توسع الكون هوالاسم الذي يطلق على سرعة تباعد المجرات عن بعضها البعض وعن درب التبانة، اكتشفت هذه الظاهرة عام 1998 م من قبل مجموعتي درس دوليتين. منذ آلاف السنين حاول فهماء الفلك الإجابة على سؤال أساسي حول عمر وحجم الكون. هل الكون لانهائي، أوهل يملك الكون حواف في مكان ما؟, وهل هي موجودة دائماً,أوهل بدأت بالظهور منذ بعض الوقت؟. في عام 1929، "إدوين هبل" العالم الفلكي في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، اكتشف اكتشافاً مذهلاً سرعان ما أدى إلى إيجاد الإجابات الفهمية لهذه الأسئلة: لقد اكتشف حتى الكون يتمدد ويتسع .هذا التمدد لا يعني أننا يجب حتى نرى بقية المجرات تتحرك مبتعدةً عنا فقط، ولكن أيضاً المراقب الموجود في مجرة أخرى عليه حتى يلاحظ الشيء نفسه.

"في كون متوسع واحد، جميع ملاحظ يرى نفسه في منتصف التضخم، وجميع الأمور حوله تتحرك مبتعدةً عنه".هذه العبارة تشكل الأساس للنظرية الحالية عن بنية وتاريخ الكون. تسمى دراسة بنية الكون فهم الكونيات cosmology، والنظرية التي هيمنت على الكوزمولوجيا منذ اكتشاف "هبل" سميت بعدة أسماء، ولكن أكثرها انتشاراً يعهد بالانفجار العظيم big bang model (وهوالنموذج الذي أسس لنشأة فهم الفلك).

الملخص

إن توسع أوانكماش الكون يعتمد على طبيعته وتاريخه.ومع كمية مناسبة من المادة، يمكن حتى يتحول التمدد إلى تقلص وانهيار وبما حتى الكون يتمدد والمجرات تتباعد عن بعضها, فإن متوسط الكثافة الكونية يتناقص، ونستطيع من معدل سرعة التوسع الحالية، حتى نستنتج حتى الكثافة كانت هائلة منذ ثلاثة عشرة إلى خمسة عشر مليار عام، وتبين المشاهدة حتى المجرات كانت متقاربة.

التوسع الكوني في الأديان والخط المقدسة

في الإسلام والقرآن

يعتقد المسلمون حتى القرآن قد أشار إلى توسع السماء في الآية القرآنية القائلة: "والسماء بنيناها بأيدٍ وإنا لموسعون". وأيضا في الآية القرآنية القائلة " يوم نطوي السماء كطي السجل للخط كما بدأنا أول خلق نعيده وعدا علينا إنا كنا فاعلين " اذا تدبرنا في الاية نفهم منها حتى الكون في اتساع ثم سيأتي الوقت الذي يعود الكون فيه للحالة الاولي .

تاريخ الكون

في الوقت الذي كانت فيه الكثافة مساوية لثابت بلانك (Planck constant)كان الكون مؤلفاً من مزيج حار من الجسيمات البدائية، والتي كانت تمتلك طاقة عالية جداً.جميع الجسيمات الأولية مثل الكوارك والهايدرونات والإلكترونات والفوتونات كانت ضمن المزيج.وفي الواقع هذه الجسيمات تتحد في الغالب لتكوين وحدات أكبر كالذرات. ولكن في درجات حرارة عالية جداً تظل هذه الجسيمات منفصلة في حالة بلازما. ومع الانفجار العظيم وبدء انتفاخ الكون الناشئ تقلصت كثافة وحرارة المزيج، وبعد جزء صغير من الثانية اتحدت الكواركات مع بعضها مكونة البروتونات والنيوترونات في عملية تسمى baryogenesis (تخليق باريوني).بعد مضي دقائق قليلة اتحدت البروتونات والنيوترونات لتشكل أنوية الذرية في عملية تخليق نووي تسمى بالإنجليزية nucleosynthesis .وبعد مرور مئات الآلاف من السنين إتحدت هذه البروتونات والنيوترونات مع الإلكترونات معضلة الذرة.بعملية تسمى recombination (إعادة التشكيل).وبعد ذلك تجمعت المادة بعمل الجاذبية مع بعضها معضلة المجرات والنجوم والأجرام السماوية...

خصائص الكون المتوسع

يقول البروفيسور "إدنگتون":

إن فرضية الكون المتوسع لها ثلاثة حالات ممكنة، وكل حالة تضعنا أمام تصور مختلف لنهاية الكون. هذه الحالات هي الكون المفتوح (Open universe) والكون المسطح (Flat universe) والكون المغلق (Closed universe). إذا كان الكون مفتوحاً، فسوف يستمر في التوسع إلى اللانهاية، أما إذا كان مسطحاً، فإنه أيضاً يفترض أن يتوسع إلى اللانهاية ولكن معدل التوسع يفترض أن ينعدم بعد زمن معين.أما الكون المغلق فإنه يفترض أن يتوقف عن التوسع بعد زمن معين ويبدأ بالانكماش والانهيار على نفسه.وفي الحالات الثلاث فإن معدل التوسع يفترض أن يتباطأ، والقوة التي تسبب هذا التباطؤ هي قوة الجاذبية. ولفهم هذه الحالات الثلاث يمكن حتى نفترض حتى سفينة فضائية ترغب الانطلاق من على سطح الأرض.إذا كانت السفينة لا تمتلك السرعة الكافية التي تمكنهامن تجاوز الجاذبية الأرضية فإنها في النهاية يفترض أن تسقط وتتحطم.وهذا مشابه لحالة الكون المغلق.أما إذا أُعطيت السفينة السرعة الكافية فقط لتجاوز الجاذبية الأرضية, فإنها يفترض أن تصل إلى مدار تدور فيه حول الأرض من دون السقوط عليها ،وهذا هوالكون المسطح .وفي حال أعطيت السفينة أكثر من الطاقة اللازمة لتجاوز الجاذبية الأرضية ,فإنها بعد خروجها من المجال الجوي يفترض أن تمتلك دائماً سرعة زائدة بحيث تستمر في المسير وربما غادرت المجموعة الشمسية بأكملها إلى مالا نهاية (وذلك لعدم وجود أية قوى مبددة لسرعتها) .

نهاية الكون

إن ملاحظات "هبل" حول توسع الكون تقترح وبشكل أكثر عمومية حتى الكون يتغير مع الزمن.وكما في أغلب العناصر، فإننا نعهد عن ماضيها أكثر من معهدتنا بمستقبلها، ولكن إذا افترضنا حتى النظريات الفيزيائية الحالية سليمة عندها يفترض أن نتمكن من تسقط الكثير من الأمور حول مستقبل كوننا. هل الكون يفترض أن يظل موجوداً دائماً أم أنه يفترض أن ينتهي يوماً ما كما بدأ،يا ترى؟ ومن ناحية أُخرى، هل يفترض أن يستمر توسع الكون إلى الأبد،يا ترى؟ إذا استمر الكون في الإتساع فإنه من المحتمل حتى يبقى موجوداً إلى ما لا نهاية. وفي اللقاء، إذا توقف التوسع يوماً، فإن الكون يفترض أن يتقلص وينهار حتى يصل مرة أُخرى إلى كثافة پلانك Planck density وبعد ذلك لا نملك أي فكرة عما سيحدث.

نحن نفهم من النسبية العامة حتى معدل توسع الكون يتباطأ بتأثير الجاذبية المتبادلة لجميع الأجسام بداخله.وأن استمرار التوسع إلى الأبد يعتمد على وجود كمية مادة كافية لتعكسه. إذا كانت كثافة المادة داخل الكون أقل من القيمة العاكسة فإن الكون يفترض أن يستمر في التوسع، لكن من الناحية اللقاءة، إذا كانت الكثافة أعلى من القيمة العاكسة، فإن قوة سحب الجاذبية يفترض أن تصبح في النهاية كافية لتوقف التوسع ثم يعود الكون لينهار على نفسه ويتقلص.

إذا استمر الكون في التوسع, فإن مجموعات وعناقيد المجرات يفترض أن تتباعد عن بعضها البعض. وفي النهاية جميع مجرة يفترض أن تكون وحيدةً في الفضاء الفارغ، ولكنها لن تظل على ذلك، حيث تتباعد النجوم عي الأخرى عن بعضها. يفترض أن تحرق النجوم وقودها وتنطفئ، تاركةً وراءها حجارة شديدة البرودة. هذه العملية يفترض أن تستغرق زمناً لايمكن تصوره ولكنها يفترض أن تحدث في النهاية. وعندها لن يبقى في الكون سوى مجموعة من العناصر الابتدائية الغير مستقرة.إن طاقة الكون يفترض أن تتوزع بشكل غير متساوي ضمن حرارة شديدة الانخفاض ,ومع استمرار توسع الكون فإن هذه الحرارة يفترض أن تنخفض وسوف يصبح الكون أكثر خُلوُّاً وبرودة. هذا السيناريويسمى أحياناً "heat death of the universe " (الموت الحراري للكون). من ناحية أخرى، إذا امتلك الكون الكثافة الكافية للقيمة العاكسة، فإن المجرات في النهاية يفترض أن تتحرك باتجاه بعضها البعض. وعندما تصبح قريبة إلى حدٍّ كبير فإن جميع المجرات والنجوم يفترض أن تنهار على بعضها البعض، حتى الوصول إلى نقطةقد يكون عندها الكون تعبير عن المفردة من لاشيء عدا الكثافة والحرارة الكبيرتين. وعندها تتوقف جميع النظريات الفيزيائية الحالية، ولا نستطيع التنبؤ بما يفترض أن يحدث بعد ذلك.

انظر أيضا

• انفجار عظيم
• سرعة الضوء
• مجموعات وعناقيد المجرات
• خط زمني للانفجار العظيم

المراجع

المصادر

• ويكيبيديا

وصلات خارجية

• نظرية جديدة لنشأة الكون-BBC arabic
• توسع الكون -ملتقى الفيزيائيين العرب