علم الفلك

ظاهرة “التمدد الكوني” بالانفجار الكبير

1996 نحن والكون

عبد الوهاب سليمان الشراد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

ظاهرة التمدد الكوني علم الفلك

وكما تبين لنا فيما سبق في أن قانون هبل يمثل العلاقة بين الحيود نحو الأحمر والمسافة ، وعندما نوجه أبصارنا نحو مجرات أبعد وسرعات أعلى سنلاحظ حيودات متزايدة نحو الحمراء ، ويمكن توضيح هذه العلاقة بالرسم البياني .

وعلى الرغم من أن العلماء يطرحون أحيانا أفكار متباينة لظاهرة ازدياد الحيود نحو الأحمر نتيجة ابتعاد المجرات عنا ، إلا أن أكثر التعليلات انطباقا على قانون هبل يتمثل في أننا نعيش في كون متمدد.

فالإشعاع القادم من مجرة نائية لابد أن يستغرق زمنا لبلوغ الأرض ، وخلال ذلك يتمدد الكون بمقدار محدد ، ويؤثر ذلك في موجات الإشعاع الضوئي ويجعلها تمتط أو تمتد expand .

 

ويدلنا ذلك التعليل لقانون هبل على أن مقدار الحيود لمجرة ما يعادل المقدار الذي يتمدد به الكون خلال الزمن الذي استغرقه الضوء للوصول الينا .

ومن الأمثلة على ذلك نجد المجرة 5C293 وهي ألمع عضو في عنقود مجري على بعد شاسع منا ، ولها سرعة تباعد تبلغ ١٠٨٠٠٠كم / ثانية ، ويبلغ حيولها نحو الأحمر ٠,٤٦ ، بمعنى أن الأطوال الموجية للضوء القادم منها قد استطال بما يعادل ٤٦٪ أكثر من المعتاد .

وذلك يدل على أن الكون قد كبر حجمه بنحو ٤٦٪ عما كان عليه عندما غادر الضوء في البداية ، وبمعنى آخر أدق لقد ازدادت المسافات الفاصلة بين العناقيد المجرية بما يعادل ٤٦٪ خلال الزمن الذي استغرقه الضوء في مسيرته من 5C293 إلينا .

 

وبما أن عناقيد المجرات تتباعد حاليا بازدياد شديد فيما بينها ، فمن المؤكد أنها قد كانت في زمن ما جد متقاربة من بعضها ، ويقودنا ذلك الى استنتاج مثير مفاده تركز مادة الكون وتجمعها في نقطة هندسية في لحظة ما في الماضي السحيق .

ونستطيع من خلال معرفتنا بسرعة تمدد الكون من العودة الى الماضي ، الى الوضع الذي كانت فيه كثافة الكون لا محدودة ، ويفترض أن الزمن الذي يفصلنا عن تلك اللحظة يبلغ نحو 20 بليون سنة خلت ، ولقد كانت تلك لحظة الخلق أو لحظة نشوء الكون من زمان ومكان .

ولأننا نقيم في كون متمدد ، ولكون ذلك التمدد قد بدأ منذ نحو ٢٠ بليون سنة ، فمن المؤكد أن انفجارا عنيفا ما قد وقع ليتسبب في خلق هذا التمدد ، ويعرف ذلك التمدد الكوني بالانفجار الكبير Big Bang .

 

وتؤكد الحيودات نحو الحمراء في المجرات حقيقة الانفجار الكبير – رغم بعض الاعتراضات – الذي وقع في الماضي حيث بزغ من خلاله الكون وتطور .

ومن الواجب في البداية أن ندرك معنى مصطلح الانفجار الكبير ، إن هذا الانفجار يشابه نسبيا انفجار قنبلة بحيث تندفع شظاياها الى الفضاء المحيط بها ، فمنذ نحو ٢٠ بليون سنة لم تكن المجرات متقاربة مع بعضها بحالة من التكدس على هيئة كتلة هائلة مفردة في مكان ما في الكون .

فخلال لحظة الخلق كان الكون برمته – كل الفضاء – متكدسا بخليط من الاشعاعات الكهرومغناطيسية والبلازما والطاقة بكثافة لا محدودة ، ولم يتواجد للكون بعد تلك اللحظة مركز.

 

وعندما وقع الانفجار تطاير الكون برمته ، ولقد كان ذلك الانفجار في ((كل أنحاء)) الكون في بدء الزمان Time . وفي الحقيقة لقد كان الانفجار يمثل انفجارا للفضاء ذاته .

ومنذ ذلك الحين واصل الفضاء الذي يفصل بين المواقع المختلفة بالتمدد ، وحتى الآن لا يزال فضاء ما بين العناقيد المجرية المتباعدة مستمرا بالتمدد ، وذلك هو السبب الذي يجعلنا نرصد الحيودات نحو الحمراء.

فخلال الزمن الذي يستغرقه الضوء القادم إلينا من مجرة بعيدة عنا ، فان الفضاء الفاصل بيننا وبينها يستمر بالتمدد ، وكذاك تتمدد الأطوال الموجية تباعاً .

 

ويمكن بلوغ هذا التفسير لقانون هبل مباشرة من النظرية النسبية العامة ، ولعل تعليل الحيودات نحو الحمراء للمجرات بتطبيق النظرية أكثر مطابقة ودقة من التشبيه مع كعكة الزبيب التي سبق ذكرها .

إن ذلك التماثل مع الكعكة يقوم على الأفكار التقليدية القديمة ويساعد على إدراك ما يحدث في الكون ، ورغم أن هذه الطريقة في التشبيه وان كانت تساهم فعلا في إيجاد التعليل السليم لتباعد المجرات ، إلا أنه يتوجب علينا الاستعانة بأفضل ما نملك من نظريات عن الجاذبية.

ولعل ذلك يتمثل في النظرية النسبية العامة لإعطاء وصف صحيح ودقيق يظهر لنا التغير الواقع في فضاء ما بين المجرات ، والذي قد يحدث بمرور الزمن . ولاشك أن الوضع من ناحية النسبية يظهر لنا تماما ما نعنيه من أننا في كون متمدد .

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪جسور مدينة كونيجسبيرغ: لغز أثمر ولادة فرع رياضياتي جديد
أحمد محمد جواد الحكيم باحث وأكاديمي في علم الرياضيات
تتسم معظم الألغاز التي يتناقلها الناس عادة بالبساطة، وتسعى إلى تحقيق المتعة والتسلية والترفيه واختبار القدرات العقلية للفرد، من خلال التحدي والإثارة. لكن مع بساطة هذه الألغاز فقد استحوذ قسم منها على اهتمام بعض علماء الرياضيات، الذين احتاجوا من أجل حلها إلى نهج جديد من التفكير العقلي يعتمد كثيراً على الحدس وقوة التمثيل البياني لهذه الألغاز، بدلا من الطريقة الاستنتاجية المنطقية.
ومن ... (قراءة المقال)