الانفجار العظيم ( 3 ) ( من الذرة إلى المجرة )

 

الانفجار العظيم ( 3 ) ( من الذرة إلى المجرة )

إن الكون عبارة عن ( بروتونات ونيوترونات وإلكترونات ) درجة حرارتهم مليار درجة وتدور فى كل مكان ومع ذلك فى هذه الظروف وضعت يدك أمام وجهك فلن ترى شيئا فالموضوع وجود ( الأنثروبى ) مدته ( 10 ث ) فيجب انتظار الأنثروبى حيث أن ( 3 ) الثوانى الأولى من عمر الكون عرفنا أن الطاقة كونت بروتونات ونيوترونات وإلكترونات وكان آخر فرصة لتكوينهم هو عصر الليبتونات حيث درجة الحرارة وصلت فيه إلى ( مليار كلفن ) وهذه أقل درجة حرارة يمكن أن يتكون عندها أى مكون من مكونات الذرة فالمادة الوحدة البنائية لها وهى الذرة كلها أصبحت فى يد العلماء فالذرة نفسها لم تتكون ولا أى عنصر من العناصر الموجودة فى الجدول الدورى المعروفة قد تكونوا فالبروتونات والنيوترونات والإلكترونات فلن يصبحوا أحرار حيث أن أول خطوة فى تكوين الذرة البروتونات والنيوترونات يتحدوا ويكونوا نواة الذرة نفسها فأول نواة ذرة فى العنصر المتكون هى نواة ذرة الهيدروجين لأنها عبارة عن بروتون واحد والبروتون موجود بالفعل حيث أن المشاكل الحقيقية تبدأ فى العناصر الأكبر من الهيدروجين كالهليوم حيث أن نواة الهليوم يوجد بها بروتونين حيث يجب أن نحضر بروتونين موجبين ونقوم بوضعهم بجانب بعضهم البعض أو نجعل لهم إندماج نووى ومن هذه اللحظة تبدأ المشاكل فمن أجل إحضار بروتونين موجبين ونضعهم بجانب بعضهم البعض البروتونين سوف يتنافران بسبب القوة الكهرومغناطيسية وبالتالى نحتاج قوة أكبر من قوة التنافر هذه من أجل أن نقترب بالبروتونين من بعضهم البعض وعند مسافة معينة ينجذبوا لبعض بفعل القوة النووية القوية لأن القوة النووية القوية لا تظهر إلا إذا كانت المسافة قصيرة جدا وبالرغم من أن البروتونين ينجذبوا لبعض ويحصل لهم إندماج يظهر كمية كبيرة من الطاقة لأن فى جزء من الكتلة يتحول إلى طاقة فمن أجل التغلب على التنافر الذى يحدث فى البداية نحتاج أن الجاذبية تكون كبيرة جدا ودرجة الحرارة لا تقل عن 10 مليون كلفن ففى الحقيقة أننا نقوم بتحضير الهليوم فنحن نحتاج لدمج بروتونين فقط وكلما زاد العدد الذرى للعنصر المتكون فالبروتونات للعنصر المتكون تكون أكثر والتنافر سيصبح أكبر وبالتالى سنحتاج لجاذبية أعلى وطاقة أعلى من أجل بناء هذه البروتونات .

فالهليوم يتكون من ( الديوتيريوم ) أسهل مما يتكون من ( الهيدروجين ) فما هو

( الديوتيريوم ) ؟ الديوتيريوم هو نظير الهيدروجين والهيدروجين نواته بها بروتون واحد والديوتيريوم نواته بها بروتون ونيوترون ففى ظل الحرارة والكثافة العالية للكون وقتها فيكون سهل للنيوترون بالتعادل بحيث ينجذب باتجاه البروتون ويكون نواة ( الديوتيريوم ) وكما يوجد أنوية ذرة الهيدروجين لا بد أن يكون موجود أنوية ذرة ( الديوتيريوم ) فمن المهم أنه يوجد ( 3 ذرات ديوتيريوم ) يندمجوا مع بعض ويكونوا ( الهليوم ) فيوجد ( 3 ذرات ديوتيريوم ) به 2 بروتونات والهليوم به ( 2 بروتون ) فعملية الإندماج ليست ( 1 + 1 = 2 ) فالموضوع أعقد من ذلك حيث أن الكون بعد ( 3 دقائق ) درجة حرارته مليار كلفن يعنى أكبر ب ( 100 مرة ) من الحرارة المطلوبة للإندماج من أجل تكوين الهليوم وبالتالى أنوية ( الديوتيريوم ) بدأت فى الإندماج وفى خلال 17 دقيقة ربع كمية الهيدروجين تحولت إلى هليوم فربع أنوية ذرات الهيدروجين تحولت لأنوية ذرات الهليوم وليس الهيدروجين إلى هليوم حيث يتم التعامل مع أنوية وليست الذرات فأول ( 20 دقيقة ) أو ( ثلث ساعة ) فى عمر الكون وإندماج الهيدروجين بعد ذلك توقف فلماذا بعد ( 20 دقيقة ) توقف ؟ لأن بعد ( 20 دقيقة ) الأولى درجة الحرارة قلت عن ( 10 مليون كلفن ) وبالتالى فالإندماج بيقف فلماذا الحرارة قلت من الأساس ؟ لأن الكون بيتوسع وكلما توسع الكون الحرارة بتقل فلماذا الإندماج لم يحصل فى درجة حرارة أعلى من ذلك ؟ فهل يوجد بروتونات أصلا لكى يتم دمجهم فنحن ما زلنا نكون البروتونات ونحاول القيام بعملية دمج البروتونات فالمهم الكون ( 75 % ) منه أنوية هيدروجين و ( 25 % ) منه أنوية هليوم ففى ( 17 دقيقة ) سميت بعصر تخليق الأنوية حيث أن الحرارة عالية جدا والإشعاع موجود فى كل مكان إلا أن السواد مهيمن على الموقف لأنه لا يوجد فرصة لأى نيوترون أن يسافر من مكان لآخر إلا أن الأنوية تكونت لكن الإلكترونات ما زالت حرة ولا تدور حول أى نواة ففوتون الضوء يتحرر من هنا ويضرب فى النيوترون الثانى ويأتى للتحرر يجد نفسه فى النيوترون الثانى ويأتى للتحرر يجد نفسه فى النيوترون الثالث وهكذا ويكون الفوتون محبوس وغير قادر على التحرر حيث أن الفوتون لا يستطيع الهروب حيث أنه يصطدم بشىء ما ويصل لعين الإنسان فكل الفوتونات محبوسة ما بين الإلكترونات وبالتالى الكون سيصبح لونه أسود غامق فالشمس بينها وبين الأرض مسافة قدرها ( 150 مليون كم ) أو ( 8 دقائق ضوئية ) فلو أن فوتون خرج من سطح الشمس سيصل للأرض بعد ( 8 دقائق ضوئية ) فنفس الفوتون لكى يخرج من باطن الشمس ويصل لسطح الشمس أن يقطع نصف المسافة يأخذ ( 150000 سنة ) لأن فى باطن الشمس تكون الإلكترونات حرة وليست مرتبطة بالأنوية فلا يوجد أى فرصة أمام البشرية أن ترى أن هذه الأنوية تجذب الإلكترونات وتجعلها تدور حولها وبعد ذلك الضوء يتحرر ونستطيع رؤية الأشياء فهذا الأمر قد حصل بسرعة فى عمر الكون لكن فى الحقيقة ليس هذا الذى حصل فمن أجل الأنوية تنجذب الإلكترونات محتاجة لأن تكون درجة الحرارة تقل عن ( 3000 درجة كلفن ) لأن هذه هى درجة الحرارة التى يتأين عندها الهيدروجين يعنى أن هذه درجة الحرارة التى تقذف الإلكترون خارج الذرة أقل منها فالإلكترون يرجع مرة أخرى للذرة وبالتالى سننتظر أن درجة حرارة الكون يجب أن تقل درجة حرارة الكون تهبط من 10 مليون كلفن : 3000 درجة فالكون انتظر لكى يقوم بهذا العمل قد إيه ؟ فالكون انتظر رقم بسيط جدا ( 380000 سنة ) ف ( 380000 سنة ) الكون سوف يبرد ليسمح للأنوية بأن تجذب الإلكترونات وتكون أول العناصر فى الكون وهما الهيدروجين والهليوم وهذا حدث تاريخى لأن هذه أول مرة يتحرر فيها الضوء أول مرة نستطيع فيها رؤية الكون مجرد من الإلكترونات التى دارت حول الأنوية فالذرة تكونت والضوء أصبح له مساحة لكى يتحرر وكان هذا أول ضوء يظهر فى الكون حيث ظل الكون يبرد باستمرار حتى وصلت درجة حرارته إلى 2.7 درجة كلفن والذى سمى بالأشعة الخلفية الكونية فيوجد شىء مهم أن كل الذى حصل قبل ( 380000 سنة ) كان عبارة عن استنتاجات من الفيزياء المعروفة لكن إبتداءا من هذه اللحظة بدأ الإنسان يرى كل شىء بعينيه فالضوء الذى ظهر وقتها ما زال موجودا فى كل مكان حول الإنسان ويمكن رصده ورؤيته ومعرفة أسراره فالعصر الذى انفصل فيه الضوء لأول مرة والذى استمر من أول ثلث ساعة حتى

( 380000 سنة ) سمى بعصر الانفصال أو عصر الارتباط لأن هذا العصر حدث فيه ارتباط الإلكترونات بالنواة فى الذرة ولكى نعرف قطر الكون وقتها كان قد إيه

فنحسب الأشعة الخلفية الكونية والتى طولها كان قد إيه ؟ وتمددت حتى كام ؟ أو درجة الحرارة كانت كام ؟ وأصبحت باردة حتى كام ؟ فعرض الأشعة وقتها كان

( 3000 درجة كلفن ) والحرارة الآن ( 2.7 كلفن ) حيث أن الكون تمدد

( 1100 مرة ) وإذا كان نصف القطر الحالى فى حدود ( 46 مليار ) سنة ضوئية فطبيعى أن يكون الكون فى وقت الانفصال أصغر ب ( 1100 مرة ) فى حدود

( 42 مليون سنة ضوئية ) فأشعة الخلفية الكونية  التى عرفت البشرية حجم الكون وقت انفصال الضوء أعطت للبشرية معلومة مهمة جدا فالكون فى بداياته كان متجانس جدا لدرجة أن أشعة الخلفية الكونية بعد تمدد دام  13.8 مليار سنة كان لا يوجد فرق يذكر بين أطوالها الموجية فلا فرق يذكر ولكن لا فرق على الإطلاق لأنه لو كان هناك فرق على الإطلاق عمر ما كانت النجوم والكواكب والمجرات تكونت لماذا ؟ لأن لو أن درجة الحرارة متساوية فمعنى ذلك أن الكثافات متساوية وبما أن الكثافات متساوية فمعنى أنه لا يوجد فرق فى الكتل ما بين مكان وآخر يعنى لا يوجد فرق فى الجاذبية يعنى لا يوجد مكان أثقل فيشد مد أكثر ولا مكان أخف وبالتالى المادة ستنسحب منه وبالتالى سيصبح الكون راكد ولا شىء سيتغير فى الكون فما الذى حصل ؟ فبعد ( 13.8 مليار سنة ) وجد فرق بين درجات الحرارة فى أشعة الخلفية الكونية ( 1 : 10000 درجة كلفن ) وهذا معناه أن درجات الحرارة فى بدايات الكون كانت مختلفة يعنى وجود فرق بسيط فى توزيع الكثافات وفرق فى توزيع الكتل وهذا يعطى فرق فى الجاذبية والفرق هذا ولو كان بسيط فهذا الذى حرك الماء الراكد والفرق هذا من أين أتى ؟ ففى عصر التضخم حصل أخطاء أثناء فصل المادة عن المادة المضادة والمادة التى تكونت ولم تكن قد إيه المادة المضادة بالضبط ؟ بل كانت أكثر منها والاختلاف هذا كان طفيف جدا لأن حجم الكون كان صغيرا لدرجة أن بعد ( 13.8 مليار سنة ) كان فيه فرق واحد من ( 10000 جزء )  لدرجة ( 1 درجة كلفن ) ولو كان الاختلاف طفبف فهو الذى أدى لوجود فرق فى الجاذبية فاختلاف الجاذبية قام بعمل شىء مهم جدا ومؤثرة فى تاريخ الكون بعد ذلك ( الاهتزاز الصوتى للمادة ) فالمنطقة التى يوجد بها جاذبية أعلى ستسحب مادة وستسخن أكثر وستسحب مادة أكثر وستسخن أكثر لحد ما تصبح درجة حرارتها تزيد بشكل كبير والإشعاع الذى بداخلها يفجر المنطقة بالكامل فأى تفجير ينتج موجات صوتية التى هى عبارة عن تضاغطات وتخلخلات فالتضاغطات هى منطقة تنضغط فيها المادة وكثافتها تكون عالية والتخلخلات المادة بها لا تكون مضغوطة وهذا الكلام لا يحصل فى مكان واحد فالكلام يحصل فى أماكن متفرقة فى الكون ويبقى الكون كله فى حالة غليان باستمرار فالذى حصل أن الكون كله أصبح يغلى لمدة ( 380000 سنة ) حتى وصلت درجة حرارته إلى ( 3000 درجة كلفن ) والذرة تكونت حيث أن الإشعاع تحرر والكون ثبت عند آخر وضع له حيث أن التضاغط الذى به مادة مركزة مع الوقت والتوسع بدأ يسحب مادة أكثر والتخلخل الذى به مادة قليلة مع الوقت المادة فيه أصبحت أقل ويترتب عليه أن المناطق التى تتركز فيها المادة هى التى كونت النجوم والكواكب والمجرات فيما بعد وبالتالى حين يتم رؤية توزيع المجرات فى الكون فى الوقت الحالى لا بد من معرفة أن هذه التوزيعة نتجت من

( الاسكرين شوت ) التى أخذت بعد ( 380000 سنة ) من بداية الكون فنترك توزيع المجرات حاليا ونرى كيف أن المجرات تكونت ؟ فلا يوجد إلا الهيدروجين والهليوم ومجرد سحب وأبخرة من الهيدروجين والهليوم موجودة فى أماكن بشكل كبير وموجودة فى أماكن أخرى بشكل قليل والسحب والأبخرة ( السدم ) فالمفروض أن الهيدروجين والهليوم يتحدوا مع بعض ويكونوا النجوم والكواكب والمجرات فالموضوع ليس بسيطا وإلا كان الهيدروجين والهليوم فى الكون كله ضم على بعضه وكونوا نجم واحد أو مجرة واحدة فالموضوع له قواعد وأسس فلا بد أن تكون للسحابة كثافة معينة والكثافة موجودة فى منطقة لها نصف قطر معين حيث أن طول جيمس هو أقل قطر المنطقة التى يوجد بها غاز بكثافة معينة والغاز يستطيع التغلب على درجة حرارته ويضم على بعضه وينجذب لبعضه فلو كان هناك منطقة كبيرة وكثافة الغاز بها قليلة والغاز هذا لن ينضم على بعضه ولو كان يوجد منطقة صغيرة وكثافة الغاز بها كبيرة فلن ينضم على بعضه فلا بد أن تكون الكثافة متناسبة مع قطر المنطقة حتى أن الغازات التى بها تنجذب لبعضها وتضم مع بعضها فأول الشرط عندما يتحقق الغازات تضم على بعضها لتبدأ أول لحظة فى حياة النجم وأول لحظة فى تكوين باقى العناصر الموجودة فى الجدول الدورى فالغاز يبدأ بالضم على بعضه بفعل الجاذبية وكلما ضم الغاز على بعضه درجة الحرارة سوف تغلى لأن أى غاز بينضغط درجة حرارته تغلى ولما الغاز ينضم على بعضه كتلته تتركز والجاذبية تصبح أعلى وتضم غاز أكثر والحرارة تغلى أكثر حتى تتخطى ( 3000 درجة كلفن ) التى تؤين الذرة والإلكترونات تتحرر وتترك الأنوية والأنوية ترجع بدون إلكترونات من جديد لكن الكثافات ليست عالية والضوء الناتج من الحرارة يقدر أن يتحرر وبالتالى رؤية الضوء لأن النجم كان لمبة مغلقة من الضوء ونورت لكن فى هذه اللحظة الجاذبية مستمرة فى التفوق على درجة الحرارة وأخذت تقوم بتجميع غازات أكثر وترتفع درجة الحرارة أعلى حتى تصل إلى ( 10 مليون كلفن ) وقتها الهيدروجين يرجع يندمج من جديد فأول الهيدروجين عندما يندمج التفاعل الاندماجى يخرج طاقة كبيرة وبيعاكس تأثير الجاذبية ويمنع النجم من الاستمرار فى سحق نفسه وفى هذه الحالة يصل لحالة الاتزان وحجمه يشير بالثبات لأن الطاقة الناتجة من عملية الاندماج والمسئولة عن تكبير حجمه = الطاقة الناتجة من الجاذبية والتى تحاول سحق النجم وتصغر حجمه ففى حالة أن كمية الهيدروجين والهليوم الذين كانوا متحدين فى البداية قلائل وفى حدود ( 10 % ) من كتلة الشمس النجم الذى يتكون تكون كتلته صغيرة وجاذبيته صغيرة وبالتالى معدل الاندماج فيه يكون قليل ويقوم بحرق الوقود التابع له بالبطىء فالجاذبية القليلة تجعل كثافة النجم قليلة وبالتالى الهليوم الساخن والذى تكون فى باطن النجم يقدر أن يتحرر ويخرج على سطح النجم ويحل محله هيدروجين بارد ويبدأ فى عملية الاندماج يعنى النجم بالكامل يعتبر كوقود ومعدل الحرق البطىء بجانب أن النجم كله يعتبر كوقود يجعل النجوم أعمارها طويلة جدا تصل إلى ( تريليون سنة ) أو ( 1000 مليار سنة ) بجانب أن حرارته تبقى قليلة وبالتالى لونه أصبح أحمر وحيث أنه أحمر اللون وحجمه صغير ( الأقزام الحمراء ) والنجوم من هذا النوع والتى تكونت فى بداية الكون تعتبر فى مرحلة الطفولة وباعتبار أن الكون عاش حتى اللحظة التى نعيش فيها

( 80 سنة ) فعمر النجوم لا يتخطى بالنسبة ل ( 80 سنة ) ( 10 شهور ) وفى نهاية عمر النجوم من هذه النوعية النجم كله يكون عبارة عن هليوم وبالتالى لا يوجد شىء جديد فلم نستطع تكوين عنصر كزيادة من جديد والذى تكون فى الانفجار العظيم ففى حالة أن كمية الهيدروجين والهليوم الموجودين فى البداية كانوا أكبر من ( 10 % ) من كتلة الشمس حيث أن النجم الذى سيتكون تكون كتلته كبيرة وجاذبيته كبيرة وقادر على سحق كمية أكبر من الغازات ويدمج كمية أعلى من الهيدروجين وهذا يجعل الحرارة والكثافة فى باطن النجم أو فى اللب كبيرة جدا لدرجة كبيرة حيث أن الضوء والحرارة التى فى صورة إشعاع بحيث يصعب أن يخرجوا من النجم ويصلوا لسطحه حيث أن اللب أو باطن النجم يكون منعزل والذى يحصل بداخله بيبقى بداخله فالجاذبية العالية تجعل النجم يدمج هيدروجين بصورة أسرع وما زال اللب يجعل اللب هو الذى يصلح كوقود لأن النجم كالأقزام الحمراء وهذا يجعل عمر النجوم قصيرا لا يتخطى 10 مليار سنة وبعد الهيدروجين الموجود فى اللب كله يندمج ويكون هليوم حيث أن الطاقة الخارجة من الاندماج النووى تقف والجاذبية تستفرد بلب النجم وتبدأ فى سحقه حيث أنه ينضغط ويصغر وتزيد كثافته وترتفع درجة حرارته لدرجة أن الطبقة الملامسة للب تسخن حيث تقوم بدمج الهيدروجين وتحوله إلى هليوم حيث أن الحرارة الناتجة من الاندماج النووى التى تحصل فى هذه الطبقة تبدأ بتسخين الغازات الموجودة بسطح النجم والتى تكون بعيدة نسبيا عن تأثير جاذبية النجم فالغازات تبدأ تسخن وتتمدد لدرجة أن حجم النجم يصل إلى ( 150 مرة ) عن حجمه الأصلى والنجم يسمى فى هذه الحالة ( العملاق الأحمر ) عملاق لأن النجم حجمه زاد وأحمر لأن الغازات التى تمددت بردت وأصبح سطح النجم أحمر اللون حيث أن الشمس من النجوم التى من المتوقع أن يحصل لها ظاهرة الانتفاخ يعنى تأييد فكرة دنو الشمس من الرؤوس حيث يبلغ درجة حرارة الشمس وقتها حيث أنها من المفترض أن تكون أبرد حتبقى كام ؟ لا أحد يعرف ولكن الأحداث التى تحصل على سطح النجم فعن طريق الرجوع إلى اللب لأن الفيلم الحقيقى سيبدأ هناك فالجاذبية تستمر فى سحق لب النجم وترتفع درجة حرارته حتى يصل إلى ضغط وحرارة كافيين حتى يبدأوا فى دمج الهليوم من أجل تكوين الكربون وهذا ثانى نجم يظهر معنا فى عناصر الجدول الدورى لكن النجوم التى مثل ذلك فى النهاية يصبح اللب الخاص بها عبارة عن كتلة من الكربون وتقف عند هذه المرحلة ولكى تستمر بعد الكربون نحتاج كتلة وجاذبية أكبر مما يدخلنا فى النوع الثالث من النجوم حيث أن الغازات التى كانت موجودة فى البداية أكبر ب 10 أو 20 مرة من كتلة الشمس وهذا يجعل النجم الذى ستكون كتلته أكبر وجاذبيته أكبر ولن يقف عند الكربون فى البداية سيدمج الهيدروجين الموجود فى اللب ويكون الهليوم ثم يبدأ بدمج الهليوم ليكون الكربون والطبقة الملامسة للب تبدأ بدمج الهيدروجين لتكون الهليوم بعد ذلك الكربون يكون النيون والتيون يكون الاكسجين والاكسجين يكون السليكون وفى النهاية يقف عند الحديد فكل مرة طبقة جديدة تظهر وتدمج الهيدروجين وتحوله إلى هليوم والطبقة القديمة تبدأ بدمج عنصر أعلى من المكان الذى كان موجود بها فلقد وصلنا للحديد وباستمرار عملية الدمج بتكون باقى عناصر الجدول الدورى للأسف لن ينفع حيث أن أكبر عنصر فى العدد الذرى ممكن الوصول إليه فى لب النجم هو الحديد فمبدئيا عند وجود بروتونات زائدة أو تنافر زيادة أو طاقة زيادة لا بل يوجد سبب آخر فالحديد نفسه هو أثبت العناصر فلا يوجد عنصر فى الكون أثبت من الحديد يعنى إيه أثبت العناصر يعنى الطاقة التى تربط مكونات النواة ( البروتونات والنيوترونات ) فى عنصر الحديد تكون قليلة جدا فمن أجل تكوين الحديد تكون أخرجت كمية كبيرة من الطاقة ووصلت لعنصر الطاقة فى النواة الخاصة به قليلة جدا بمعنى آخر فكل العناصر التى قبل الحديد لا بد لها من طاقة لكى يمكن دمجها ولما تندمج تخرج طاقة من التى تم أخذها إلا الحديد فمن أجل إدماج الحديد لا بد من استخدام طاقة أكبر من التى يستخرج بها إلا نواة الحديد حيث أن بها أقل كمية ممكنة من الطاقة وبالتالى فمن أجل دمج الحديد نحتاج نجم هائل فى الحجم من أجل القيام بهذه المهمة ولا يمكن القيام بها فالنجوم من هذه النوعية تكون كتلتها من ( 10 : 20 مرة ) من كتلة الشمس وبالتالى تصل لمرحلة الحديد وتقف عندها إلا أنه يوجد تغييرات طفيفة فى النهاية فعند الوصول إلى أن اللب أصبح كله حديد فالاندماج يقف والجاذبية تستمر فى سحق أنوية الحديد لكن يوجد حل آخر موجود فى داخل اللب والجاذبية تقدر أن تقضى عليه حيث يوجد داخل اللب بروتونات ونيوترونات وإلكترونات حيث تقوم الجاذبية من شدتها بجذب ودمج الإلكترونات مع البروتونات سالب وموجب سوف يكونوا حاجة متعادلة فالبروتون الموجب والإلكترون السالب يكونوا معا ( النيوترون ) واللب الخاص بالنجم فى هذه الحالة يكون كله عباره عن نيوترونات فهل تقف الجاذبية بالطبع لا فتقوم الجاذبية بضغط النيوترونات وتدخلها بداخل النجم حيث أن الفراغات فى باطن النجم تكون منعدمة ففى هذه الحالة نصل للمرحلة الحرجة والتى هى مبدأ باولى للاستبعاد فعن طريق ميكانيكا الكم فلا يوجد إلكترونين بنفس أعداد الكم يشغلوا نفس مستوى الطاقة يعنى لا يوجد إلكترونين متشابهين هما معا بيشغلوا نفس مستوى الطاقة مهما انضغطوا والنيوترونات التى تكونت ما هى إلا بروتون مضغوط فى إلكترون مضغوط وبالتالى لا ينفع وجود ( 2 نيوترون ) يشغلوا نفس مستوى الطاقة مهما زادت الجاذبية لكن الجاذبية فى هذه الحالة كبيرة جدا فعندما تقوم الجاذبية بكسر هذه القاعدة النجم ينفجر فانفجار النجوم التى بهذه الكتلة يكون أعظم انفجار فى الكون بعد الانفجار العظيم لدرجة أن لو نجم واحد انفجر فى مجرة الطريق اللبنى سيكون أكثر سطوعا من نجوم المجرة بالكامل وهذه النجوم عندما تنفجر المستعر الأعظم فالطاقة التى تخرج من النجوم بعد انفجارها تكون كبيرة جدا لدرجة أنها قادرة على تكوين بعض العناصر بعد الحديد كالنحاس والنيكل ولكن هذا ضئيل جدا يكاد لا يذكر فالسوبرنوفا لم تستطع تكوين العناصر التى بعد الحديد فكيف تكونت هذه العناصر ؟ فمع الانفجار يوجد كم كبير جدا من النيوترونات تقوم بالانجذاب نحو أنوية الذرات التى تكونت بالفعل هذه النيوترونات ترجع لتنحل من جديد لتكون بروتون وتخرج إلكترون فمعنى ذلك أن العدد الذرى بيزيد والعنصر يتحول من عنصر إلى عنصر آخر فتتم تكوين العناصر الأثقل من الحديد فبالنسبة للعناصر التى كانت موجودة بين الهليوم والكربون هذه العناصر الخاملة لماذا لم يتم التحدث عنها ؟ لأن هذه العناصر عناصر مستقرة ولا تتكون بالاندماج بسهولة لكن الذى يحصل أثناء انفجار السوبرنوفا يأتى إشعاع محمل بطاقة عالية جدا يقابل أنوية الذرات ليقسمها قسمين فكل إشعاع محمل بطاقة كبيرة يصطدم بنواة ذرة كبيرة ويقسمها لنواتين أصغر وهكذا يتكون العناصر الخفيفة المستقرة فتم تكوين كل عناصر الجدول الدورى ومثل هذه النجوم ينتهى كالآتى فلو كانت أقل من ( 20 مرة ) من كتلة الشمس اللب يكون كله عبارة عن نيوترونات ويبقى كما هو ويتحول لنجم نيوترونى ولو كانت أكبر من ( 20 مرة ) من كتلة الشمس النجم هذا بعدما ينفجر يترك ورائه ثقب أسود فكل العناصر التى فى الكون وفى الجدول الدورى تكونوا فأين النجوم والكواكب والمجرات فالنجوم عندما تنفجر تبعثر المواد التى بداخلها فى الفضاء والعناصر يبقى أمامها حل من ( 2 ) :

1 ) إما تنجذب لنجم جديد وتركب الدورة من أول وجديد .

2 ) إما تضم على بعضها وتكون الكواكب فالكواكب التى تكونت لو كانت قريبة من نجم معين تبدأ بالتأثر بجاذبيته وتبدأ فى الدوران حوله كما يحصل فى المجموعة الشمسية والمجموعات التى تشبه المجموعة الشمسية تبدأ بالتأثير على بعض بجاذبيتها وتتجمع وتكون المجرة فلماذا النجوم التى فى المجرة لا تضم على بعضها وتنسحق ؟ ولماذا النجوم الموجودة فى أطراف المجرات لا تتبعثر أثناء دورانها ؟

 

أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

21 / 6 / 2021

 

ماذا حدث قبل الانفجار العظيم ؟ نظرية الارتداد العظيم وأزلية الكون

 

ماذا حدث قبل الانفجار العظيم ؟ نظرية الارتداد العظيم وأزلية الكون

كيف بدأ الانفجار العظيم ؟ ومتى بدأ الزمن ؟ هل كانت لحظة بداية وإن كانت لحظة بداية ماذا كان قبل هذه اللحظة ؟ ماذا لو لم تكن لحظة بداية هل هذا يعنى أن الكون أزلى ؟ الكون كبير وواسع جدا لكن أين ينتهى ؟ ألديه حدود ؟ وإن كانت لديه حدود ماذا يوجد بعد هذه الحدود ؟ وماذا لو لم يكن له حدود ؟ هل يعنى هذا أن الكون أزلى ؟

لمناقشة الأسئلة بشكل بناء فلا بد من استعمال السياق العلمى المناسب حتى يتم فهم الأسئلة واشكاليتها فعن طريق استخدام علم الفيزياء فلا بد من استيعاب بعض المفاهيم الفيزيائية التى تخص النسبية العامة من جهة وفيزياء الكم من جهة أخرى ثم الجمع بينهما فى ( الجاذبية الكمومية ) كتمهيد سيساعد فى تحليل الإشكال تحليلا علميا ومنطقيا فلا بد من الاعتراف بأن الأسئلة معقدة جدا لذلك فمناقشة الأسئلة تتطلب شيئا من التركيز

فعن طريق استخدام فيزياء الكم فهذا الفرع من الفيزياء الذى يهتم بدراسة الظواهر التى تحدث على المستوى الذرى وتحت الذرى والذى ظهر فى بدايات ( ق / 20 ) بعدما عجزت الفيزياء الكلاسيكية عن شرح بعض الظواهر الغريبة كإشعال الجسم الأسود وطيف ذرة الهيدروجين وقد كان لأسماء بعض العلماء الفضل الكبير فى وضع أسس النظريات الكمية ومبادئها والتى يمكن تلخيصها فى النقاط التالية :

 

1 ) الكوانتا أو مفهوم الكمات :

الذى ينص على أن بعض الخواص الفيزيائية كالطاقة لا تصدر بشكل متصل مستمر ولكن على شكل حزم متقطعة .

 

2 ) الاحتمالية :

إن لغة ميكانيكا الكم هى لغة احتمال فإذا كانت الفيزياء الكلاسيكية تستطيع أن تتنبأ عن مكان تواجد كواكب المجموعة الشمسية بدقة متناهية فى المستقبل القريب والبعيد فإن ميكانيكا الكم تعطى احتمالات عن مكان تواجد الإلكترون حول نواة الذرة فإن احتمال تواجد الإلكترون فى هذا المكان أكبر من احتمال تواجده فى هذا المكان .

 

3 ) التراكب :

يمكن لذرة أن تكون غير مثارة أو مثارة فالذرة فى حالتين متراكبتين ( مثارة وغير مثارة ) لكن عند القياس نشاهد حالة واحدة من الحالتين إما ذرة مثارة أو ذرة غير مثارة .

 

4 ) التشابك الكمى :

يوجد جسيمان متشابكان حيث تؤثر الحالة الكمية لأحدهما فى الآخر حيث يمكن اعتبار الجسيمان نظاما واحدا مهما كانت المسافة التى بينهما حتى لو كان أحد الجسيمين فى الأرض والجسيم الآخر فى حافة المجرة ( الطريق اللبنى ) .

 

مفهوم الزمن :

الزمن فى فيزياء الكم هو نفسه فى الفيزياء الكلاسيكية ثابت لا يتغير فهذه أبرز المبادىء التى تقوم عليها فيزياء الكم .

 

النسبية العامة :

أما بخصوص النسبية العامة هذه النظرية البديعة التى أسسها الفيزيائى ( ألبرت آينشتاين ) والتى غيرت النظرة السطحية التقليدية للكون فهى تهتم بدراسة حركة الأجسام الضخمة وتأثيراتها على الزمن فإذا كانت قوانين نيوتن فى ( الجاذبية ) وفى الفيزياء الكلاسيكية بصفة عامة قد صيغت باعتبار أن الزمان والمكان ثابتان فإن نسبية ( آينشتاين ) العامة فسرت هذه المسلمة فالزمان والمكان عند ( آينشتاين ) نسبيان أى أن المكان متحرك والزمان متغير فالزمان والمكان وجهان لعملة واحدة فالفيزياء الكلاسيكية تصف حركة الأجسام فى الفضاء أما النسبية العامة فتصف حركة الفضاء نفسه الذى تتحرك فيه هذه الأجسام فكوكب الأرض الذى يدور حول الشمس فإذا تم وضع نظارات نيوتن فإننا سنشاهد كرة صغيرة هى الأرض تدور حول كرة كبيرة هى الشمس بفعل قوة غامضة ( الجاذبية ) فإذا تم نزع نظارات نيوتن ووضعنا نظارات آينشتاين سنشاهد تقعرا فى نسيج الزمكان ومع هذا التقعر فى الزمكان إلا الجاذبية حيث أن معادلات آينشتاين تصف بدقة كيف يتشوه أو يتقعر نسيج الزمكان بحضور الكتلة فتأثير الكتلة على الزمكان سيكون أقل من تأثير كتلة الأرض وتأثير كتلة الأرض سيكون أقل من تأثير كتلة الشمس وتأثير كتلة الشمس سيكون أقل من تأثير كتلة المجرة ( الطريق اللبنى ) فكلما زادت كتلة الجسم كلما تقعر الزمكان فالبشرية لا تعيش فى الزمكان بل تتفاعل مع الزمكان .

فعن طريق تلخيص النسبية العامة فالزمكان يخبر المادة كيف تتحرك ؟ والمادة تخبر الزمكان كيف ينحنى ؟ ففيزياء الكم والجسيمات الصغيرة من جهة والجاذبية والأجسام الكبيرة من جهة أخرى فبعد أن أنهى آينشتاين صياغة معادلاته فى النسبية العامة ( الطاقة = الكتلة × مربع سرعة الضوء ) سنة ( 1915 ) تنبه إلى أن هناك شيئا ناقصا فى نظريته فنشر ورقة علمية سنة ( 1916 ) حيث أخبر أن نظرية الكم يجب أن تعدل فى الكهروديناميكا ولكن فى نظرية ( الجاذبية الجديدة ) فماذا يقصد آينشتاين بذلك ؟ فأين يظهر النقص فى نظرية النسبية العامة بالرغم من أن معادلات النسبية العامة تصف بشكل دقيق جدا النسيج الزمكانى ؟ غير أن معادلات النسبية العامة تنهار فى بعض الأماكن فى قلب ثقب أسود حيث تؤول قيمة الكثافة إلى ما لا نهاية وهذا يعنى شيئان إما أن النسيج الزمكانى يتمزق أو أن هناك خللا فى معادلات آينشتاين فى النسبية العامة فالنسيج الزمكانى ممتاز فالطبيعة ما هى ؟ فمعادلات النسبية العامة هى التى فيها خلل فيوجد مثال يتعلق بأصل الكون حيث اثبتت تجارب هابل أن الكون فى توسع مستمر فعن طريق الرجوع بالزمن إلى الوراء فسنلاحظ أن الكون يتقلص ويتقلص ويتقلص إلى أن يصبح نقطة صغيرة جدا فى اللحظة صفر من خلق الكون حيث تكون قيمة كثافة النقطة الصغيرة جدا لانهائية فهذا يعد خللا ونقصانا وقصورا فى النسبية العامة لآينشتاين لماذا لأنه من المفترض أن تأخذ معادلات آينشتاين التصرف الكمى للنقطة الصغيرة جدا التى ولدت الانفجار العظيم حيث أن النقطة الصغيرة جدا والتى تنهار عندها النسبية العامة ( المتفردة أو التفرد ) فماذا حدث فى اللحظة صفر من خلق الكون وقبل اللحظة صفر ؟ فيعتمد فى الأساس على بناء نظرية فيزيائية أكثر شمولية عن طريق تزاوج النسبية العامة وفيزياء الكم وبالرجوع إلى معادلة آينشتاين والتى تصف كيف يتقعر الزمكان فى حضور الكتلة حيث أن الزمكان يرتبط بشكل مباشر بكتلة المادة والطرف الثانى من المعادلة يتمثل فى المادة حيث أن المادة فى أصلها تتكون من أجسام أولية ذات طبيعة كمية ولكى يتحقق التجانس أو التناسق فى المعادلة فالضرورة الرياضية تحتم أن يكون الطرف الأول من المعادلة ذو طبيعة كمية فماذا يعنى هذا ؟ فهذا يعنى أن النسيج الزمكانى لا بد وأن يتكون من أجزاء أولية لا تقبل التقسيم كما تتكون المادة من الكواركات والإلكترونات التى لا تقبل التقسيم ( الجاذبية الكمومية ) لكن من الصعب جدا دمج النسبية العامة بفيزياء الكم لماذا ؟ فالحقيقة أن المبادىء التى تاسس عليها فيزياء الكم لا تتوافق فى جوهرها مع المبادىء التى بنت النسبية العامة فمبدأ ( اللايقين ) ( لهايزنبرج ) الذى يخبر بأن لا يمكن تحديد موقع وسرعة كمية حركة جسيم فى آن واحد فلا يجد هذا المبدأ مكانه فى النسبية العامة ويوجد سبب رئيسى آخر يحول دون دمج الكم بالنسبية العامة عن طريق عامل الزمن فالزمن فى فيزياء الكم هو نفسه فى الفيزياء الكلاسيكية ثابت لا يتغير وعند التحدث عن النسبية العامة فالزمان والمكان فى النسبية العامة نسبيان أى أن المكان متحرك والزمن متغير فالزمان والمكان وجهان لعملة واحدة فهذا يجعل مهمة جمع الكم بالنسبية العامة مهمة صعبة جدا على المستوى النظرى كما يمكن التحقق منها عن طريق التجربة فعن طريق استخدام الأرقام حيث يتضح كيف أن الأرض بعيدة جدا عن الجسيمات الصغيرة التى تتنبأ بها الجاذبية الكمومية حيث أنها تكون الزمكان فإذا كان أكبر مسرع جسيمات يولد طاقة تصل إلى ( 10000 جيجا إلكترون فولت ) بحيث يرصد بعض الجسيمات الأولية فإنه يرصد ( البرافتون أو الجرافتون ) وهو جسيم أولى افتراضى حامل لقوة الجاذبية حيث أن ( البرافتون أو الجرافتون ) الجسيم الذى يكون الزمكان بحيث يعطى طاقة أكبر ب ( 1000 بليون مرة ) مما تستطيع البشرية توليده وبناء مسرع جسيمات بحجم المجرة ( الطريق اللبنى ) فإن مهمة دمج الكم والجاذبية صعبة جدا لكنها ليست مستحيلة على الأقل من الناحية النظرية فدائما ما يقترح العلماء حلولا للخروج من الاشكاليات العويصة وواحد من الحلول المقترحة لجمع فيزياء الكم والنسبية العامة

( الجاذبية الكمية الحلقية ) والتى تمكن مؤسسوها من وضع إطار نظرى رياضى تمكن من خلاله من تكميم الزمكان فماذا يعنى تكميم الزمكان ؟ يعنى تكميم الزمان وتكميم المكان فلو افترض أن البشرية تملك تلسكوب قوى جدا فإن النسيج المكانى سنجد أنه يتكون من وحدات هندسية صغيرة جدا مترابطة فيما بينها نفس الشىء بالنسبة للزمان فإذا كان يمكن تقسيم الساعة إلى ( 60 دقيقة ) والدقيقة إلى ( 60 ثانية ) فعن طريق تقسيم الثانية إلى ( 10 و 100 و 1000 و مليار ) إلى أن نصل إلى ( 100 مليون فريليون فريليون فريليون ثانية ) أى ( 10 اس – 44 ثانية ) وهى أصغر وحدة زمنية يكون للوقت فيها معنى ( زمن بلانك ) فماذا يقتضى هذا ؟ يقتضى أن الزمن يأخذ قيما محددة حيث أن الحدث الأول استغرق

( 4 وحدات زمنية ) ولا يمكن القول أن الحدث استغرق ( 4 وحدات ونصف أو ربع ) ( زمن بلانك ) وكان الزمن يقفز من قيمة محددة إلى قيمة أخرى دون المرور بالقيم بينهما كما تفعل الإلكترونات فى النموذج الذرى فليس من الممكن التفكير فى مدة زمنية على أنها متصلة ومستمرة فيجب التفكير فيها على أساس أنها متقطعة فإن فيزياء الكم والنسبية العامة هامة فعن طريق التزاوج بينهما تم الحصول على / الجاذبية الكمومية عن طريق ( الجاذبية الكمية الحلقية ) وماذا بعد ؟ ماذا حدث فى اللحظة صفر من خلق الكون ؟ وماذا حدث قبل الانفجار العظيم ؟ فبالرجوع لمعادلات النسبية العامة نجد أنه كلما رجعنا بالزمن إلى الوراء كلما تقلص الكون وزادت كثافته فعند الوصول إلى النقطة أو اللحظة صفر فإن كثافة الكون تصبح لانهائية وهذا غير مقبول فيزيائيا ففى إطار ( الجاذبية الكمية الحلقية ) التى أخذت بعين الاعتبار التصرف الكمى للنقطة التى ولدت الانفجار العظيم فإن معادلة تطور الكون تتغير بإضافة عامل جديد يحدد كثافة الكون القصوى التى لا يمكن أن يصل إليها بعبارة أكثر وضوحا المقارنة مع النموذج العادى ( للانفجار العظيم ) فإنه كلما رجعنا بالزمن إلى الوراء كلما تقلص الكون وكلما ارتفعت كثافته ويستمر تقلص الكون وارتفاع كثافته إلى أن يصل إلى لحظة ونقطة لا يمكن أن يتقلص بعدها أكثر من ذلك ثم يبدأ الكون فى التوسع من جديد ( الإرتداد العظيم ) الذى يتصوره علماء الفيزياء المؤيدون ( للجاذبية الكمية الحلقية ) حيث أن الرجوع بالزمن إلى الوراء الذى يرافق تقلص الكون مع تزايد كثافته فى لحظة تكون الجاذبية شديدة جدا ويفترض بها أن تزيد من تقلص الكون وتزايد كثافته حيث تظهر قوة تنافر ناتجة من الطبيعة الهندسية للزمكان لتعادى الجاذبية وتحول دون زيادة الكثافة مما ينتج عنه توسع الكون مجددا عوضا عن تقلصه أكثر وأكثر حيث يوجد كون واسع بدأ فى التقلص إلى أن وصل إلى نقطة لم يعد بعدها قادرا على التقلص أكثر ثم بدأ الكون فى التوسع مجددا ( الانفجار العظيم ) وهل حدث ( الإرتداد العظيم ) مرة واحدة أم مرات عديدة ؟ فقد يكون الكون أزليا وواسع جدا ثم بدأ فى التقلص إلى أن وصل لنقطة ( الإرتداد العظيم ) ثم بدأ فى التوسع ويستمر فى التوسع إلى ما لا نهاية أو أن عملية ( الإرتداد العظيم ) حدثت ما لا نهاية من المرات ومنذ الأزل وآخر ( إرتداد عظيم ) كان قبل ( 13.8 مليار ) سنة والكون الحالى فى توسع لكن فى لحظة ما سيبدأ فى التقلص ليحدث ( إرتداد عظيم ) آخر وتستمر العملية إلى ما لا نهاية وفى كلا السيناريوهين فإن الكون بحسب ( الجاذبية الكمية الحلقية ) أزلى لا بداية له ولا نهاية فمسألة ( أزلية الكون ) غير منطقية فهى ليست أكثر غرابة من خلق الكون من عدمه وهو شىء من لا شىء حيث أن خلق الكون من عدمه مكتوب بلغة رياضية ونتائج الحسابات الرقمية دقيقة ومتناسقة جدا لكن هل يوجد ملاحظات تجريبية تؤكد صحة ( الجاذبية الكمية الحلقية ) التى تطرح نموذج ( الإرتداد العظيم ) بدلا من ( الانفجار العظيم ) فالجواب هو لا فلا يوجد تجربة مختبرية تثبت صحة ( الجاذبية الكمية الحلقية ) أو تفندها بسبب الإشكالات التكنولوجية لكن العلماء لديهم أمل أن يجدوا يوما ما فى المستقبل القريب أو البعيد أثرا عن حدوث ( إرتداد أعظمى ) ( فالإرتداد العظيم ) و ( البنية الزمكانية ) لكون عرف امتداده تختلف عن الطراز أو البنية الزمكانية لكون لم يعرف امتداده فالعلماء ينتظرون تجميع معلومات أكثر من التلسكوبات الفضائية وأبرزها تلسكوب ( فيرمى ) الفضائى والذى يعمل بأشعة جاما على أمل أن يرصد العلماء أثرا يدل على حدوث ( إرتداد عظيم ) قبل ( 13.8 مليار سنة ) أما إن فشلت التجارب المستقبلية فى تجميع نتائج وتخمينات ( الجاذبية الكمية الحلقية ) فتصبح خاطئة وهذا هو المنهج العلمى التجريبى سهل فى فلسفته صارم فى حكمه ففكرة ( أزلية الكون ) فكرة قديمة جدا موجودة فى الثقافات القديمة والثقافة العربية الإسلامية والتى يعرف بقدم العالم أو ( أزلية الكون ) حيث أن علماء العرب القدامى قد أيدوا نسبيا فكرة ( أزلية الكون ) فهذه وجهة نظر ماذا حدث قبل الانفجار العظيم ؟ من زاوية مختلفة تستند على العلم الطبيعى ( الفيزياء ) .

 

 

أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

6 / 1 / 2022

رصد ما قبل الانفجار العظيم ( Big Bang )

 

رصد ما قبل الإنفجار العظيم ( Big Bang )

لأول مرة أعلنت ( ناسا ) عن إجابة السؤال الأعظم ؟ السؤال الذى حير العلماء على مدار فترة طويلة من الزمن حيث أن إجابته توصف مكان ( الإنفجار العظيم ) أو نقطة البداية للكون بكل ما يحويه حيث أن الوصف لنقطة البداية هو رباعى الأبعاد يعنى أبعاد المكان ( 3 ) ( الطول / العرض / الارتفاع ) مضافا إليها ( الزمن ) كبعد رابع والمفاجأة أن هذه النقطة كانت موجودة من قبل ( 13.8 مليار سنة ) الذى كان يعتقد أنها نقطة البداية والخلق الأولى لأنه يلعب فى ثوابت مقدسة آمن بها العلماء فى المجتمع العلمى على مر الزمن بل إن الورقة البحثية تجاوب عن السؤال المحرم الذى يصف شكل الكون من قبل خلق الضوء وغمره للكون بالكامل حيث أن البشرية على وشك الدخول فى عصر جديد من الفيزياء الكونية بظهور ثوابت علمية جديدة ستنضم إجباريا للمعادلات الفيزيائية فى أى لحظة فى المستقبل .

ففى بداية الرحلة يجب نسيان كل شىء عن بداية الكون من ( 13.8 مليار سنة ) لأن الإنسان على وشك معرفة معلومات من ورقة بحثية جديدة حيث أن مكان الإنفجار العظيم أو ( نقطة التفرد الكونية ) الأولى كانت أين بالتحديد ؟ وكيف أن قوى الطبيعة ( 4 ) ( الجاذبية / الكهرومغناطيسية / القوة النووية القوية / القوة النووية الضعيفة ) كانت موجودة مع بعض بداخل ( نقطة التفرد الكونية ) بل وظلت مترابطة مع بعض كقوة كونية أعظم ومستحيل وصفها بأى معادلة فيزيائية بل واستمر اتحادها على شكل القوة الكونية الأعظم لفترة زمنية يعتقد أنها لانهائية موجودة فى وسط العدم اللانهائى فبدأ العلماء بأغرب وصف لشكل الكون عن طريق إجراء محاكاة كونية باستخدام كمبيوترات كمية خارقة تصل دقتها إلى ( 99 % ) والتى بدأت بوضع ( 2 تريليون مجرة ) الموجودة حول مجرة ( الطريق اللبنى ) فى الكون المنظور فى أماكنها الحقيقية أو بمعنى أدق رسم خريطة كونية للمجرات كلها بقطر يصل إلى ( 93 مليار سنة ضوئية ) وبهذا الشكل تكون المكان بأبعاده

( 3 ) ( الطول / العرض / الارتفاع ) فى المحاكاة الكونية حيث بدأ العلماء فى إضافة البعد ( 4 ) ( الزمن ) والرجوع به تدريجيا فى المتجه السالب والذى من المستحيل حدوثه فى الحقيقة على عكس المحاكاة الكونية التى تجعل الإنسان يتحكم فى كل خصائصها الكونية بطريقة سهلة جدا حيث رجع العلماء بالمحاكاة الكونية فى ( الزمن ) إلى ( 13.8 مليار سنة ) وتكونت نقطة لانهائية فى الكتلة والكثافة لكن من المستحيل وصفها بالمعادلات الفيزيائية حيث بدأ العلماء فى إضافة بعض الخصائص الفيزيائية للنقطة التى تكونت فى المحاكاة الكونية ( نقطة التفرد الكونية ) ككمية من الطاقة الكافية للتعبير عن اتحاد قوى الطبيعة ( 4 ) ( الجاذبية / الكهرومغناطيسية / القوة النووية القوية / القوة النووية الضعيفة ) كقوة كونية موحدة تضم ( 4 ) قوى مع بعض حيث نجح العلماء فى تكوين ( نقطة التفرد الكونية ) بنسبة ( 100 % ) حيث أن العلماء باستخدام الكمبيوترات الكمية الخارقة حيث بدأ العلماء فى تمديد ( نقطة التفرد الكونية ) فى المحاكاة الكونية خلال زمن معين حيث أن الزمن لانفصال قوى الطبيعة ( 4 ) ( الجاذبية / الكهرومغناطيسية / القوة النووية القوية / القوة النووية الضعيفة ) عن بعض وقت لحظة البداية خاصة قوة ( الجاذبية ) التى بدأت تنفصل بعنف وتنتشر خلال نسيج ( الزمكان ) الذى بدأ خلقه وتكوينه حيث بدأ الزمن يمر على المحاكاة الكونية بشكل متسارع ومتواز مع تمدد الكون حيث لاحظ العلماء شىء غريب جدا لأن كل ما يتم قطع جزء من الكون بداخل المحاكاة الكونية مهما كان حجمه لمليارات السنين الضوئية يكون توزيع المادة العادية ( 5 % ) والطاقة المظلمة ( 68 % ) والمادة المظلمة ( 27 % ) شبه متساوى فى أى مكان على مستوى الكون بالكامل حيث تم إثباته من العالم ( إدوين هابل ) حيث تأكد العلماء أن المحاكاة الكونية تصف الكون وصحيحه بنسبة

( 100 % ) فحينما بدأ العلماء فى رصد الكون من مجرة ( الطريق اللبنى ) بداخل المحاكاة الكونية حيث لاحظ العلماء أن الكون يتمدد بتسارع وباستمرار وكأنه يتمدد من نقطة واحدة تمثل مركز الكون فعندما بدأ العلماء فى رصد الكون وكأنهم موجودين داخل المحاكاة الكونية لكن من مجرة أخرى حيث ظهرت ( نقطة التفرد الكونية ) التى بدأ منها الكون فى مكان مختلف عن المكان الأول حيث انقلب الوسط العلمى ( 180 درجة ) حيث بدأ العلماء فى تكرار عمليات الرصد على كل المجرات فى المحاكاة الكونية ليكتشف العلماء أن ( نقطة التفرد الكونية ) فى كل مكان على مستوى نسيج ( الزمكان ) بالكامل أو بمعنى أدق أن كل نقطة بأصغر أبعاد ممكنة على نسيج ( الزمكان ) الذى حدث فيها إنفجار عظيم وتمدد الكون منها من البداية حيث أن الفرضية الجديدة أقرب للصحة عن كونها فرضية عادية فكل شىء اكتشفه العلماء وأثبتوا صحته بفضل العالم ( إدوين هابل ) لأنه برصده للمجرات حول مجرة ( الطريق اللبنى ) لحساب سرعة ابتعادها عن الأرض حيث تم اكتشاف أن المجرات البعيدة تبتعد بشكل أسرع عن مجرة ( الطريق اللبنى ) من المجرات الأقرب للأرض وباستخدام نفس المبدأ المستخدم فى المحاكاة الكونية حيث يظهر التمدد الكونى وكأنه مركز الكون والذى بدأ من مجرة ( الطريق اللبنى ) حيث أصبح التمدد الكونى وكأنه مركز الكون والذى بدأ من مجرة ( الطريق اللبنى ) خطأ لأن مجرة ( الطريق اللبنى ) تعتبر عادية جدا ك ( 2 تريليون مجرة ) التى حول مجرة ( الطريق اللبنى ) فى الكون وليست موجودة فى المركز إطلاقا حيث أن المجرات تبتعد عن بعض نتيجة لتمدد نسيج ( الزمكان ) أكثر من سرعة تحركها خلال النسيج الزمكانى وهذا ممكن حدوثه فى ( 3 أشكال افتراضية ) لشكل الكون فلا بد أن يكون واحدا منهم طبقا لنظرية ( النسبية العامة ) لآينشتين والتى تصف الجاذبية على أنها تشوه لنسيج ( الزمكان ) نتيجة لتواجد الطاقة والكتلة وبهذه الطريقة يمكن حساب انحناء نسيج الزمكان الناتج عن الأرض والشمس بل وحساب قوة المجال الجذبوى للكون بالكامل حيث نصل لشكل نسيج ( الزمكان ) والكون حول الأرض بشكل مؤكد لكن من غير الدخول فى أى معادلات معقدة حيث أن شكل الكون يتحدد من رمز ( K ) والذى يمثل معامل الانحناء سواء أكبر أو أصغر أو يساوى صفر فلو كان ( K ) أكبر من الصفر فالكون مقفول أما فى حالة ( K ) أصغر من الصفر فالكون مفتوح وفى حالة ( K ) = صفر فالكون يكون مسطح أو مشابه للشكل الوهمى لنموذج الأرض المسطحة حيث أن فى الورقة البحثية الجديدة فالعلماء متأكدون أن الكون موجب الانحناء فشكل الكون هو كرة ثلاثية الأبعاد والكائنات مسموح لها العيش على سطحها الخارجى أو الداخلى حيث يصبح السطح بالنسبة للكائنات ممتد للأبد وبدون أى مركز إطلاقا وبتطبيق نفس الحالة على الكائنات ثلاثية الأبعاد بالإضافة للقيمة الموجبة ومعامل الانحناء فالكون هو عبارة عن كرة رباعية الأبعاد حيث أن الكائنات ثلاثية الأبعاد تكون الكرة وكأنها لانهائية بلا بداية وبلا نهاية ولا حتى مركز حيث ظهر فريق علمى مضاد الفكر بنسبة ( 100 % ) والذى يؤكد أن رصد مركز الكون أو ( نقطة التفرد الكونية ) يكون مستحيلا بأى حال من الأحوال لأن كل التلسكوبات المعتمدة على ( الطيف الكهرومغناطيسى ) كالضوء المرئى والأشعة تحت الحمراء أو الأشعة فوق البنفسجية التى ليس لديها القدرة على رصد أى حدث كونى نشأ فى الفترة من لحظة البداية حتى سنة ( 300000 ) من عمر الكون لأن أول الفوتونات الضوئية نشأت بعد ( 300000 سنة ) من الانفجار العظيم فالطريقة الوحيدة الممكنة لرصد هذه الفترة من تاريخ الكون هى موجات الجاذبية التى نشأت من لحظة الانفجار العظيم والمنطلقة خلال نسيج الزمكان بدون أى موانع إطلاقا وهذا الذى تنبأ به ( آينشتين ) من ( 120 سنة ) حيث أن رصد لحظة بداية الكون تكون وكأنها من المحرمات الكونية الممنوع على البشر تأكيدها بنسبة ( 100 % ) حيث أن الكون مخلوق بحدود لا يمكن اختراقها بالرغم من التقدم التكنولوجى الرهيب للحضارة البشرية كسر المادة المظلمة والطاقة المظلمة والأكوان المتوازية أو حتى سيناريوهات نهاية الكون .

 

 

أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

29 / 7 / 2023

الانفجار العظيم ( Big Bang ) لم يكن بداية الكون

 

الانفجار العظيم ( Big Bang ) لم يكن بداية الكون

توجد صورتان إحداهما للمخ البشرى والصورة الأخرى للكون فهل يمكن التمييز بينهم ؟ فمن الممكن أن يكون الكلام صحيحا عندما نعرف أن الانفجار العظيم لم يكن قد حدث أصلا منذ ( 13.8 مليار سنة ) فالحقيقة توجد نظريات غريبة تفسر طريقة نشأة الكون وتفترض تركيبه وشكله وإن كان هو الكون الوحيد الذى خلق ولا واحد من عدد لانهائى من الأكوان المتوازية باحتمالات لامتناهية لكل سيناريو يمكن تخيله موجود فى العالم حيث أن نظرية الانفجار العظيم هى النظرية الوحيدة المعترف بها من عدد هائل من علماء الفيزياء الكونية على مستوى العالم والتى تفترض أن الكون فى بدايته كان مركز كله فى نقطة واحدة من المادة حيث أن هذه النقطة انفجرت فجأة وبدأ الكون من لحظتها فى التمدد المتسارع والمستمر بمرور الزمن من أجل الوصول لعمر افتراضى للكون الذى يصل إلى ( 13.8 مليار سنة ) لكن الحقيقة أن كثير من العلماء على مستوى العالم بدأوا فى التفكير فى أسباب غريبة لنشأة الكون ( Universe ) بناء على الحقائق العلمية والاكتشافات الفيزيائية التى توصل إليها العلماء على مدار السنين وافترضوا نظريات غريبة وعجيبة جدا ممكن أن تكون مقنعة أكثر من نظرية الانفجار العظيم .

فلو تم التركيز فى الصورتين فهل يمكن التمييز بين الصورة التى تمثل مسارات الإشارات الكهربية فى المخ البشرى والصورة الأخرى للكون المنظور فالحقيقة أن بعض العلماء يفترضوا أنه من الممكن أن البشرية تعيش داخل مخ كائن عملاق من نوع أكبر وأقدم وأعلى من البشر فى مستويات التفكير فالتشابه بين المخ البشرى وشكل الكون على مستوى التصميم يعتبر كبير بدرجة مريبة جدا فالمخ البشرى والكون يتكونوا من شبكات عملاقة من الموصلات تكون متصلة فى نقط ما بينها فالكون ملىء بمليارات المجرات ( Galaxies ) أما المخ البشرى فيحوى المليارات من الناقلات العصبية و ( 70 % ) من تركيب الكون يكون من الطاقة المظلمة ( Dark Energy ) فى حين أن المخ البشرى يكون مكون من المياه بنسبة ( 70 % ) فبعض العلماء ونتيجة للتشابه الغريب بين المخ البشرى والكون اكتشفوا أن المخ البشرى والكون يعملوا بنفس الطريقة بشكل كبير جدا لكن على مقاييس المسافات والحجم تكون هائلة جدا لصالح الكون حيث أن الإشارات الكهربية فى المخ البشرى تنتقل فجأة وكأنها تظهر من اللاشىء بشكل مفاجىء وتضىء مناطق من المخ البشرى عند آداء الوظائف المختلفة فى حين أن نفس الشىء بيحدث فى الكون وقت التمدد المستمر والمتسارع مما يؤدى لظهور الطاقة المظلمة بشكل مفاجىء من وسط اللاشىء من أجل المحافظة على نفس التركيز لها بنسبة ( 68 % ) من تركيب الكون حتى وقت تمدد الكون المتسارع والمستمر لكن لو فعلا الكون عبارة عن مخ بشرى عملاق فأول سؤال يتم التفكير فيه هو كيف هذا حصل ؟ فالكون من مليارات السنين بدأ بحالة من الفوضى من انتشار المواد بشكل عشوائى فى كل الاتجاهات لكن بمرور الزمن بدأت المادة تتجمع على هيئة أشكال منتظمة ومرتبة من العناقيد النجمية والمجرية وطبقا للنظرية فتفترض أن من بداية لحظات تجمع المادة بهذه الطريقة بدأ الكون يتحول على شكل يكون قادر على فهم نفسه وهو شكل المخ البشرى .

لكن طبقا للنظرية فلو كان الكون فعلا على شكل مخ بشرى فهل هذا المخ يكون قادر على اتخاذ القرارات والتفكير بشكل مستقل فالحقيقة العلماء غير قادرين على تحديد الوعى بشكل كامل والمتمثل فى أصل الاختيار واتخاذ القرارات من المخ البشرى فلو تم النظر للمخ البشرى من بعيد بشكل محايد فالذى يتحكم فى المخ البشرى يكون مجرد إشارات كهربية وبعض المركبات الكيميائية فلو تم الوصول لمرحلة من التطور والتكنولوجيا والذكاء الصناعى وكان الإنسان قادر على إجراء محادثة كاملة مع ذكاء صناعى من غير التمييز بين الآلة والإنسان فهل الذكاء الصناعى يكون قادر على تكوين وعى فعلا ويكون مدرك لكل شىء حوله ؟ فمن أجل الوصول لنظرية جديدة ( نظرية كل شىء / الأوتار الفائقة ) ومع اكتشاف العلماء أن قوة الجاذبية ( Gravity ) تكون غير مؤثرة على عالم الكوانتم لأنها تكون ضعيفة جدا بالمقارنة مع قوى طبيعية أخرى كالقوة الكهرومغناطيسية والقوتان النوويتان الضعيفة والقوية فطبقا لنظرية ( إم ) فالجرافيتون الذى يمثل قوة الجاذبية والالكترونات والفوتونات وحتى البروتونات لا تكون مجرد جسيمات على شكل كرات بل تكون أوتار صغيرة غير محسوسة من الطاقة تهتز بطرق مختلفة على حسب نوعها ووظيفتها فى عالم الكوانتم وتحتاج إلى ( 11 بعد ) كاملين من أجل أن تؤدى وظائفها فى عالم الكوانتم بشكل كامل ليس مجرد ( 4 أبعاد ) ( طول / عرض / ارتفاع / زمن ) فنظرية ( إم ) هى عبارة عن معادلات من الرياضيات البحتة من غير أى دليل مادى ممكن أن نكون قادرين على رصده بأى شكل من الأشكال التكنولوجية حيث استطاع أحد العلماء على مدار سنين من دراستها أن يؤكد النظربة ( إم ) وبتطبيقها على القوانين الفيزيائية فهى ممكن أن تكشف كل أسرار الكون وأصل الحياة ( نظرية كل شىء / الأوتار الفائقة ) لكن وبسبب أن الجرافيتون يعتبر من الجسيمات النظرية من غير أى إثبات علمى على وجوده كممثل لقوة الجاذبية فالكون يتكون من ( 95 % ) من نوع من المادة المظلمة بنسبة

( 27 % ) والمادة العادية بنسبة ( 5 % ) والطاقة المظلمة بنسبة ( 68 % ) فلو تم تطبيق قوة الجاذبية لوحدها فى الكون سنصل لنقطة سنجد فيها أن المعادلات الرياضية تكون فاقدة لكتلة ضخمة مجهولة المصدر بل إنها تتفاعل مع المجرات وتجعلها متماسكة هيكليا بكتل عملاقة موزعة فى أماكن متفرقة فيها من أجل أن تحافظ على شكلها المنتظم واستقرارها فبدأ العلماء بافتراض وجود المادة المظلمة ( Dark Matter ) وعن طريق إضافتها للمعادلات الرياضية الغير متزنة بدأت تتفق مع شكل الكون المرصود واتزنت المعادلات الرياضية من أجل الوصول إلى أكثر نظرية غريبة افترضها العلماء وهى نظرية

( Big Bounce ) والتى تفترض أن الكون الذى نعيش فيه هو ليس أول كون موجود ولا حتى سيكون موجود على مر الزمن بل إن نظرية ( الانفجار العظيم / Big Bang ) ليس عظيم ولا مميز لكنها تتكرر كل مدة زمنية طويلة لما تركيز المادة يبدأ يقل فى الكون نتيجة لتمدده المستمر والمتسارع حيث سنصل للحظة سيكون الكون فيها غير قادر على دعم هيكله العملاق فيبدأ بالانهيار على نفسه وتتكون لحظة انفجار عظيم مرة أخرى وينشأ كون جديد من الأول ويتكرر لعدد لانهائى من المرات ويكون الكون الذى نوجد فيه هو مجرد جزء من سلسلة من الأكوان التى تتواجد وتتلاشى بمرور الزمن حيث أنها تعتبر من النظريات المريبة جدا ونصل لأكثر نظرية غريبة افترضها العلماء لنشأة الكون ( Out of a White Hole Universe ) فالثقوب البيضاء تعتبر أجرام كونية نظرية مبنية على المعادلات الرياضية وتكون وظيفتها عكس الثقوب السوداء فبدلا من جذب كل المادة التى تقترب من الثقوب السوداء لنقطة ( التفرد / Singularity ) الأعلى كثافة فى حالة الثقوب السوداء فالثقوب البيضاء تدفع المادة بكميات هائلة للخارج وتمنع أى شكل من أشكال المادة أن يقترب منها فالنظرية افترضها فريق علمى كندى سنة ( 2013 ) حيث أن الكون ممكن أن يتكون بعد انفجار عملاق من نوع السوبرنوفا من نجم رباعى الأبعاد فكلمة

( رباعى الأبعاد ) غريبة فلو تم افتراض أن النجوم العادية هى مجرد أجسام ثلاثية الأبعاد فالنجم الرباعى الأبعاد من الممكن أن يكون موجود فى مكان قريب من الأرض من غير أن نكون قادرين على رصده بأى شكل من الأشكال لكن يمكن الاحساس بأثره لو انفجر ففى نظرية ( Out of a White Hole Universe ) والتى تفترض أن الكون الذى نعيش فيه ناتج من مادة مصدرها ثقب أبيض عملاق وبعد دراسة إشعاع الخلفية الكونية الميكروية وتوزيع درجات الحرارة عليه افترض العلماء أن الكون لا بد أن يكون موجب الانحناء ولحظتها سيكون عبارة عن كرة عملاقة فى الشكل الرباعى الأبعاد مركزها نقطة واحدة كانت مركزة فى المادة والطاقة من لحظة البداية من مليارات السنين وهذا ما يتفق مع نظرية الانفجار العظيم ومعظم النظريات التى تحاول الوصول لتفسير لحظة بداية الكون فالبرغم من الافتراضات والنظريات كلها عجز العلماء عن دمج النظرية النسبية العامة لاينشتاين مع نظرية فيزياء الكوانتم فمن المستحيل التأكيد على صحة أى نظرية مفترضة على أساس أنها السيناريو الفعلى لنشأة الكون وهذا يتضمن حتى نظرية الانفجار العظيم بالرغم من أنها الأكثر شهرة فى الوسط العلمى فالنظرية المقنعة التى تمثل لحظة بداية الكون العملاق الممتد إلى ( 93 مليار سنة ضوئية ) .

 

 

أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

23 / 9 / 2022

الانفجار العظيم ( 2 ) الثوانى الأولى من عمر الكون

 

الانفجار العظيم ( 2 ) الثوانى الأولى من عمر الكون

إن الكون عندما انفجر لم ينفجر من أجل تكون النجوم والكواكب والمجرات أو المادة التى انفجر الكون عندها وكون معهم الزمان والمكان فقبل الانفجار العظيم فالزمان والمكان كانت أشياء بلا معنى لكن بعد الانفجار العظيم مباشرة الزمان والمكان تكونوا وكانت المادة نفسها ليست لها أى معنى .

حيث أن أهم درجة حرارة ممكن أن يتكون عندها ( البروتون ) =  4.5 تريليون درجة والكون لا بد أن تكون درجة حرارته كانت أكبر من ذلك لكن أكبر كلمة مطاطية جدا أكبر يعنى قد إيه ؟ ( 4.5 تريليون ونصف ) درجة ولا بأى حاجة بالضبط فى حين أن الكون كان شديد الحرارة فبافتراض أن الكون بكامل المادة من الطاقة ولماذا لم نفترض أن المادة والطاقة كانوا موجودين فى نفس التوقيت ؟ ولماذا لم نقل أن الكون كان شديد الحرارة وأن المادة كانت مضغوطة وكانت موجودة بداخل الكون فالتوسع يصاحبه انخفاض فى درجة الحرارة فالكون عندما انفجر انفجر وكون معه المكان الذى ستوجد به المادة فالمكان شىء غير منفصل عن الزمان فهما معا شىء واحد وبالتالى انفجر الكون وبدأ معه المكان والزمان فأول جزء من المكان وأول جزء من الزمان تكونوا بعد انفجار الكون مباشرة وأصغر قطعة مكان وأصغر قطعة زمان ممكنيين والممكن اعتبارهم أنهم وحدة بناء الزمان والمكان فأى شىء فى الكون مكون من أجزاء والأجزاء لا يمكن تقسيمها فالذرة مكونة من إلكترونات سالبة الشحنة تدور حول نواة الذرة بسرعات فائقة ونواة الذرة مكونة من بروتونات موجبة الشحنة ونيوترونات متعادلة الشحنة وبوزيترونات موجبة الشحنة وهى عكس الإلكترونات فى الشحنة وكواركات حيث أن الكواركات تنقسم إلى كواركات أعلى وأسفل ويمين وشمال وفوق وتحت وجسيمات دون ذرية أخرى لا تقسم والطاقة تتكون من كمات أو كوانتم لا يقسم فالزمان والمكان مكونيين من أجزاء صغيرة لا تقسم وهى زمن بلانك / طول بلانك فمع الزمن وطول بلانك وبما أن أول قطعة زمان وأول قطعة مكان تكونوا كانوا زمن وطول بلانك فأول عصر من عصور الكون / عصر بلانك

لماذا عصر بلانك ؟ فزمن بلانك كم قيمته ؟ فعصر بلانك استمر مدة زمنية = زمن بلانك حيث كان عرض الكون وقتها = طول بلانك  فطول بلانك ما قيمته بالنسبة للمتر أصغر بآلاف المرات من عرض واحدة من البكتيريا بالنسبة لعرض الكون المرئى كله أما زمن بلانك بالنسبة للثانية فهو أصغر من الثانية ب 300 مليون مرة وبعد انفجار الكون حيث كانت أبعاد الكون فى عصر بلانك فلا نستطيع القول بأن المادة كانت موجودة قبلها فقطر الإلكترون أكبر بتريليون تريليون مرة من عرض الكون وقتها فمادة ماذا الذى ستكون موجودة فالكون كان عبارة عن طاقة فقط ففى اللحظة التى انطبق فيها الكون فالجزء المتناهى فى الصغر كانت فيها طاقة فى الكون الحالى بالكامل وليست طاقة الكون الحالى فقط بل يجب الأخذ فى الاعتبار أن الكتل الموجودة فى الكون الحالى كانت عبارة عن طاقة فلا يوجد مادة بل يجب تحويل المادة إلى طاقة أولا وإضافتها للطاقة الموجودة فى الكون الحالى فكم الطاقة الهائل الموجود فى هذه البقعة المتناهية فى الصغر ذات العشوائية المنعدمة تجعل التوقع بأن درجة حرارة الكون وقتها كانت رهيبة / 4.5 تريليون درجة التى يتكون عندها البروتون بالنسبة إليها لا شىء فنستطيع معرفة درجة حرارة الكون فى بداياته كانت ماذا بالضبط ؟ فيوجد طريقين :

1 ) قانون بقاء الطاقة : بما أن الطاقة لا تفنى ولا تستحدث من العدم حيث أن الطاقة التى كانت موجودة وقتها هى نفس الطاقة الموجودة حاليا فنأتى بالطاقة الموجودة حاليا ونحولها للطول الموجى ومن الطول الموجى يتم حساب درجة الحرارة من قانون ويلز .

2 ) عن طريق الطول الموجى ونحسب منه درجة الحرارة مباشرة فطول بلانك غير قابل للتقسيم فهل يوجد شىء أصغر منه لا فلنفترض أن الكون وقتها كان موجود فيه موجة واحدة تحمل طاقة الكون كله وطولها الموجى هو طول بلانك ومن طولها الموجى نقدر نحسب درجة الحرارة من قانون ويلز مباشرة فقانون ويلز = حاصل ضرب الطول الموجى × درجة الحرارة والطول الموجى هو طول بلانك حيث أن درجة الحرارة أكبر درجة حرارة ممكن الوصول إليها فى الكون كله فلا يوجد شىء أكبر منها فما هى طاقة الكون بالضبط ؟ فنعرف درجة الحرارة ولكن أين الطاقة حيث أن طاقة الكون فى عصر بلانك كانت ( 10 اس 19 ) ميجا الكترون فولت وهذه أكبر طاقة ممكنة لا يوجد شىء أكبر منها ( طاقة بلانك ) فكمية الطاقة الهائلة فى الحيز الصغير جدا عن طريق معادلة ( شفارلز شيلد ) لنستطيع عمل ثقب أسود فى الزمكان فكيف يوجد ثقب أسود لا نهائى فى مكان صغير ومنتهى فكيف جسم ليس له كتلة كموجة الضوء تستطيع أن تحمى الزمكان  فالطاقة والكتلة وجهان لعملة واحدة فالكتلة تستطيع حماية نسيج الزمكان والطاقة تستطيع حماية نسيج الزمكان كذلك فالكون فى عصر بلانك كانت مواصفاته متقاربة فحجمه متناهى فى الصغر ودرجة حرارته أقصى ما يمكن وطاقته أقصى ما يمكن ولا يوجد بداخله المادة المعروفة فهى عبارة عن موجة واحدة حاملة طاقة الكون كله بجانب أن كل القوى التى فى الكون فيوجد ( 4 ) قوى رئيسية تتحكم فى الكون كله هى ( الجاذبية / الكهرومغناطيسية / القوة النووية القوية / القوة النووية الضعيفة ) ومعنى أنها قوى رئيسية أنها أساس كل القوى الموجودة فى الكون فكل القوى الموجودة فى الكون ( السحب / الجر / الاحتكاك / الحرارة / الكهرباء ) فالجاذبية هى القوة التى تربط الأجسام فى الكون ببعضها ومداها الكون كله وهى تظهر لو توافرت كتل أو طاقات فى مكانيين مختلفين بحيث يقوموا بحماية نسيج الزمكان ويحصل بينهم قوى تجاذب .

الكهرومغناطيسية : خاصة بالشحنات المختلفة تتجاذب والشحنات المتشابهة تتنافر وهذه هى التى تربط الإلكترونات داخل الذرة لأن النواة موجبة الشحنة والإلكترون سالب الشحنة وبالتالى يحدث بينهم تجاذب كهربى ومداها الكون كله وتظهر عند وجود شحنات متشابهة أو مختلفة فى أماكن متشابهة وهذه الشحنات لا تسير فى الكون لوحدها بل مرتبط ظهورها بظهور المادة يعنى الجسيمات المشحونة .

القوة النووية القوية : وهى مثل اللزق الذى يربط مكونات النواة مما يعنى أن البروتونات الموجبة الموجودة داخل النواة كانت قد تنافرت مع بعضها بسبب القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية ومداها حدود النواة فقط .

القوة النووية الضعيفة : وهى القوة المسئولة عن إشعاع العناصر المشعة لما تكون القوة النووية القوية لا تقدر على سيطرة نواة العنصر المشع لأنها تكون مليئة بالبروتونات حيث أن عددها كبير جدا فالبروتونات والنيوترونات الموجودة بداخل النواة تتحلل لمكونات أصغر بفعل القوة النووية الضعيفة حيث أن القوة النووية الضعيفة تظهر فى حدود قطر البروتون أو النيوترون فى مكانين أو كتلتين أو طاقتين مرتبطة بالجاذبية فى مكانين وشحنتين ومادة تظهر الكهرومغناطيسية نواة الذرة وبداخلها البروتونات والنيوترونات تظهر القوة النووية القوية .

فبروتون أو نيوترون تظهر القوة النووية الضعيفة فالكون عندما بدأ فى التكون كان طبيعى وتكون معه هذه القوى فلو كان الكون فى طول بلانك لا يوجد به مادة ولا إلكترون ولا بروتون ولا شحنات ولا حتى أكثر من مكان تتوزع بينهم الكتل مع الطاقات فكان هو مكان واحد هو طول بلانك ولا يقسم وبالتالى لا يوجد أى معنى لوجود ( 4 قوى ) ففى هذه الفترة كانت القوى عبارة عن قوة واحدة تتحكم فى كل الكون فالكون يتوسع وتظهر فيه مادة تظهر معها قوى جديدة تناسب الحالة التى أصبح عليها الكون والموضوع مرتبط بالطاقة أكثر مما هو مرتبط بحجم الكون فعن طريق تسخين الذرة فالإلكترونات ستتحول لبلازما فعن طريق زيادة درجة الحرارة النواة نفسها ستتفكك أكثر وأكثر وبزيادة درجة الحرارة البروتونات والنيوترونات سيتفككوا ويتحولوا إلى طاقات وبالتسخين أكثر وأكثر فلا يمكن معرفة طبيعة المادة فكلما زادت درجة الحرارة الذرات نفسها تتفكك لكن القوى تتوحد حيث تنقل درجة الحرارة المادة نفسها وترجع تتكون من جديد لكن القوى تنفصل فالأربعة قوى الأساسية موجودين ( الجاذبية / الكهرومغناطيسية / القوة النووية القوية / القوة النووية الضعيفة ) فيوجد ( 100 ميجا إلكترون فولت ) فالكهرومغناطيسية والنووية الضعيفة يتوحدوا ويكونوا قوة جديدة هى القوة الكهروضعيفة فعند ( 10 اس 15 ميجا إلكترون فولت ) تندمج معهم القوة النووية القوية وتبقى الجاذبية هى المنفصلة فعند ( 10 اس 19 جيجا إلكترون فولت ) طاقة بلانك الجاذبية تضم عليهم والأربع قوى يتوحدوا فى قوة واحدة غير معروف طبيعتها ففى عصر بلانك فما هى طبيعة هذه القوة ؟ فلا يمكن وجود نسبية خاصة وعامة وميكانيكا الكم وكل النظريات الموجودة فى الكون كانت ستبقى نظرية واحدة ( نظرية كل شىء / الأوتار الفائقة ) وبعد عصر بلانك دخل الكون فى عصر جديد ( النظرية الموحدة العظمى ) والذى استمر من ( 10 اس 43 : 10 اس – 32 ) سمى بعصر النظرية الموحدة لأن الكون توسع وبرد والمكان أصبح أكبر من طول بلانك فالعشوائية زادت والطاقة قلت عن

( 10 اس 15 جيجا إلكترون فولت ) وأصبحت موزعة فى أكثر من مكان لأن الطول حاليا أكبر من طول بلانك وبالتالى انفصلت قوى الجاذبية لكن تبقى 3 قوى متحدين ( الكهرومغناطيسية / النووية القوية / النووية الضعيفة ) فحتى هذه اللحظة فالكون ليس به مادة فلماذا سمى هذا العصر بعصر النظرية الموحدة العظمى لأنه يوجد مشكلة بين علماء ميكانيكا الكم وآينشتين فآينشتين يعتبر أن الجاذبية عبارة عن مسرح متصل تتم عليه كل الأحداث أما علماء ميكانيكا الكم فلا يوجد شىء متصل فكل حاجة مصممة ومكونة من أجزاء فالقوى ( 3 ) استطاعوا إثبات أن كل شىء مكون من أجزاء فالكهرومغناطيسية مكونة من فوتونات والنووية القوية مكونة من الجالونات والنووية الضعيفة مكونة من بوزونات لكن الجاذبية لم تستطع إثبات الأجزاء المكونة منها فنفترض وجود هذه الأجزاء حتى نتأكد من وجودها ( الجرافيتون ) و آينشتين كان معترض على ذلك فما دام أنك لم تستطع إثبات وجود ( الجرافيتون ) حيث أن الجاذبية تتكون من أجزاء فعن طريق إخراج الجاذبية من نظرية كل شىء ( الأوتار الفائقة ) حيث أن الكهرومغناطيسية / النووية القوية / النووية الضعيفة حيث أصبحت النظرية الموحدة العظمى فبدلا من دراسة توحد ( 4 قوى ) سيتم دراسة توحد ( 3 قوى ) فقط ففى هذا العصر كانت ( الكهرومغناطيسية / القوة النووية القوية / القوة النووية الضعيفة ) كانوا فعلا متوحدين كنظرية الموحدة العظمى ( النظرية الموحدة العظمى ) .

لكن يوجد حل آخر بين ( آينشتين ) وعلماء ميكانيكا الكم فقد قاموا بعمل نظرية

( الأوتار الفائقة ) ففى عصر نظرية الأوتار الفائقة فإن الكون درجة حرارته قلت من ( 10 اس 32 : 10 اس 27 درجة ) والجاذبية انفصلت لأن الطاقة قلت عن

( 10 اس 19 جيجا إلكترون فولت ) وأصبح وجود أكثر من مكان تتوزع بينهم الطاقة حيث انتهت عصور الطاقة .

ولقد تم البدء فى أول عصور تكوين المادة عصر ( القوة الكهربية الضعيفة ) والعصر استمر من ( 10 اس – 31 : 10 اس – 12 ) حيث كان أطول نسبيا من ( القوة الكهربية الضعيفة ) فعصره بفترة زمنية قصيرة جدا وتوقيتها يكون غير مدرك فى هذا العصر حيث أن درجة الحرارة قلت عن ( 10 اس 12 ) والطاقة قلت حتى ( 10 اس 15 جيجا إلكترون فولت ) وبالتالى انفصلت القوة النووية القوية لكن ما زالوا متوحدين هما ( الكهرومغناطيسية / القوة النووية الضعيفة ) أو ( القوة الكهربية الضعيفة ) فالعصر سمى بعصر القوة الكهربية الضعيفة وما دامت القوة النووية القوية التى تحكم نواة الذرة انفصلت فهذا معناه أن ذلك أول عصر سيشهد ظهور المادة فلا بد من تكوين شروط معينة من أجل تكوين المادة .

1 ) درجة الحرارة : لا بد أن تكون درجة الحرارة أكبر من ( 4.5 تريليون ) درجة لأن هذه درجة الحرارة التى لا بد أن تكون فى ( الفوتون ) والذى سيكون البروتون .

2 ) لا بد من حصول بعض الأخطاء فى التقلبات الكمية فلا يكون تكون المادة العادية مساو للمادة المظلمة بالضبط لأن فى النهاية سيبدأوا مع بعض والمادة نفسها تصبح ليس لها وجود .

3 ) التجانس : فلا بد أن يكون الكون متجانس بالكامل فيوجد فروق بين درجات الحرارة والكثافات لأن لو يوجد فروق ولو بسيطة جدا فمع تمدد الكون خلال

( 12.8 مليار سنة ) فالفروق تصبح كبيرة جدا فأشعة الخلفية الكونية الميكروية فالفروق بينها وبين درجة الحرارة لا تتجاوز ( 1 / 10000 درجة كلفن ) .

4 ) فأثناء تكون المادة لا بد أن يكون حجم الكون صغير جدا ليكون متجانس بهذا الشكل الرهيب فلا بد أن يكون حجم الكون ليس صغيرا جدا ليسمح بتكون المادة التى حجمها كبير نسبيا بداخله ولا يكون كبير جدا بحيث أن الكون قد تمدد وبرد بحيث لا توجد به الطاقة اللازمة لتكون المادة وكل هذه الشروط تنطبق على عصر ( القوة الكهربية الضعيفة ) فدرجة الحرارة فى هذا العصر قلت من 10 اس 21 : 10 اس 15 ) لكنها ما زالت أعلى بكثير جدا من درجة الحرارة اللازمة لتكون البروتون والطاقة قلت فيه عن ( 10 اس 15 جيجا إلكترون فولت ) وبالتالى انفصلت فيه القوة النووية القوية اللازمة لربط مكونات النواة فالكون فى هذا العصر كان متجانس جدا لأن حجمه لا يفرق كثيرا عن طول بلانك فالكون يتوسع بمعدل ( 73 كم / ث ) لكل مليون فرسخ فلكى فالطول طول بلانك فهذا يعنى أن الكون توسع بمقدار بسيط جدا يكاد يكون لا يذكر فتوجد مشكلتين :

1 ) أن الكون الموجود أصبح صغيرا جدا والمادة أكبر منه بكثير .

2 ) فلا بد من حصول أخطاء فى التقلبات الكمية أو أثناء التحول بين الطاقة والمادة فظهرت نظرية ( تضخم الكون ) فلا بد أن الكون قد تضخم بسرعة وفى فترة صغيرة جدا فعن طريق تحول الطاقة من بين مادة ومادة مضادة وقبل المادة والمادة المضادة أن يتحولوا إلى طاقة من جديد فهذه الفترة كم تحديدا فمبدأ

( هايزنبرج ) أنه لا يمكن تحديد مكان وسرعة الإلكترون بدقة فى نفس الوقت ورياضيا = حاصل ضرب معدل تغير السرعة × معدل تغير المسافة أكبر من أو يساوى ثابت بلانك فلو كان معدل التغير فى السرعة كبير أو يوجد كمية كبيرة فى السرعة فلا نعرف قيمتها فمعنى ذلك أن التغير فى المسافة يكون قليلا وتستطيع تحديد الإلكترون بدقة كبيرة والعكس صحيح وهذا المبدأ له صيغة أخرى مشتقة بشكل رياضى من الصيغة الأولى تحصل فى التقلبات الكمية فلا يمكن تحديد كتلة  المادة وزمن تكون هذه الكتلة فى نفس الوقت فالتقلبات الكمية تحدث بشكل مستمر طول الوقت فالطاقة تتحول إلى مادة والمادة تتحول إلى طاقة وهكذا فى عملية لانهائية فعن طريق تحويل الزمن إلى طاقة فلا نستطيع أخذ الكتلة نفسها ولو تم أخذ الكتلة لا نستطيع أن نأخذ الزمن الذى حصل فيه التحويل وهذه هى الصيغة الثانية لمبدأ ( هايزنبرج ) فعند وجود الفوتون والذى يكون البروتون وبروتون مضاد فالبروتون والبروتون المضاد تكونوا فى زمن قد إيه ؟ كما نستطيع معرفة كم كتلهم تحديدا ولا نستطيع معرفتهم مع بعض وبشكل رياضى ففى حاصل ضرب الكتلة × حاصل ضرب الزمن أكبر من أو يساوى ثابت بلانك مقسوم على 2 باى فأمر الكتلة هنا سيصبح من الصغر إلى كتلة البروتون والبروتون المضاد وبالتالى فالزمن سيكون فى حدود ( 10 اس 35 × 10 اس – 25 ) فالتضخم يجب أن يكون قد حصل فى هذه الفترة فلو أن عصر ( القوة الكهروضعيفة ) بدأ عند

( 10 اس 35 ) فلا بد أن التضخم قد حصل قبل ( 10 اس – 12 ) فمتى حصل تحديدا فعن طريق خروج الأشعة الكونية بالتجانس لا بد أن يكون التضخم حصل ما بين ( 10 اس 36 : 10 اس 34 ) حيث أن الكون حجمه تضاعف أى أن

( 10 اس 34 م / ث × 10 اس 26 م / ث ) أكبر ب ( 100 مرة ) من

( 10 اس – 39 ) فهذا معناه أن الكون فى هذه الفترة تضاعف ( 100 مرة ) بمعنى أن حجم الكون زاد بمعدل ( 2 اس 100 ) فالكون قد تضاعف قد إيه ؟ فعند وجود عملة قطرها بنفس المعدل فقطرها النهائى سيصبح ( 10 مرات ) من قطر الكون كله ففى الكون فى هذه الفترة كان صغيرا جدا فحجمه النهائى أصبح بحجم اللمونة فهذا معناه أن الكون كان متناه فى الصغر والتضخم حصل والمادة انفصلت عن المادة المضادة وفى هذه الحالة لن يجدوا بعضهم بشكل مباشر وظهر مناطق مختلفة عن بعضها بشكل نسبى فى الكثافة ودرجات الحرارة وبشكل نسبى لأن الفروق فى درجات الحرارة من أجل الأشعة الخلفية الكونية الميكروية بعد تمدد

( 12.8 مليار سنة ) فهى بسيطة جدا بشكل لا يذكر ( جزء من 10000 جزء ) وبالرغم من أن الفرق البسيط فالمجرات لا يمكن أن تتكون ولو أن الكون لم يتضخم بسرعة فكل منطقة فى الكون سوف تبرد مع نفسها وبالتالى سيظهر فرق كبير جدا فى درجات الحرارة الخاصة بإشعاع الخلفية الكونية الميكروية حيث أن التضخم قام بعمل مجموعة من الأخطاء ولن يكون مادة كالمادة المظلمة بالضبط فدائما تكون المادة أكبر ففى هذا العصر الكون تضخم وبدأ يتكون فى صورة

إلكترونات وبروتونات ونيوترونات وكواركات والجاذبية حيث أن الكهرومغناطيسية والقوة النووية القوية انفصلوا ولم يبق سوى الجاذبية والقوة النووية الضعيفة ما زالوا متحدين فالكون أكمل توسعه وانخفضت درجة حرارته لأن الكون عندما بدأ فى عصر بلانك كان يتوسع بمعدل بطىء ومعدل ثابت بلانك وأكمل بنفس المعدل فى ( القوة الكهربية الضعيفة ) وبعد ذلك أكمل بنفس المعدل البطىء الخاص بثابت هابل حيث أن الكون توسع وتضخم بالبطىء فعصر القوة النووية الضعيفة قد انتهى ودخلنا بعدها فى عصر جديد ( عصر الكواركات ) والذى استمر من ( 10 اس -12 ث : 10 اس – 6 ث ) فلا بد من ادراك شىء مهم وهو أنه لم يتجاوز ثانية واحدة من عمر الكون فكل الفيزياء حصلت فى أقل من ( 1 ميكروثانية ) ففى عصر الكواركات درجة الحرارة قلت والقوة النووية الضعيفة انفصلت لقوتين القوة المغناطيسية ثم القوة النووية الضعيفة وبعدها أصبح وجود مكونات المادة الرئيسية وكل القوى التى تربط المكونات ولكن درجة حرارة الكون ما زالت عالية جدا وتقدر على أن الكون يستمر بشكل كبير فى إنتاج المادة وبعد ( 10 اس – 6 ث ) أصبحت الكواركات تضم على بعضها وتكون بروتونات ونيوترونات والتى اندرجت تحت عائلة كبيرة ( الهادرونات ) حيث سمى بعصر الهادرونات واستمر من ( 1 ميكروثانية حتى أول ثانية من عمر الكون ودرجة الحرارة قلت فيه من ( 10 اس 12 كلفن : 10 اس 10 كلفن ) و

10 مليار كلفن وبالتالى درجة الحرارة قلت عن ( 4.5 تريليون درجة ) اللازمين لتكون البروتون وبالتالى هذا العصر كان آخر فرصة لتكون البروتون بمعنى آخر أن كل البروتونات الموجودة حاليا تكونت فى الثانية الأولى من عمر الكون ولم يوجد بروتون واحد ممكن تكوينه بعد ذلك فالبروتون ما زال يتم إنتاجه لأن الإلكترون محتاج درجة حرارة تقارب ( 2 مليار درجة كلفن ) ودرجة الحرارة وقتها كانت أكبر من ذلك فالإلكترونات تندرج تحت عائلة كبيرة ( الليبتونات ) أو عصر الليبتونات حيث استمر من ثانية حتى 3 دقائق ودرجة الحرارة نزلت فيه من ( 10 مليار كلفن : مليار كلفن ) وبالتالى درجة الحرارة فيه أقل من درجة الحرارة اللازمة لتكون الإلكترون وبالتالى عصر الليبتونات كان آخر فرصة لتكون الإلكترونات فيمكن تكون إلكترون واحد فى خلال ( 3 دقائق ) فالثلاث دقائق الأولى من عمر الكون أصبح موجود فكل مكونات المادة وكل القوى اللازمة لربط هذه المكونات التى تتحكم فى الكون كله حتى نعرف كيف أن النواة والذرة والكواكب والنجوم تكونت .

 

أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

18 / 6 / 2021