علم الكون
عودة للموسوعة| صنف فرعي من |
فيزياء
|
|---|---|
| جزء من |
ما وراء الطبيعة، فيزياء فلكية
|
| يمتهنه |
عالم كونيات
|
| المواضيع |
طاقة مظلمة، سائل مظلم
|
فهم الكون (بالإنجليزية: Cosmology) (من الإغريقية: κόσμος وتعني "عالم" و-λογία والتي تعني "دراسة" بمعنى خطبة أومحاضرة وهي تلحق بمعظم الحدثات لتشير إلى الفهم الذي يفهم هذا الموضوع). هوالفهم الذي يفهم أصل ونشأة وتاريخ ومحتويات وتطور الكون، ودراسة البنية الواسعة للفضاء، بكل ما فيه من مادة وطاقة. ورغم حداثة هذا الفهم من حيث تداخله مع الفيزياء الحديثة فإن جذوره تمتد إلى العصور القديمة بمعالجاتها الفلسفية والدينية والميثولوجية الغيبية (ميتافيزيقية) لموضوع أصل الكون.
نظرة تاريخية
فهم الكون فرع حديث العهد نسبياً من العلوم الطبيعية، إلا أنه يتناول بعضاً من أقدم الأسئلة التي طرحتها البشرية، على غرار: هل الكون غير محدود،يا ترى؟ هل هوموجود منذ الأزل،يا ترى؟ وإذا كان الجواب بالنفي، فكيف ظهر الكون إلى الوجود،يا ترى؟ وهل سينتهي يوماً ما،يا ترى؟ ومنذ القدم يسعون البشر إلى بناء إطار مفاهيمي من نوع ما للإجابة عن الأسئلة المتعلقة بالكون وبعلاقتهم به.
كانت أُولى النماذج لدراسة فهم الكون تعبير عن خرافات، إذ كانت أغلب المحاولات القديمة مبنية بالأساس على شكل من أشكال التجسيم (أي نسبة الصفات البشرية إلى الكائنات غير البشرية). وقد تضمنت بعض هذه المحاولات فكرة حتى العالم المادي تُحركه كيانات ذات إرادة نافذة يمكنها حتى تساعد البشرية أوتعوقها. فيما تضمنت البعض الآخر حتى العالم المادي نفسه جامدا، ولكن يمكن لإله أوآلهة حتى يتحكموا في مساره، في تلك الحالتين تميل خرافات الخلق إلى عزْومنشأ الكون إلى كيانات يمكن حتى تفهم دوافعها -ولوجزئياً- من جانب البشر.
تعود جذور الفهم الحديث إلى بلاد اليونان القديمة، بطبيعة الحال كان للإغريق آلهتهم وأساطيرهم، وكان كثير منها مستسقى من ثقافات مجاورة. لكن إلى جانب هذه العناصر التقليدية بدأ الإغريق في تأسيس نظام من مبادئ البحث الفهمي، وكانومن أرسوا العلاقة بين السبب والنتيجة، كما أنهم أدركوا حتى توصيف الظواهر المرصودة وتفسيرها يمكن صياغتهما بصورة رياضية أوهندسية، بدلاً من الاعتماد على مفهوم التجسيم.
خلال العصور المظلمة، لم تكن الثقافة المسيحية على فهم بمعظم المعارف التي اكتسبها الإغريق، بَيْدَ حتى هذه المعارف ازدهرت في العالم الاسلامي. نتيجة لذلك، كان التفكير المرتبط بدراسة الكون في أوروبا محدوداً خلال العصور الوسطى.
تمثل التطور العظيم التالي على الطريق نحوالتفكير الفهمي الحديث في دراسة الكون في ظهور إسحاق نيوتن (1642-1727)على الساحة. تمكن نيوتن من حتى يبين في كتابه "المبادئ" (1687) حتى الحركة الإهليليجية التي توصل إليها كبلر إنما هي نتيجة طبيعية لوجود قانون كوني عام للجاذبية.
بدأت الحقبة الحديثة لفهم الكون في السنوات الأولى من القرن العشرين، حين حدثت عملية إعادة صياغة كاملة لقوانين الطبيعة. طرح ألبرت أينشتاين (1879-1955) مبدأ النسبية، وبذا قوض مفهوم نيوتن عن المكان والزمان. ولاحقاً حلت النسبية العامة محل قانون الجذب العام لنيوتن. ولكن رغم حتى هذه التطورات المفاهيمية قد مهدت الطريق، فإن المراحل النهائية نحوالحقبة الحديثة لفهم الكون لم يضطلع بها الفيزيائيون النظريون، بل فهماء الفلك القائمون على عمليات الرصد. ففي عام 1929، نشر إدوين هابل المشاهدات التي أدت بنا إلى الاعتقاد بأن الكون أخذ في التمدد، وأخيراً، في عام 1965 اكتشف آرنوبينزياس إشعاع الخلفية الكونية الميكروي الذي يعد دليلاً دامغاً على حتى الكون بدأ بكرة نارية بدائية. أي "الانفجار العظيم".
مكونات الكون
أصبح لدى الفهماء فهم أفضل عن الكون. فبفضل التقدم الفهمي والتكنولوجي وخاصة بعد تطور التلسكوبات البصرية والراديوية، أمكن التعهد بدقة إلى توزيع النجوم والأجرام السماوية في الكون. فالنجوم موجودة في الكون على شكل تجمعات هائلة جميع تجمع يصل إلى بلايين النجوم وهذا التجمع الضخم من النجوم يدعى بالمجرة.
بواسطة التلسكوبات البصرية أمكن الكشف عن حوالي 600 مليون مجرة كما تم اكتشاف البلايين من المجرات بواسطة التلسكوبات الراديوية. فالشمس(والأرض وبقية الكواكب التي تدور حول الشمس) هي أحد النجوم في مجرتنا(مجرة درب التبانة)، التي يبلغ عدد نجومها 100 بليون نجمة. حتى المسافة التي تفصل هذه المجرات عن بعضها البعض شاسعة جداً. ولقد تم الكشف عن بعض هذه المجرات البعيدة التي تبعد عن الارض 4500 مليون سنة ضوئية، أي حتى الضوء الذي يسير بسرعة 300 ألف كيلومتر/ثانية يحتاج 4500 مليون سنة ليصل إلى الأرض. فالمجرات وما تحوي من نجوم وغبار وغازات (السديم) وما يدور حول النجوم من كواكب وتوابع وأجرام سماوية أخرى هي مكونات الكون.
تجانس وتوحد خواص الكون
أبسط المداخل لتطبيق مفاهيم النسبية العامة هواستخدام ما نشاهده من انتظام المقياس الكبير الملحوظ، فنحن نشاهد في المقاييس المساوية 1000Mpc ليس فقط كثافة متوسطة منتظمة ولكن نشاهد أيضاً انتظامات في خواص أخرى (مثل أنواع المجرات، كثافات مكوناتها، هجريبها الكيميائي وهجريبها النجمي). لذلك في المقياس الكبير ندرك ما يلي من السمات:
- الكون متجانس.
- الكون موحد الخواص حول جميع نقطة، نعني بتوحد الخواص أنه من غير الممكن عند إجراء مشاهدات محلية التمييز بين أحد الاتجاهات في السماء واتجاه آخر (أي لا يوجد اتجاه مفضل). يمكن حتىقد يكون الكون متجانساً وغير موحد الخواص، وذلك إذا كان الكون، مثلاً، يصاحبه مجال مغناطيسي كبير المقياس موجه ناحية أحد الاتجاهات في جميع الأماكن وكانت قيمة هذا المجال متساوية في جميع الأماكن. من ناحية أخرى، لا يمكن للكون غير المتجانس حتىقد يكون موحد الخواص حول جميع نقطة، وذلك لأن معظم بتر الكون حتى لم يكن كلها يفترض أن ترى سماءً متكتلة في أحد الاتجاهات وغير مكتملة في اتجاه آخر.
- الكون في حالة تمدد، تبدوجميع المجرات مبتعدة عن مجرتنا (مجرة درب التبانة) بسرعة تتناسب طردياً مع بعدها. ويطلق على سرعة الابتعاد هذه اسم" جريان هابل". سرعة الابتعاد هذه تساهم في تأسيس فكرة توحد خواص الكون.
الاستواء
يُعتبر مفهوم "انعطاف الفضاء" أمرًا جوهريًا لـفهم الكون. وكون الكون "مستويًا" من الممكن حتى يحدد مصيره النهائي؛ ما إذا كان سيتمدد إلى الأبد أوسينهار في نهاية المطاف ويرتد على عقبيه. وتم قياس هندسة الزمان والمكان بواسطة مسبار ويلكينسون لقياس اختلاف الموجات الراديوية (WMAP) ليتبين أنه مسطح تقريبًا. ووفقًا لنتائج وتحليلات مسبار ويلكينسون لقياس اختلاف الموجات الراديوية على مدار خمس سنوات، قرر مسبار ويلكينسون لقياس اختلاف الموجات الراديوية حتى الكون مسطحًا، الأمر الذي ترتب عليه حتى متوسط كثافة الطاقة في الكون تعادل الكثافة الحرجة (في نطاق هامش 1% من الخطأ). وهذا يعادل كثافة كتلة مقدارها 9.9 × 10−30 g/cm3، وهوما يعادل فقط 5.9 بروتونات لكل متر مكعب.”
نموذج الكون لجولد
نموذج الكون لجولد هونموذج كوني لـلكون. وفي هذا النموذج، يبدأ الكون مع الانفجار العظيم ويتسع لبعض الوقت، مع تزايد الاعتلاج وسهم الزمن الدينامي الحراري يشير إلى اتجاه الاتساع. وبعدما يصل الكون حالة منخفضة الكثافة، فإنه ينكمش مرة أخرى، ولكن يقل الاعتلاج الآن، ويتوجه سهم الزمن الدينامي الحراري في الاتجاه المعاكس، حتى ينتهي الكون في الانسحاق الشديد منخفض الاعتلاج وعالي الكثافة. ويُسمى النموذج على اسم عالم الكونيات توماس جولد، الذي اقترح النموذج في ستينيات القرن الماضي.
انظر أيضاً
- فهم السماء والعالم
- نشوء عدمي
- فهم الكون غير القياسي
- تشكل وتطور المجرات
مراجع
-
^ Peter, Patrick (مايو- يونيو2009), [Le nouvel élan de la cosmologie], مجلة العلوم, مؤرشف من الأصل في 28 يناير 2018,
هذه ترجمة منطقة صدرت في عدد الشهر 11/2007 من مجلة Pour la science، وهي إحدى المجلات التي تترجم مجلة Scientific American
CS1 maint: ref=harv (link) - ^ NASA:Wilkinson Microwave Anisotropy Probe:Cosmology, The Study of the Universe نسخة محفوظة 28 ديسمبر 2016 على مسقط واي باك مشين.
- ^ Time's arrow & Archimedes' point: new directions for the physics of time, Huw Price, Oxford University Press US, 1997, ISBN 978-0-19-511798-1, pp. 81–82.
- ^ The arrow of time, T. Gold, American Journal of Physics 30, pp. 403–410, doi:10.1119/1.1942052.
وصلات خارجية
- قاعدة بيانات خارج المجري لناسا/مركز معالجة وتحليل الأشعة تحت الحمراء (مسافات) (بالإنجليزية)
- رحلة كونية: تاريخ للكوسومولوجيا الفهمية (بالإنجليزية)
- نموذج تخليق "الكيمياء الكونية" (بالإنجليزية)
التصنيفات: علم الكون, علم الكون الفيزيائي, فضاء كوني, CS1 maint: ref=harv, قالب أرشيف الإنترنت بوصلات واي باك, الصفحات التي تستخدم وصلات ISBN السحرية, صفحات تستخدم خاصية P279, صفحات تستخدم خاصية P361, صفحات تستخدم خاصية P3095, صفحات تستخدم خاصية P2578, صفحات تستخدم خاصية P18, مقالات تحتوي نصا بالإنجليزية, قالب تصنيف كومنز بوصلة كما في ويكي بيانات, صفحات بوصلات خارجية بالإنجليزية, صفحات تستخدم خاصية P244, صفحات تستخدم خاصية P268, بوابة علم البيئة/مقالات متعلقة, بوابة الفضاء/مقالات متعلقة, بوابة علم الفلك/مقالات متعلقة, بوابة علم الكون/مقالات متعلقة, جميع المقالات التي تستخدم شريط بوابات
