أنا مستعد للرهان 10 مقابل 1 لصالح نظرية الانفجار الأعظم الساخن العامة، بوصفه مفهوما يصف كيف تطور كوننا منذ أن كان عمره نحو ثانية واحدة وكانت درجة حرارته 10 درجة كلفن ) أو 1 ميجا إلكترون فولت). وهناك من الناس من هو أكثر منى ثقة فى هذا .. ففى محاضرة مشهودة في الاتحاد الفلكي الدولي) تعود إلى عام 1982 ، جزم زلدوفيتش (18) بأن الانفجار الأعظم كان حقيقة.. مثله مثل حقيقة دوران الأرض حول الشمس. ولا بد أنه حتى كان على دراية بمقولة مواطنه لانداو : إن علماء الكونيات مخطئون في الغالب ولكنهم غير متشككين ألبتة.

لقد تدعمت افتراضية الانفجار الساخن الأعظم النمطي حقيقة خلال العقد الأخير، من خلال القياسات الأدق للإشعاع الخلفى وللعناصر الخفيفة. علاوة على ذلك فبوسعنا أن نتمعن في الاكتشافات العديدة التى كانت كفيلة بأن تفند هذا النموذج ولكنها لم تتحقق، فعلى سبيل المثال:

• كان على علماء الفلك أن يكتشفوا جرما تصل وفرة الهليوم به إلى الصفر، أو إلى أية نسبة تقل عن %23 (ويمكن أن يعزز نشوء النجوم النووى نسبة الهليوم إلى ما فوق معدل وفرته فى عصر ما قبل نشوء المجرات، ولكن يبدو أنه ما من وسيلة مقنعة من خلال فيزيائيات النجوم يمكن أن تستأصله تماما).
•   ربما ظهر أن طيف الإشعاع الخلفى - بتحسن الدقة التي تجرى بها التجارب مختلف عن طيف الجسم الأسود مما يسبب الحيرة للعلماء) وبصفة خاصة ربما كانت خلفية الموجة الملليمترية التي قاسها القمر الصناعي COBE) أقل مما نجده باستقراء طيف الجسم الأسود الذى تم تحديده بطريقة لا يتطرق إليها الشك والذى أظهر أطوالا موجية تصل إلى سنتيمترات.

وليس من الصعوبة التفكير في التأثيرات التي كان من شأنها أن تزيد إشعاعا إضافيا عند الأطوال الموجبة الملليمترية ) وفي الواقع فإن ضآلة الإضافات الملليمترية تحد بشدة من المعلومات التي يزودنا بها تكون النجوم المبكر، والجسيمات المضمحلة وما إلى ذلك) ولكن الصعب هو كيفية تفسير كون درجة حرارة موجة ملليمترية أقل من جسم أسود يتوافق مع جزء رالي جينز من الطيف.

• لو أن نيوترينو مستقراً اكتشف له كتلة تقع فى النطاق بين 100، مليون إلكترون فولت لما كان هذا متوافقا مع قياسات نموذج الانفجار العظيم التي كانت ستتنبأ بكثافة قدرها1 و 1× 10⁸ من هذه النيوترينوهات في المتر المكعب، والنيوترينوهات المتبقية كان من شأنها أن تجعل كثافة الكون الحالي أعلى كثيرا من تلك التي تتوافق مع الأرصاد الفعلية.

تمنحنا كل هذه الاعتبارات الثقة في صحة من صلاحية استنباطاتنا إلى الوراء.. إلى الثواني الأولى من تاريخ كوننا، وفى افتراض أن قوانين المايكروفيزيائيات عندئذ كانت هي هي كما هي الآن.

إلا أن هذه الثقة - وللأسف - في غير موضعها الصحيح، وسيثبت أن اقتناعنا هذا، اقتناع مرحلى وعابر، تماما كاقتناع فلكي من أتباع بطليموس قد أدخل فلك تدوير جديدا). على أن الانفجار العظيم الساخن يبدو أنه بالتأكيد يحظى بقبول حسن وعلى نطاق واسع من أى بديل مكافئ آخر .

إذا وقعنا الزمن - بمقياس لوغاريتمي على رسم بياني، فإن كثيرا من الأحداث المهمة في التاريخ الكوني ستغفل وتسقط إذا أخذنا بعين الاعتبار فحسب الفترة بعد أن تجاوز الزمن الثانية الأولى (عند ن > ثانية).

ويصور شكل (5) كيف تطور الكون منذ زمن بلانك () إلى الوقت الراهن. وعدم تيقننا من الفيزيائيات المناظرة آنذاك يعيق ثقتنا في مناقشة المدى الشاسع للزمن اللوغاريتمي ما بين 10 ثانية، 10 ثانية، حين تجاوزت الطاقات الحرارية 100 ميجا إلكترون فولت.

تاريخ كوننا  طبقا لنموذج الانفجار العظيم الساخن القياسي

في الأزمنة التالية بوسعنا المثابرة على استعمال الفيزيائيات متناهية الصغر المعروفة لنا جيدا. وطالما بقى الكون متجانسا فمن الممكن تتبع تطوره مباشرة انطلاقا من ذلك. وعلى أية حال، فربما تطورت بعض الاضطرابات . الابتدائية الطفيفة فى مرحلة ما إلى نظم محكومة بالجاذبية   (أهى مجرات أولية! أهي تجمعات نجمية أولية؟). إن الانحراف عن العلاقة الخطية يخلق عندئذ تعقيدات تجابهنا بالتحدى حتى رغم أن ما يحكمنا فيزيائيا هو الجاذبية النيوتونية، وديناميكيات الغاز.

ورغم أهمية أقصى مراحل الكون تبكيرا ،وطرافتها، لعله من الرعونة أن نغامر بالرهان على ما حدث عند الزمن ن << 1 ثانية (أقل كثيرا من الثانية الواحدة). والقواعد التجريبية لهذه الأطوار الباكرة من التاريخ الكوني أكثر تهافتا وهشاشة بكثير من البرهان الكمي المعتمد على الأحافير (ابتداء من العناصر الخفيفة وإشعاع (الخلفية) للحقب الزمنية التي تلت الثانية الأولى. إن أول جزء من الألف من الثانية من تاريخ الكون، تلك الحقبة الوجيزة ولكن المتخمة بالأحداث والتي تغطى 40 عقدا أو وحدة على المقياس اللوغاريتمي (ابتداء من زمن بلانك)، لهي الملاذ للعقلاني لمناصرى نظرية الطاقة العالية، وعلماء الكونيات من أتباع نظرية الانتفاخ أو الكموميات. لقد كانت الكثافات والطاقات من الارتفاع بحيث إن نواميس الفيزياء الملائمة لها هي مجرد حدس وتأمل.

واعتبارا من وصول الزمن إلى 10^-3 ثانية وصاعدا، تصبح التنبؤاتالكمية في حيز الإمكان، مثل تلك التنبؤات عن تولّد العناصر الخفيفة في الكون.

وتدعم هذه التنبؤات استقراءنا للزمن الماضى للأحداث. وهذه التنبؤات بالمثل وبالمناسبة تبرر ذلك الافتراض أن قوانين المايكرو فيزياء كانت حقا هي هي عندما كان الكون آخذا في التمدد لمدة ثانية واحدة فقط مثلما هى فى مختبراتنا على سطح أرضنا). ويتعين علينا أن نبقى أبواب عقولنا مفتوحة أو على الأقل منفرجة لتقبل احتمال ألا يكون الأمر كذلك.

لقد تحقق تقدم مشهود في آخر 25 عاما في رسم الخطوط العريضة لقصة تطور الكون ورسم خريطة لبنية التجمعات والتجمهرات النجمية وتحركاتها، وفي مسح الأجرام ذات الانحياز الكبير نحو الأحمر. ولقد جلب هذا التقدم إلى بؤرة الاهتمام أسئلة جديدة ومهمة ذات صلة وثيقة بهذا الموضوع

•   كيف برزت للوجود تلك البنى التي تسود كوننا اليوم من مجرات وتجمعات نجمية، من بداية هلامية غير متبلورة في الزمن المبكر.
•  ما هو كنه هذه المادة المعتمة التي يبدو أنها المكون السائد في الكون؟

•  هل المتغيرات الجوهرية التي حددت طبيعة كوننا كما نعهده اليوم أى البني ونسبة الباريونات والمادة المعتمة، هل هي ميراث من فيزيائيات جليبة غير مألوفة لنا، وقدت لنا من مراحل أكثر تبكيرا من عمر كوننا؟

إن هذه المحاضرات معنية فى المقام الأول بالسؤالين الأولين المرتبطين ببعضهما. بيد أن الفصل الأخير سيلمس - بإيجاز وعلى مستوى حدسى - أمورا أكثر اتصالا مباشرا بتلك الفيزيائيات المبهمة التي حكمت تلك المراحل المبكرة من التاريخ الكوني.

مواضيع ذات صلة

أبعاد المجرات، بوصفها حالة خاصة

تاريخ ما قبل المجرات

ما المجرات ؟

الأجرام ذات الانزياح الطيفى العالى صوب الأحمر

إلى أي مدى يصل التجانس في تركيب الكون على المقياس الكوني

تقدير المسافات في الفضاء الكوني

مراحل تطور الانفجار

تاريخ الانفجار العظيم

إشعاع الخلفية الكونية الميكروي

فرضيات ألكسندر فريدمان

نظرية الانفجار العظيم

علم الكون الفيزيائي