نظرية الانفجار العظيم وكيف عالجت “نظرية التضخم” نشأة العناصر الأولى؟

 158- كيف نشأت العناصر الأولى في ظل نظرية الانفجار العظيم، وكيف عالجت “نظرية التضخم” نشأة العناصر الأولى؟

ج: دعى العلماء لحظة الانفجار بلحظة الصفر، وقالوا أن هذه اللحظة استغرقت نحو ثلاث دقائق ونصف دقيقة، تنقسم إلى ثلاث مراحل، ونستطيع أن نُسمي كل مرحلة – رغم قصر مدتها جدًا – عصرًا نظرًا لضخامة الأحداث التي حدثت فيها، وهذه العصور هي العصر الهادروني، والعصر اللبتوني، وعصر الإشعاع، ففي العصر الهادروني انخفضت درجة الحرارة قليلًا وتجمعت الأجزاء التي تكون البروتون والنوترون في هادرونات عناصرها الأساسية هي البروتونات والنوترونات، وفي أواسط عصر الإشعاع هبطت درجة الحرارة إلى 3 × 10 ⁹ كيلفين (أي ثلاثة مليارات درجة) وعند هذه الدرجة تكوَّنت النواة الثابتة من عناصر كيميائية حقيقية⁽¹⁾.

أما ” نظرية التضخم ” Inflation لصاحبها ” آلان جوت ” Alan Guth من جامعة كولومبيا الأمريكية، والتي صارت مقبولة لدى جميع علماء الفيزياء الفلكية والفيزياء النووية فإنها ” باختصار تفجر الزمن واللحظات الأولى للانفجار، حيث الثانية الواحدة تُجزَّأ إلى ملايين الملايين من الأجزاء وهكذا حتى الدقائق الثلاث الأولى بعد الانفجار، وطبقًا لهذه النظرية تبع الانفجار كرة لهيب ضخمة Fireball في درجة حرارة فائقة جدًا، حيث تكوَّنت الجسيمات الأولية أو الجوهرية. وبعد جزء من ملايين الأجزاء من الثانية انخفضت درجة الحرارة إلى 10 آلاف بليون بليون درجة كيلفين حيث تكوَّنت الجسيمات الأساسية، ومع تضخم الكون الوليد وتمدده بدأت الحرارة في الانخفاض، وخلال الجزء من مليون جزء من الثانية الأولى لما بعد الانفجار كان الكون قد تضخم من حجم ذرة منفردة إلى حجم المجموعة الشمسية التي يصل نصف قطرها إلى 5880 مليون كيلو متر.

ومع مرور الوقت واتساع الكون انخفضت درجة الحرارة إلى 100 ألف مليون درجة كيلفين حيث أصبحت الجسيمات المتكوَّنة في عملية تعادل، وعندما انخفضت الحرارة إلى 10 آلاف مليون درجة كيلفين بدأت الإشعاعات الكثيفة في الانطلاق داخل الحيز الضيق، مما سمح بتكون الجسيمات الثانوية حاملة القوى. وبعد الثانية الأولى توقف التعادل بين الجسيمات والجسيمات المضادة. ولكن مازال الكون داخل فقاعة هائلة ممتدة أو حيز فضائي مفرَّغ. وعندما بلغ الكون الوليد من العمر ثلاث دقائق انخفضت درجة الحرارة أكثر، إلى الحد الذي سمح للجسيمات أن تتجمع لتكوين نوى الذرات الأساسية بنسبة 73 % للهيدروجين، و25 % من الهليوم، والباقي من نوى الذرات الليثيوم والبيريليوم والبورون. وعند درجة حرارة حوالي 3 آلاف درجة مئوية أمكن لنوى هذه الذرات أن تلتقط الإلكترونيات لتدور حولها، حيث انفصل الإشعاع عن المادة لأول مرة. وكان ذلك بعد مرور أكثر من 700 ألف سنة على الانفجار العظيم. أما أول مجرة عادية تكوَّنت فكانت بعد مرور 5 آلاف مليون سنة من الانفجار”⁽²⁾.

ثم يقول أيضًا الأستاذ جلال عبد الفتاح أن ” جميع الجسيمات الأساسية في الكون حاليًا تم إنتاجها خلال ثلاث دقائق من الانفجار العظيم طبقًا لنظرية التضخم، وكأن الانفجار كان عبارة عن مفاعل نووي ضخم أنتج جميع الجسيمات اللازمة لتكوين المادة في الكون، ثم أُغلق إلى الأبد”⁽³⁾.

والعالِم الكيميائي الإنجليزي ” ويليام بروت ” William Prout سنة 1815م فسَّر نشأة العناصر عندما قال أن كل ذرات العناصر من الهيدروجين، وأن وزنها الذري يماثل مضاعفات وزن ذرة الهيدروجين، ولذلك اعتقد العلماء أن الهيدروجين هو العنصر الوحيد الذي بدأت به الخلقة، ومنه جاءت بقية العناصر. ورمز الهيدروجين ” H ” وعدده الذري ” واحد ” حيث تحتوي نواته على بروتون واحد يدور حولها ألكترون واحد، فالهيدروجين أخف الغازات على الإطلاق، ويمثل ثلاثة أرباع كتلة الكون، فالسُحب الغازية ما بين النجوم والمجرات من غازات هيدروجين فقدت الإلكترونيات بسبب الحرارة العالية، ويُعرف الهيدروجين في هذه الحالة بالهيدروجين الحر أو المتعادل (المتاين) ويُرمز له بالرمز (H – 1) أما الهليوم ورمزه ” He ” وعدده الذري 2، ونسبته في الكون 25 % وله سبعة نظائر منها الهليوم – 4 ” He – 4 ” الذي يتحد بذرات الهيدروجين فتحدث التفاعلات النووية داخل النجوم.

_____

(1) راجع الموسوعة العلمية – نوبليس لبنان – المجلد 2 – الكون ص 28.

(2) جلال عبد الفتاح – الكون ذلك المجهول ص 112، 113.

(3) المرجع السابق ص 113.

نظرية الانفجار العظيم وكيف عالجت “نظرية التضخم” نشأة العناصر الأولى؟

تفسير استمرار تمدد الكون في ظل نظرية الانفجار العظيم

 156- كيف يمكن تفسير استمرار تمدد الكون في ظل نظرية الانفجار العظيم؟

ج:

أكد ” أدوين هابل ” Edwin Hubble (1889 – 1953م) أن المجرات مازالت تتباعد عن نقطة الانطلاق أي نقطة الانفجار العظيم، ومما يُذكر عن هذا العالِم الجليل أنه وُلِد في مارشفيلد بولاية ميسوري، وكان واحدًا من ثمانية أخوة، وقد عمل أبوه محاميًا في التأمينات، ولكنه لم يوفق في عمله، وكان كثير السفر، وتأثر إدوين بجده لأمه ” وليم جيمس ” وكان يعمل طبيبًا، وفي عيد ميلاد أدوين الثامن سمح لأدوين بالنظر من خلال التليسكوب إلى النجوم، وبهذا اشتاق أدوين إلى معاينة عجائب علم الفلك، ومع نهاية عام 1899م انتقلت الأسرة إلى ولاية إلينوي، وفي سنة 1901م انتقلت إلى شيكاغو حيث التحق بالمدرسة الثانوية، ثم الجامعة، واكتسب شهرة كلاعب رياضي جيد، كما كان تلميذًا مجدًا، وبعد أن حصل على البكالوريوس سنة 1910م حصل على منحة ” رودس ” حيث تابع الدراسة في كلية الملكة بأكسفورد، وفي سنة 1914م عمل كطالب بحث في الفلك بمرصد بيركس بجامعة شيكاغو، وكان في هذا المرصد تليسكوب انكسار عظيم يستخدم عدسات يبلغ سمكها 102 سم.

وقد أنفق على إقامة هذا المرصد المليونير ” تشارلس بيركس ” الذي اغتنى من تصنيع عربات التروللي فتسمى المرصد باسمه، وفي سنة 1917م حصل إدوين هابل على درجة الدكتوراه نتيجة أبحاثه في علم الفلك، وعمل كرائد في سلاح المشاة الأمريكي حيث سافر إلى فرنسا في العمليات الحربية ضمن الفرقة ” 86 ” في الأسابيع الأخيرة التي سبقت نهاية العمليات الحربية، وفي 3 سبتمبر 1919م التحق هابل بمرصد ” مونت ويسلون ” في كاليفورنيا تحت إلحاح ” هيجل ” حيث كان هناك التليسكوب ذات المائة بوصة، ومما أعطى الشهرة لهابل أنه أثبت أن للكون بداية، وأثبت أن ما دُعي قبلًا سُدم لولبية هو في الحقيقة مجرات، ووضع كتابه ” عالم السُدم ” الذي بسَّط فيه المعرفة العلمية الفلكية لكيما يفهمها العامة من الناس، وعمل هابل على تليسكوب المائتي بوصة الجديد مما مكنه من اكتشاف العديد من المجرات.

أما عن كيفية تفسير استمرار تمدد الكون في ظل نظرية الانفجار العظيم، فإن الحرارة المتبقية من الانفجار العظيم هي التي تقف وراء استمرار تمدد الكون، وجاء في مجلة العلوم ” تشير كل الدراسات الأخيرة للمجرات البعيدة أن النجوم المتفجرة ” المستعرات ” والحرارة المتبقية من الانفجار العظيم إلى ان الكون يتمدد بشكل سريع بما يؤكد أن الكون مازال يسير بدفعة من طاقة الفراغ المضادة للجاذبية، أي أن طاقة الفراغ هذه هي السبب في هذا التمدد.. تقول مجلة فوكس Focos البريطانية أن العلماء اعتقدوا لفترة أن الجاذبية كانت القوة الهامة الوحيدة التي تحكم العالم، ولكن ذلك الاعتقاد لم يدم طويلًا.. ويعتقد الكونيون أيضًا أن أحد أشكال طاقة الفراغ هي التي أحدثت الانفجار العظيم ” Big Bang ” في مراحله الأولى متغلبة على الجاذبية في عملية أُطلق عليها اسم ” الانتفاخ أو التضخم الكوني ” وإلى وقت قريب كان الكونيون يعتقدون أن طاقة الفراغ تلاشت سريعًا في أعقاب ذلك الانفجار الضخم، ولكن الدراسات الأخيرة للمجرات البعيدة كشفت أن الكون يتمدد ويتسع بأعلى معدل على الإطلاق مما يوحي بأن طاقة الفراغ مازالت موجودة، وفي الواقع – حسب المجلة – تشير أحدث البيانات إلى أن طاقة الفراغ مازالت أقوى قوة مؤثرة في الكون”⁽¹⁾.

_____

(1) مجلة العلم عدد 353 – فبراير 2006م ص 6، 7.

تفسير استمرار تمدد الكون في ظل نظرية الانفجار العظيم

متى تكون الكون؟

ج:

تباينت تقديرات العلماء في تحديد بداية الكون، ففي خلال الفترة من 1970م إلى 1990م ارتفع البعض بعمر الكون إلى 20 مليار سنة، بينما هبط الآخر إلى عشرة مليارات من السنين ” يعتقد العلماء اليوم أن الكون بدأ منذ عشرين ألف مليون سنة، وفي هذا الزمن البعيد لم تكن هناك مجرات أو نجوم أو كواكب”⁽¹⁾ ومن العلماء من حدَّد عمر الكون بأربعة عشر مليار سنة “

تشير كل الدلائل إلى أن الكون الذي نعيش فيه قد ظهر إثر انفجار ضخم كثيف وساخن يُطلق عليه ” بج بانج ” Big Bang أو الانفجار العظيم قبل 14 مليار سنة.. كان الكون أصغر بكثير من حجم جسيمة شبه ذرية صغيرة”⁽²⁾ ومنذ سنة 1999م توصل العلماء إلى أن عمر الكون يتراوح بين 13 – 16 بليون (مليار) سنة،  مع ملاحظة أن كل التقديرات السابقة وليدة نظريات تفتقد إلى الدليل القاطع.

_____

(1) المجموعة الثقافية المصرية – الكون ص 6.

(2) مجلة العلم عدد 353 – فبراير 2006م ص 6.

متى تكون الكون؟