تسجيل الدخول

تسجيل

نظرية الانفجار العظيم

المؤلف:  علي مولا

المصدر:  موسوعة الفيزياء الكونية و العلوم الفضائية

الجزء والصفحة:  ص106

2025-05-06

1405

في علم الكون الفيزيائي، نظرية الانفجار العظيم أحد النظريات المطروحة في علم الكون و التي ترى بأن الكون قد نشأ من وضعية حارة شديدة الكثافة تقريبا قبل حوالي 13.7 مليار سنة. نشأت نظرية الإنفجار العظيم نتيجة لملاحظات الفريد هيل حول تباعد المجرات عن بعضها، مما يعني عندما يؤخذ بعين الإعتبار مع المبدأ الكوني أن الفضاء المتري يتمدد وفق نموذج فريدمان ليمايتري للنسبية العامة . Friedmann-Lemaître model هذه الملاحظات تشير إلى أن الكون بكل ما فيه من مادة وطاقة انبثق من حالة بدائية ذات كثافة و حرارة عاليتين شبيهة بالمتفردات الثقالية gravitational singularity التي تتنبأ بها النسبية العامة. ولهذا توصف تلك المرحلة بالحقبة المتفردة فإذا كان الكون يتمدد فما من شك أن حجمه في الماضي كان صغر من حجمه اليوم، و أن حجمه في المستقبل سيكون أكبر منهما و إذا تمكنا من حساب سرعة التمدد يمكننا التنبؤ بالزمن الذي احتاجه الكون حتى وصل إلى الحجم الراهن، وبالتالي يمكننا تقدير عمر الكون وهو 14 مليار سنة تقريباً. تتحدث نظرية الانفجار العظيم عن نشوء و أصل الكون إضافة لتركيب المادة الأولى primordial matter من خلال عملية الاصطناع النووي nucleosynthesis كما تتنبأ بها نظرية الفر-بيث غاموAlpher-Bethe-Gamow theory .

 قد تكون بداية التأكيد العملي لنظرية الانفجار العظيم قد بدأت مع رصد الفلكي الامريكي هابل للمجرات و محاولة تعيين بعد هذه المجرات عن الأرض مستخدم مفهوم لمعان النجوم الذي يتعلق بسطوع النجوم و بعدها عنا أمر آخر يمكن تحديده بالنسبة للنجوم هو طيف الضوء الصادر عن النجم عن طريق موشور ، فكل جسم غیر شفاف عند تسخينه يصدر ضوءا مميزا يتعلق طيفه فقط بدرجة حرارة هذا الجسم إضافة لذلك نلاحظ ان بعض الالوان الخاصة قد تختفي من نجم لآخر حسب العناصر المكونة لهذا النجم . عند دراسة الأطياف الضوئية للنجوم الموجودة في مجرة دب التبانة، كان هناك فقدانا للألوان المتوقعة في الطيف بما يتوافق مع التركيب المادي لمجرة درب التبانة لكن هذه ظهرت منزاحة نحو الطرف الأحمر من الطيف. الأمر الذي يذكرنا بظاهرة دوبلر.

في ظاهرة دوبلر : يختلف التواتر للأمواج الصادرة عن منبع موجي مباختلاف شدة و سرعة هذا المصدر، فمثلا السيارة التي تقترب باتجاهك تكون ذات صوتعالي حاد (تواتر مرتفع) لكن نفس السيارة تصبح ذات صوت أجش تواتر (منخفض) بعد أن تجتازك و تبدأ بالابتعاد عنك. فتواترات المواج الصوتية تختلف حسب فرق السرع والاتجاه بينك و بين المصدر، لأنه في حالة اقتراب المصدر منك (الراصد) يصله شيئا فشيئا مقدار أكبر من الأمواج فيرصد تواتر أعلى لللأمواج لكن حينما يبتعد المصدر يبدا الراصد يتلقى أمواجا أقل فأقل التواتر ينخفض ينطبق نفس هذا المبدأ على الأمواج الضوئية فإذا كان المنبع الضوئي بتعد عنا فهذا يعني أن تواترات الأمواج المستقبل ستكون أقل فاقل اي منزاحة نحو الأحمر اما إذا كان المنيع يقترب فستكون المواج الضوئية المستقبلة منزاحة نحو الأزرق البنفسجي.

التصور البدئي كان يعتقد أن المجرات تتحرك عشوائيا وبالتالي كان التوقع ان عدد الانزياحات نحو الأحمر سيساوي الانزياحات نحو الأزرق وسيكون المحصلة معدومة (لا إنزياج) لكن رصد هابل بجدولة أبعاد المجرات و رصد طيوفها مثبتا أن جميع المجرات تسجل انزياحا نحو الأحمر أي أن جميع المجرات تبتعد عنا، أكثر من ذلك أن مقدار الانزياح نحو الأحمر (الذي يعبر هنا عن سرعة المنبع الضوي أي (المجرة لا يختلف عشوائيا بين المجرات بل يتناسب طردا مع بعد المجرة عن الأرض، أي أن سرعة ابتعاد المجرة عن الأرض تتناسب مع بعدها عن الأرض العالم ليس ساكنا إذ إنه يتوسع ، كانت مفاجاة اذهلت العديد من العلماء  رغم أن ظاهرة التثاقل الموجودة في الكون كانت كافية لتدلنا أن الكون لا يمكن ان يكون سكونيا بل يجب أن يتقلص تحت تأثير ثقالته ما لم يكن أساسا متوسعا أو يملك قوة مضادة للجاذبية، فإن نيوتن لم يناقش هذه الحالة و حتى آينشتاين رفض فكرة كون غير سكوني حتى أنه أضاف ثابتا كونيا يعاكس الثقالة ليحصل على كون سكوني الوحيد الذي قبل النسبية العامة كما هي و ذهب بها إلى مداها كان الكسندر فريدمان.