقليدية، مما يؤدي إلى طاقة ومادة مظلمة. 5٪ من الكون يتكون من مواد مثل الكواكب، النجوم والمجرات.

الخلاف حول الموجات الثقالية

بينما يرى علماء الفلك بدايات الكون، كانوا يبحثون عن دليل حول تضخمه السريع. النظرية تقول أن الثانية الاولى بعد ولادة الكون تضخم كوننا بسرعة اسرع من سرعة الضوء وهذا بالمناسبة لا يتعارض مع اقصى حد للسرعة لآينشتاين حينما قال أن الضوء هو اقصى شيء يمكن أن يسافر عبر الكون. هذا لا ينطبق على تضخم الكون نفسه.

في عام 2014، علماء الفلك قالوا انهم وجدوا دليل في الخلفية الميكروية الكونية بشأن انماط مستقطبة للضوء حينما توسع الكون وخلق الموجات الثقالية. رصد الفريق الدليل باستخدام تلسكوب في القطب الجنوبي يدعى “BICEP2“

“نحن واثقون بأن الإشارة التي نراها حقيقية وهي في السماء” هذا ماقاله الباحث الرئيسي كون كوفاش لـ space.com من مركز هارفارد سميثونيان للفيزياء الفلكية في 2014.

بحلول يونيو قال نفس الفريق أن النتائج التي تم الحصول عليها يمكن أن يتم التعديل عليها لان الغبار الكوني كان يشتت رؤيتهم.

“الفكرة الاساسية لن تتغير؛ لدينا ثقة عالية في نتائجنا” هذا ما أوضحه كوفاش في مؤتمر صحفي لمجلة نيويورك تايمز واضاف “المعلومات الجديدة من بلانك جعلتها تبدو وكأن التوقعات البلانكية المسبقة للغبار منخفضة”

نشرت النتائج من بلانك مسبقا في الانترنت في سبتمبر. بحلول يناير 2015، اكد الباحثون من كلا الفريقين أن غالب اشارة تصوير استقطاب خارج المجرة كان غبار كوني، هذا ماقالته صحيفة نيويورك تايمز.

تضخم اسرع، أكوان متعددة ورسم البداية

الكون لا يتضخم فقط بل يسرع عند تضخمه. هذا يعني انه مع الوقت لا احد سيكون قادر على رؤية المجرات الاخرى من الارض، أو معاينة ماهو داخل مجرتنا.

“سوف نرى مجرات بعيدة تتحرك بعيدًا عنا، لكن سرعتها تزداد مع مرور الوقت” هذا ماقاله عالم الفلك آفي لوف من جامعة هارفارد في مقال على Space.com صدر في مارس 2014

“اذا انتظرت بما فيه الكفاية، في نهاية المطاف بُعد المجرة سيصل لسرعة الضوء. هذا يعني أن حتى سرعة الضوء لن تكون قادرة على سد الفجوة بيننا وبين المجرة. لن يكون هناك وسيلة للكائنات الفضائية للتواصل معنا، أو ارسال اي إشارات تصل إلينا، عندما تتحرك مجرتهم بسرعة اكبر من سرعة الضوء بالنسبة لنا ”

كما يشير بعض علماء الفيزياء أن الكون الذي نتعامل معه هو واحد من العديد من الاكوان. في نموذج الأكوان المتعددة، الأكوان المتعددة تتعايش مع بعضها كفقاعات ملقاة جنبا إلى جنب. النظرية تشير إلى أن اول دفع من التضخم، نمت أجزاء مختلفة من الزمكان بمعدلات مختلفة. كان بإمكان هذا أن يخلق أقسام مختلفة – أكوان مختلفة – مع قوانين فيزيائية مختلفة.

خلال مؤتمر صحفي في مارس 2014 بشأن اكتشاف موجات الجاذبية قال آلن غوث، عالم فيزياء نظرية في معهد ماساتشوستش للتكنولوجيا “من الصعب بناء نموذج لنظرية التضخم بدون أن لايؤدي إلى الاكوان المتعددة” . (غوث لا يستنهج هذه الدراسة)

“إنها ليست مستحيلة، لكن أعتقد أن مازال هناك بحوث يجب القيام بها. لكن معظم نماذج التضخم تؤدي إلى أكوان متعددة، والدليل على التضخم سيدفعنا إلى اتخاذ فكرة الاكوان المتعددة على محمل الجد”

في حين بإمكاننا فهم كيف اصبح الكون الذي نراه، فمن الممكن أن الانفجار الكبير لم يكن أول تضخم حصل للكون. بعض العلماء يعتقدون أننا نعيش في كون يسير في دورات من التضخم والانكماش، وأننا نعيش في واحدة من هذه المراحل.

المصدر /

http://www.space.com/25126-big-bang-theory.html