نظرية نشوء الكون وألأنفجار الكبير (BIG BANG)
الدكتور: موشي كيسوجامعة RMIT ملبورن ـ استراليا
العلم يفسر ظهور كل شئ حولنا من مادة او طاقة (كل النجوم والكواكب وما فيها ) هو نتيجة حدوث انفجار طاقة قبل اربعة عشر بليون سنة تقريبا كانت متمركزة في نقطة سميت بال singularity.
بني هذا التفسير استناداً الى نظريتين جاء بهما العالم الالماني واليهودي الأصل ألبرت اينشتاين قبل اكثر من مائة عام.
اثبت هذا العالم، ان المكان (الفضاء) يخلق الزمن، بكلمة أخرى أن لا وجود للزمن بدون وجود المكان, فالمكان هو الذي يخلق الزمان.
بمعني اخر لو كنا خارج الكون حيث لا يوجد مكان , فإن الزمن لا يمر بل يبقى ثابتاً. كدلك في الثقوب السوداء يفقد المكان وكذلك الزمان وجودهما - ولا يبقى لهما معنى.
ثم برهن اينشتاين على أن الكتلة (المادة) والطاقة هما وجهان لعملة واحدة. اي ان المادة والطاقة هما نفس الشئ, , وبعد ذلك جمع هاتين الفرضيتين في نظرية واحدة سميت بالنظرية النسبية الخاصة والتي تنص على ان:
1- المكان يخلق الزمن
2- الكتلة والطاقة هما شئ واحد يمكن تحويل الاولى الى الثانية, وهذا يعني :
إن تحويل المادة الى طاقة بُرهن عمليا لاحقاً، وكان سبباً لدمار شامل بإنتاج القنبلة الذرية المبنية على هذا الاساس حيث حولت كتلة صغيرة من احد العناصر الثقيلة الى طاقة هائلة ومدمرة.
بعد ذلك قام البرت اينشتاين بوضع معادلة رياضية تضم (المكان والزمان, والكتلة (المادة) والطاقة). هذه المعادلة التي تعتبر من أهم بل وأجمل النظريات التي ابتكرها أ لأنسان. هناك عدة أسباب لهذه التسمية من بينها: أنها النظرية الوحيدة التي تربط المادة والطاقة والمكان والزمان في معادلة رياضية واحدة وكذلك هي احدى اهم النظريات التي أثبتت عمليا بتطبيقات على اجرام سماوية كبيرة . فعلى سبيل المثال ولا للحصر, تم أستنتاج وجود الثقوب السوداء في الكون. فهي أجسام ذوات كتل هائلة بحيث أنها لم تحن المكان " ألفضاء فقط بل ثقبته لذا سميت بالثقب ألأسود. أسود لأنها تجذب أليها جميع ألأشياء التي تقع ضمن الحيز حولها حيث تكون ضمن جاذبيتها ولا شيء ضمن ذلك الحيز يستطيع ألأفلات من جاذبيتها فيتحلل ألى مكوناته ألبدائية وينتهي وحتى الضوء لا يستطيع ألأفلات من جاذبيتها لذا سميت بالثقب ألأسود. ومثال أخر على تطبيقات هذه ألنظرية وضمن ألأشياء التي نتستخدمها يوميا هي ال navigators عندما أستخدمت ال satellites لأول مرة لتحديد المواقع على ألأرض كما نعمل اليوم باستعمال الموبايل او اجهزة ال navigators في سياراتنا كانت غير دقيقة الى درجة اريد التخلي عنها الى ان ادخلت تعديلات بموجب النظرية النسبية العامة والتي اساسها هذه المعادلة التي نحن بصددها. وايضاُ طبقت هذه المعادلة على اشياء او اجسام في منتهى الصغر كأجزاء لنواة ذرات الماده وتم اكتشاف الكثير من الظواهر والجسيمات المتناية في الصغر. ولقد وضعت هذه المعادلة بمعاونة علماء رياضيات كبار. تبرهن هذه النظرية بان المادة والطاقة هما وجهان لعملة واحدة ويمكن تحويل المادة الى طاقة، وأن المادة تخلق المكان والزمان. واستخدمت هذه المعادلة المعادلة للتنبؤ باحداث كثيرة واثبتت صحتها لحد الان حيث ليس في متسعنا هنا في هذا المقال القصير ان نتطرق اليها.
هذه معادلة أينشتاين المركبة والمتكونة من عشرة أجزاء او معادلات متداخلة. حيث ان الرمز الاول من اليسار يجد انحناء المكان والزمان وله ارتباط بالطاقة. اما الاجزاء الاخرى فتربط الكتلة بالمكان والزمان.
المعادلة تقول ان الطاقة والكتلة (المادة) هما شئ واحد, وإن المادة يمكن تحويلها الى طاقة, والطاقة لا تحتاج الى مكان, لكن المادة تخلق المكان، والمكان يخلق بوجوده الزمان.
بعد ألبرت اينشتاين قام علماء اخرون مثل الراهب البلجيكي Georges Lemaitre باستخدام هذه المعادلة وتساءلوا لو ان جميع المواد الموجودة في الكون (النجوم والكواكب ونحن وكل شيء) تحولت الى طاقة ماذا ستكون حالة الكون؟ فلو اصبح هذا الكون طاقة فقط بدون مادة، عندئذ سوف لن يعود وجود للمكان وسوف لن يبق معنى للزمان. ثم ربطوا هذه الفكرة بحقيقة ان الكون في حالة تمدد دائم (أثبتت علميا وعمليا) وأتوا بنظرية نشوء الكون كالاتي:
لو تخيلنا إن جميع المواد الموجودة في الكون الآن سوف تتحول الى طاقة وإذا اضيفت هذه الطاقة الى الطاقة الموجودة حاليا في الكون في نقطة, لاتحتاج الى مكان لانها طاقة لذا نقول نقطة. أذ انه بحسب النظرية النسبية العامة لأينشتاين فالطاقة لا تحتاج الى مكان أي بمعنى اخر انه فقط الكتلة (المادة) تخلق المكان. ثم ولسبب مجهول انفجرت هذه الطاقة بانفجار كبير (BIG BANG) وتحول قسم منها الى مادة, والمادة كونت (خلقت) المكان (الفضاء) وعندئذ بدأ الزمان وبدأت المادة تتكتل والمكان يتمدد في جميع الاتجاهات والزمان يمتد الى يومنا هذا.
هده نبدة مختصره جدا لما يعلمه الانسان عن تكوين او نشوء الكون الدي هو جزء منه.
Abstract in English:
Big Bang and the formation of the Universe
According to science, the universe was formed over 14 billion years ago via a huge conversion of energy into matter through an explosion and it is termed the Big Bang. This theory of universe formation has become clear and all occurring phenomenon are explained and predicted using a theory called general relativity which was built by Albert Einstein little over a century ago. And this theory is based on an equation which connects energy, mass and space and time. The main features of this equation are; that energy does not require space while it is the counterpart of mass. Where mass can be converted into energy. Moreover, it shows that mass generates space and hence time where it is termed space-time. This theory has been proven to be credible over large number of experimental validations. To mention just two of them, one is tits prediction of black holes which are now proven to exist via many astronomical observations and phenomenon. And the other closer to us is linked to our navigators which use routinely. Without corrections included in the satellite data as required by this theory we would not have had accurate GPs navigations.
ملبورن
حزيران 2021
