نظرية الانفجار العظيم --::::::::◄

مراقب عام

حسب نظرية الانفجار العظيم نشأ الكون من حالة كثيفة و
حارةجدا
ثم بدأ بالتمدد و التوسع دافعا المجرات بعيدا عن بعضها.

في علم
الكون الفيزيائي، نظرية الانفجار العظيم أحد النظريات المطروحة في علمالكون 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 هبل حول تباعدالمجرات عن بعضها، مما يعني عندما
يؤخذ بعين الإعتبار مع المبدأ الكوني أن الفضاءالمتري يتمدد وفق نموذج
فريدمان-ليمايتري للنسبية العامة Friedmann-Lemaître model . هذه الملاحظات تشير إلى أن الكون
بكل ما فيه من مادة و طاقة انبثق من حالة بدائيةذات 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 أصغر من حجمه اليوم، و أنحجمه في المستقبل سيكون أكبر
منهما. و إذا تمكنا من حساب سرعة التمدد يمكننا التنبؤبالزمن الذي احتاجه الكون حتى وصل
إلى الحجم الراهن، و بالتالي يمكننا تقدير عمرالكون وهو 14 مليار سنة تقريباً.
تتحدث نظرية الانفجار العظيم عن نشوء و أصل الكونإضافة لرتكيب المادة الأولى primordial matter من خلال عملية الاصطناع النووي nucleosynthesis كما تتنبأ بها نظرية
ألفر-بيث-غامو Alpher-Bethe-Gamow theory .

مقدمة
تمهيدية

قد
تكون بداية التأكيد العملي لنظرية الانفجار العظيم قد بدأت مع رصد الفلكيالامريكي هابل للمجرات و محاولة
تعيين بعد هذه المجرات عن الأرض مستخدما مفهوملمعان النجوم الذي يتعلق بسطوع
النجوم و بعدها عنا .

أمر آخر
يمكن تحديده بالنسبة للنجوم هو طيف الضوء الصادرعن النجم عن طريق موشور، فكل جسم غير شفاف عند تسخينه
يصدر ضوءا مميزا يتعلق طيفه فقط بدرجة حرارة هذاالجسم . إضافة لذلك نلاحظ ان بعض
الالوان الخاصة قد تختفي من نجم لآخر حسب العناصرالمكونة لهذا النجم . عند دراسة
الأطياف الضوئية للنجوم الموجودة في مجرة دربالتبانة، كان هناك فقدانا للألوان
المتوقعة في الطيف بما يتوافق مع التركيب الماديلمجرة درب التبانة ، لكن هذه ظهرت
منزاحة نحو الطرف الأحمر من الطيف . الأمر الذييذكرنا بظاهرة دوبلر.

في ظاهرة
دوبلر : يختلف التواتر للأمواج الصادرة عن منبع موجي ما باختلاف شدة وسرعة هذا المصدر، فمثلا السيارة
التي تقترب باتجاهك تكون ذات صوت عالي حاد (تواترمرتفع) لكن نفس السيارة تصبح ذات
صوت أجش (تواتر منخفض) بعد أن تجتازك و تبدأبالابتعاد عنك . فتواترات المواج
الصوتية تختلف حسب فرق السرع و الاتجاه بينك و بينالمصدر، لأنه في حالة اقتراب
المصدر منك (الراصد) يصله شيئا فشيئا مقدار أكبر منالأمواج فيرصد تواتر أعلى
لللأمواج لكن حينما يبتعد المصدر يبدا الراصد يتلقىامواجا أقل فأقل (التواتر ينخفض) .

ينطبق نفس
هذا المبدأ على الأمواج الضوئية فإذا كان المنبع الضوئي يبتعد عنافهذا يعني أن تواترات الأمواج
المستقبل ستكون أقل فأقل أي منزاحة نحو الأحمر اماإذا كان المنبع يقترب فستكون
المواج الضوئية المستقبلة منزاحة نحو الأزرق(البنفسجي) .

التصور
البدئي كان يعتقد أن المجرات تتحرك عشوائيا و بالتالي كان التوقع ان عددالانزياحات نحو الأحمر سيساوي
الانزياحات نحو الأزرق و سيكون المحصلة معدومة (لاإنزياح) لكن رصد هابل بجدولة
أبعاد المجرات و رصد طيوفها مثبتا أن جميع المجراتتسجل انزياحا نحو الأحمر أي أن
جميع المجرات تبتعد عنا، أكثر من ذلك أن مقدارالانزياح نحو الأحمر (الذي يعبر
هنا عن سرعة المنبع الضوئي أي المجرة) لا يختلفعشوائيا بين المجرات بل يتناسب
طردا مع بعد المجرة عن الأرض، أي أن سرعة ابتعادالمجرة عن الأرض تتناسب مع بعدها
عن الأرض .العالم ليس ساكنا إذ إنه يتوسع، كانتمفاجأة أذهلت العديد من العلماء.

رغم أن
ظاهرة التثاقل الموجودة في الكون كانت كافية لتدلنا أن الكون لا يمكن انيكون سكونيا بل يجب أن يتقلص تحت
تأثير ثقالته ما لم يكن أساسا متوسعا أو يملك قوةمضادة للجاذبية، فإن نيوتن لم
يناقش هذه الحالة و حتى آينشتاين رفض فكرة كون غيرسكوني حتى أنه أضاف ثابتا كونيا
يعاكس الثقالة ليحصل على كون سكوني . الوحيد الذيقبل النسبية العامة كما هي و ذهب
بها إلى مداها كان ألكسندر فريدمان .

وضع
ألكسندر فريدمان فرضيتين بسيطتين :

الكون متماثل في جميع
مناحيه .
جميع نقاط الرصد متشابهة و
يبدو منها الكون بنفس حالة التماثل (فلا أفضليةلموقع رصد على آخر)
.

نتيجة ذلك
حصل فريدمان على ثلاثة نماذج تناقش حركية الكون و إمكانيات توسعه وتقلصه .

إشعاع
الخلفية الكونية الميكروي

في شركة
بل بنيوجرسي كان بنزياس و ويلسون يختبران كاشفا للأمواج السنتيمترية (أمواج مكرونية تواترها عشرة
مليارات في الثانية)، و كانت المشكلة ان جهازهما كانيستقبل إشعاعات مشوشة أكثر مما
ينبغي . الإشعاعات المشوشة كانت أشد عندما يكونالجهاز في وضع شاقولي منها عندما
تكون في وضع أفقي . أما فرق الشدة بين الوضعالشاقولي و جميع الاتجاهات الأفقية
فكان ثابتا .

كان هذا
يعني أن مصدر هذا الإشعاع من خارج الأرض، و أنه لا يتأثر يحالات الليل والنهار و لا اختلاف الفصول مما
يعني أيضا أنه خارج المجموعة الشمسية، و حتى خارجمجرتنا، و إلا فإن حركة الأرض
تغير جهة الجهاز و من المفروض ان تغير شدة الإشعاعالمشوش .

كان هذا
الإشعاع غريبا في تماثله في جميع نقاط العالم المرصود فهو لا يتغير منجهة رصد لأخرى و لا من نقطة لأخرى
. كان ديك و بيبلز من جهة اخرى يدرسان اقتراحغاموف (تلميذ فريدمان) و الذي يقول
أن العالم بما أنه كان عبارة عن جسم ساخن و كثيفجدا و مشع في بداية أمره فإن
إشعاعه لا بد أنه باق إلى الان . كما أن توسع الكون لابد أن ينزاح نحو الأحمر (مفعول
دوبلر) و ان يصبح بشكل إشعاع سنتمتري .

عندئذ
أدرك بنزياس و ويلسون ان ما رصداه ما هو إلا بقايا إشعاع الكون البدئي الذي أطلق عليه لاحقا اسم :
(إشعاع الخلفية الكونية الميكروي) .

جغرافى نشيط

مراقب عام

ميرسى لمرورك الغالى

دائما منور توبيكاتى يا رفاعى

جزاك الله كل خير