الجمعة، 13 يناير 2017

ما هو المصير النهائي للكون الذي نعيش فيه؟

ما هو المصير النهائي للكون الذي نعيش فيه؟

ما هو المصير النهائي للكون الذي نعيش فيه؟


 قد يبدوا سؤالا صعبا ولا يمت للعلم بصلة. فنحن نعيش في نقطة زرقاء باهته في مجموعة شمسيه عاديه في مجرة عادية في مجموعة مجرية عادية في عنقود عادي في... عادي. فكيف سنعرف مصير كون قطره المرئي فقط ٩٣ وأمامه ١٢ صفر سنة ضوئية!! في الحقيقة ليست الأمور سيئة الى هذا الحد. فقط تخيل قبل عشرينات القرن الماضي لم نكن نعرف أن هناك مجرات غير درب التبانه!! تخيل هذا كان في زمن آينشيتن ورفاقه، كان الاعتقاد السائد أن مجرتنا هي الوحيدة في الكون. واليوم نعرف أن هناك ما يقارب من ٢٠٠ مليار مجرة! والعدد طبعا قابل للزيادة. الحديث عن الكون ومصيره بات شيئ طبيعي ينتمي إلى علم الفيزياء، بفضل القفزة البشرية الهائلة في القرن الماضي.

    لقد أصبح للكون علم بفضل نظرية آينشتين في النسبية العامة ومن ثم بناءا عليها تم تطوير حلول ممكنه للكون من قبل فريدمان، لوميتر، روبرتسون، و ولكر. ذلك النموذج الذي يعرف اليوم بإسم FLRW وهي الأحرف الأولى لأسمائهم. لقد ولد علم الكونيات في عشرينات القرن العشرين وأخذ يتطور و يتطور باستمرار الى اليوم. كان هناك صراع في فترة الأربعينات والخمسينات حول قدم الكون و مصيره النهائي، فكان هناك فريق يؤيد فكرة تمدد الكون و فريق يؤيد فكرة الكون المستقر بقيادة فريد هويل.  فقد اقترح هو و توماس غولد وآخرون نظرية الحالة المستقرة كبديل عن نظرية الانفجار العظيم. الفكرة ببساطة تقول أن الكون لم يخلق ولن ينتهي، فهو أزلي الوجود سرمدي البقاء، وكلما انزحات النجوم والغازات والأغبرة في الكون من مكانها تتشكل غيرها باستمرار من لاشيئ! وهكذا يحافظ الكون على حالته المستقرة، ومن هنا يأتي اسم النظرية (الحالة المستقرة). لكن هذه النظرية تقريبا انهارت بعد الاكتشافات التجريبية المتتالية الداعمة لفكرة الانفجار العظيم. فبدأ عدد مؤيدي هذه النظرية بالتناقص تدريجيا في نهاية الستينات، واليوم تقريبا لا يوجد إلا عدد قليل جدا من مؤيدي هذه النظرية. الجميع يعلم أن الكون يتمدد، ومن سخرية القدر أن الشخص الذي أطلق اسم "نظرية الانفجار العظيم" هو فريد هويل نفسه، وذلك على سبيل السخرية في برنامج على اذاعة بي بي سي! إذن موضوع أزلية الكون وبقائه بهذا الشكل المستقر لا يمكن أخذها اليوم على محمل الجد. اذا كانت لدينا أفكار حول المصير النهائي للكون، فيجب الأخذ بعين الاعتبار أن الكون يتمدد، ويجب الأخذ بعين الاعتبار أيضا آخر الأرصاد الفلكية والكونية. بناءا على ذلك دعنا نناقش الاحتمالات المطروحة.

الموت الحراري للكون

   أحضر كوبين أحدهما بارد جدا والآخر حار جدا وضعمها في غرفة مغلقة، انتظر فترة من الزمن، ماذا ستجد؟ ستجد أن الكوبين أصبح لهما نفس درجة الحرارة بالضبط. لقد تبادلا الحرارة والبرودة، حتى أصبحت درجة حرارتهما النهائية نفس درجة حرارة الغرفة. بلغة الديناميكا الحرارية يقال أن الانتروبيا قد ازدادت مع الزمن. وهذا يعني أن الحرارة والبرودة الشديدة لا تدوم، بل تختلط الذرات الحارة (حركة سريعة) والباردة (حركة بطيئة) مع ذرات الغرفة حتى يتوصلون الى حرارة متوسطة (حركة متوسطة) وهي حركة الذرات في درجة حرارة الغرفة. وعند بلوغ هذا الحد نقول: لقد بلغت الانتروبيا أقصى قيمة لها. الآن، اذا كان الكون مغلق، فإن الإختلاف بين دراجة حرارة الشمس والأرض والنجوم والمجرات و الغازات وكل ماهو ممكن لن تدوم مع مرور الزمن، فبعد مرور زمن طويل جدا، ستصبح حرارتهم واحدة. أي ستصبح حرارة الكون واحدة، وبالطبع هذا الشيئ لن يدعم وجود أي حياة في الكون. فحرارة الشمس ضرورية لاستمرار الحياة. لكن الثغرة  واضحة في هذه النظرية، فهي تتطلب أن يكون الكون مغلق، لكن نحن نعلم اليوم أن الكون يتمدد وبسرعة عالية جدا، وربما الكون مفتوح أصلا، وربما يكون هو مجرد جزء من عدة أكوان. لقد اقترحت هذه الفرضية من قبل البارون فيلهلم كلفن عام ١٨٥٠. واضح في ذلك الوقت لم يكن هناك علم للكون، كانت بدايات تطوير الديناميكا الحرارية. رغم ذلك ما زال بالإمكان تخيل أن الكون سيموت حراريا، رغم أنه يتمدد، فبعد وقت طويل جدا جدا، أعتقد لن تراه البشرية اطلاقا، سيبلغ الكون الموت الحراري، حيث درجة الحرارة ستكون متساوية في كل مكان في الكون!

الانسحاق العظيم
 
اقذف كرة الى الأعلى، ستصل الى حد معين بعدها تبدأ في العودة إليك. هذا ما سيحدث للكون، هو الآن يتمدد، لكن سيتوقف عند لحظة معينه، و ستتجه جميع المجرات ناحية بعضها البعض بفعل قوة الجاذبية بينهما، محدثة بذلك انفجار عظيم جديد وربما دورة جديدة للكون، خالية من الحروب الطائفية. لكن هذه الفكرة في الواقع ضعفت مع اكتشاف أن الكون يتمدد بمعدل متسارع عام ١٩٩٨. أي اكتشاف الطاقة المظلمة التي تسبب تسارع الكون لا انكماشه، وهي الفرضية التاليه.

التمزق العظيم

سيزاد مقدار الطاقة المظلمة في الكون، بل ستزداد بين ذرات جسمك، جاعلة كل شيئ يبتعد عن بعضه الى البعض الى حد التمزق. تخل أنك تشد ورقة بأقوي ما لديك، ستمزق نسيجها، هكذا الكون، سيتمزق نسيج الزمان والمكان بفعل الطاقة المظلمة. لن يكون انكماش للكون بل تمدد أبدي، ستبتعد نجوم الليل عنا تدريجيا حتى الظلام الموحش. لكن إلى الآن لا نعرف أصلا اذا ما كانت الطاقة المظلمة موجودة في الكون أم لا؟ نحن نعلم أن الكون يتمدد بمعدل متسارع، لكن لماذا؟ هذا سؤال مفتوح. فرضية الطاقة المظلمة هي الأفضل، لكن لا تعني أنها حقيقة واقعه، علينا الانتظار.

الارتداد العظيم 

هي فكرة اقترحها آينشتين أول مرة عام ١٩٣٠، تقتضي أن الكون يمر في دورات. فبعد تمدده سيعود للانكماش حتى يصطدم مع نفسه محدثا تمددا آخر. تماما مثل كرة قدم تصطدم بالارض وتعود الى الاعلى ثم تصطدم مرة اخرى وهكذا بشكل سلسلة أبدية من الدورات. أيضا في هذه الفكرة واضح وجود مشاكل منها مشكلة ان الانتروبيا تبدوا أنها تزداد وتنقص في هذا النموذج، وهذا يخالف القانون الاساسي أن الانتروبيا كمية لا تنقص ابدا مع الزمن، بل تزداد. ايضا نحن نعلم ان الكون يتمدد الآن، لا يبدوا أنه في طريقه للانكماش لعمل دورة ثانية. تم



ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

جميع الحقوق محفوظة ل مجنون الفيزياء 2016