تشير دراسة أصل الكون، في علم الفلك، إلى دراسة أصل الأشياء أو بعض أنظمة الفيزياء الفلكية، وغالبًا ما تُستخدم للإشارة إلى أصل الكون أو النظام الشمسي أو نظام الأرض والقمر . .
النموذج الكوني السائد للتطور المبكر للكون هو نظرية الانفجار العظيم. اتبع مقال الموقع للتعرف على مراحل الكون.
ما هو الكون؟
الكون كله مكان وزمان ومحتوياته.
إنه بالتأكيد يحتوي على الكواكب والنجوم والمجرات وجميع أشكال المادة والطاقة الأخرى.
على الرغم من أن الامتداد المكاني الكامل للكون غير معروف، فمن الممكن قياس حجم الكون المرئي، والذي يقدر حاليًا بقطر 93 مليار سنة ضوئية.
في فرضيات الأكوان المتعددة، الكون هو واحد من العديد من الأجزاء المنفصلة سببيًا والتي تشكل جزءًا من أجزاء كثيرة من كون متعدد أكبر.
والتي تشمل في حد ذاتها المكان والزمان ومحتوياتهما، ونتيجة لذلك، تعتبر الكلمات “الكون” و “الكون المتعدد” مرادفة في تلك النظريات.
انظر أيضًا: ما هي أدنى درجة حرارة تم تسجيلها في الكون على الإطلاق؟
ما هي نظرية الانفجار العظيم؟
النظرية المقبولة على نطاق واسع لأصل وتطور كوننا هي نموذج الانفجار العظيم.
تنص على أن الكون بدأ كمكان شديد الحرارة والكثافة، منذ حوالي 13.7 مليار سنة.
إذن كيف انتقل الكون من أجزاء من البوصة (بضعة مليمترات)، إلى ما هو عليه اليوم.
إليك تفصيل للانفجار العظيم حتى الآن في 9 خطوات سهلة الفهم، لأن الأمر استغرق أكثر من سبعة أيام لإنشاء الكون الذي نعرفه اليوم.
كيف تبدأ كل شيء
لم يكن الانفجار العظيم انفجارًا في الفضاء، كما يوحي اسم النظرية، ولكنه بالأحرى ظهور الفضاء في كل مكان في الكون.
كما يقول الباحثون ؛ وفقًا لنظرية الانفجار العظيم، وُلد الكون كنقطة واحدة شديدة الحرارة وكثيفة جدًا في الفضاء.
علماء الكونيات ليسوا متأكدين مما حدث قبل هذه اللحظة، ولكن في المهمات الفضائية المعقدة.
(التلسكوبات والحسابات المعقدة) يحاول العلماء رسم صورة أوضح للكون المبكر وتكوينه.
يأتي جزء كبير من هذا من ملاحظات الخلفية الكونية الميكروية، والتي تتكون من الشفق اللاحق، الإشعاع المتبقي من الانفجار العظيم.
هذه البقايا من الانفجار العظيم تتسرب أيضًا إلى الكون ويمكن رؤيتها باستخدام أجهزة الكشف بالموجات الدقيقة، مما يسمح للعلماء بتجميع آثار الكون المبكر.
في عام 2001، أطلقت وكالة ناسا مهمة ويلكنسون للميكروويف غير المتجانسة (WMAP)، لدراسة الظروف التي كانت موجودة في الكون المبكر.
تم إجراء ذلك عن طريق قياس الإشعاع من الخلفية الكونية الميكروية، من بين اكتشافات أخرى.
حيث استطاعت WMAP تحديد عمر الكون الذي يقدر بحوالي 13.7 مليار سنة.
أول نمو للكون
عندما كان الكون صغيرًا جدًا، كان جزءً من مائة من المليار من تريليون جزء من تريليون من الثانية (واو!).
شهدت طفرة نمو ملحوظة ؛ خلال هذا الاندفاع من التوسع، المعروف باسم التضخم، تضاعف حجم الكون وتمدد 90 مرة في الحجم على الأقل.
وهذا ما تؤكده كلمات عالم الفيزياء الفلكية النظرية في جامعة برينستون، “ديفيد سبيرجيل”: “الكون يتوسع، وكلما تمدد يصبح أكثر برودة وأقل كثافة”.
بعد التضخم، استمر الكون في النمو، ولكن بمعدل أبطأ، ومع توسع الفضاء، برد الكون وتشكلت المادة.
الجو حار جدا ليكون ساطعا
تم إنشاء العناصر الكيميائية الخفيفة خلال الدقائق الثلاث الأولى من تكوين الكون، ومع توسع الكون، بردت درجة الحرارة.
تصطدم البروتونات والنيوترونات لتكوين الديوتيريوم، وهو أحد نظائر الهيدروجين، ويتحد معظم الديوتيريوم لإنتاج الهيليوم.
ومع ذلك، في أول 380.000 سنة بعد الانفجار العظيم، أدت الحرارة الشديدة الناتجة عن تكوين الكون إلى جعله شديد الحرارة.
حتى لا يضيء الضوء ؛ وتتصادم الذرات معًا، بقوة كافية، لتشكيل بلازما كثيفة غير شفافة من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات، فتشتت الضوء مثل الضباب.
يجب أن يكون هناك ضوء
بعد حوالي 380000 سنة من الانفجار العظيم، بردت المادة، وهو ما يكفي لدمج الإلكترونات معًا.
مع تكوين النوى للذرات المحايدة، تُعرف هذه المرحلة باسم “إعادة التركيب”، وامتصاص الإلكترونات الحرة يجعل الكون شفافًا.
الضوء المنبعث خلال هذا الوقت أصبح الآن قابلاً للاكتشاف في شكل إشعاع من الخلفية الكونية الميكروية.
ومع ذلك، فقد أعقب فترة إعادة التركيب فترة من الظلام قبل تشكل النجوم والأجسام المضيئة الأخرى.
من العصور المظلمة الكونية
بعد ما يقرب من 400 مليون سنة من الانفجار العظيم، ظهر الكون من العصور المظلمة.
هذه الفترة في تطور الكون تسمى أيضًا “عصر إعادة التأين”.
يُعتقد أن هذه المرحلة الديناميكية استمرت لأكثر من نصف مليار سنة، ولكن بناءً على ملاحظات جديدة.
يعتقد العلماء أن فترة إعادة التأين من المحتمل أن تحدث بشكل أسرع بكثير مما كان يعتقد سابقًا.
خلال هذا الوقت، انهارت الكتل الغازية بدرجة كافية لتشكل النجوم والمجرات الأولى.
يتم تنقية الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من هذه الأحداث النشطة، مما يؤدي إلى تدمير الكثير من غاز الهيدروجين المحايد المحيط.
علاوة على ذلك، فإن عملية إعادة التأين، بالإضافة إلى إزالة غاز الهيدروجين الضبابي، جعلت الكون يصبح شفافًا للأشعة فوق البنفسجية لأول مرة.
اقرأ أيضًا: قانون الجذب العالمي
العديد من النجوم، العديد من المجرات
يمشط علماء الفلك الكون بحثًا عن مجرات قديمة بعيدة لمساعدتهم على فهم خصائص الكون المبكر.
وبالمثل، من خلال دراسة الخلفية الكونية الميكروية، يمكن لعلماء الفلك العمل بشكل عكسي، لتجميع الأحداث التي حدثت في الماضي.
بيانات من البعثات القديمة مثل WMAP و Cosmic Background Explorer (COBE)، التي تم إطلاقها في عام 1989.
والبعثات التي لا تزال جارية، مثل تلسكوب هابل الفضائي، الذي تم إطلاقه في عام 1990.
كل هذه الأشياء ستساعد جميع العلماء الذين يحاولون حل أكثر الألغاز ديمومة، والإجابة على الأسئلة الأكثر إثارة للجدل في علم الكونيات.
ولادة نظامنا الشمسي
تشير التقديرات إلى أن نظامنا الشمسي ولد بعد 9 مليارات سنة من الانفجار العظيم، مما جعله عمره 4.6 مليار سنة.
وفقًا للتقديرات الحالية، تعد الشمس واحدة من أكثر من 100 مليار نجم في مجرتنا (مجرة درب التبانة) وحدها، وتدور حول 25000 سنة ضوئية من قلب المجرة.
يعتقد العديد من العلماء أن الشمس وبقية نظامنا الشمسي تشكلت من سحابة عملاقة تدور من الغاز والغبار تعرف باسم السديم الشمسي.
عندما تتسبب الجاذبية في انهيار السديم، فإنه يدور بشكل أسرع ويشكل قرصًا.
في هذه المرحلة، يتم سحب معظم المواد نحو المركز لتشكيل الشمس.
الأشياء غير المرئية في الكون
في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي، بدأ علماء الفلك يعتقدون أنه قد يكون هناك كتلة في الكون أكبر مما تراه العين.
لاحظت فيرا روبين، عالمة الفلك في معهد كارنيجي بواشنطن، سرعة النجوم في مواقع مختلفة في المجرات.
أظهرت فيزياء نيوتن الأساسية أن النجوم خارج المجرة تدور ببطء أكثر من النجوم في المركز.
لكن روبن لم ير أي فرق في سرعة النجوم البعيدة. في الحقيقة، وجدت أن كل النجوم في المجرة تبدو وكأنها تدور حول المركز بنفس السرعة تقريبًا.
تُعرف هذه الكتلة الغامضة وغير المرئية بالمادة المظلمة، وتُعرف المادة المظلمة، بسبب الجاذبية التي تمارسها على المادة العادية.
تقول إحدى الفرضيات أن الأجسام الغامضة قد تتكون من جسيمات غريبة لا تتفاعل مع الضوء أو المادة العادية، لذلك يصعب اكتشافها.
يُعتقد أن المادة المظلمة تشكل 23 في المائة من الكون، وبالمقارنة، فإن 4 في المائة فقط من الكون يتكون من مادة طبيعية، بما في ذلك النجوم والكواكب والأشخاص.
الكون المتوسع والمتسارع
في عشرينيات القرن الماضي، قام عالم الفلك إدوين هابل باكتشاف ثوري في الكون.
باستخدام التلسكوب الذي تم بناؤه حديثًا في مرصد ماونت ويلسون في لوس أنجلوس، لاحظ هابل أن الكون ليس ثابتًا، ولكنه يتمدد.
بعد عقود، في عام 1998، سمي التلسكوب الفضائي المثمر على اسم عالم الفلك الشهير “تلسكوب هابل الفضائي”.
لقد درس المستعرات الأعظمية البعيدة ووجد أنه منذ زمن بعيد، توسع الكون بشكل أبطأ مما هو عليه اليوم.
هذا الاكتشاف مثير للدهشة لأنه كان يُعتقد منذ فترة طويلة أن وزن المادة في الكون يبطئ تمدده، أو حتى يتسبب في تقلصه.
يُعتقد أن الطاقة المظلمة هي القوة الغريبة التي تفصل الكون بسرعة متزايدة.
نختار لك: مسح موجز للظواهر الكونية
أخيرًا، بينما تم اكتشاف الكثير حول تكوين الكون وتطوره، إلا أن هناك أسئلة مستمرة لا تزال بدون إجابة، ولا تزال المادة المظلمة والطاقة المظلمة من أعظم الألغاز، لكن علماء الكونيات يواصلون استكشاف الكون على أمل فهم أفضل كيف بدأ كل شيء!