الكون

مستقبل الكون

• مواضيع مرتبطة
• التوافق الدقيق للكون
• السفر بين المجرات
• فضاء كوني
• ماء كوني
• عالم كونيات

في هذا الإطار، توجد عدة نظريات حول المصير النهائي للكون، أبرزها نظرية "الموت الحراري" أو "التجمد العظيم" (Big Freeze) حيث يستمر الكون في التوسع إلى الأبد، فتتباعد المجرات عن بعضها، وتموت النجوم، وتتبخر الثقوب السوداء ببطء عبر إشعاع هوكينغ، ليصبح الكون في النهاية بارداً ومظلماً وخالياً من أي نشاط. وهناك نظرية "التمزق العظيم" (Big Rip) حيث تتغلب الطاقة المظلمة على جميع القوى الأخرى فتمزق حتى الذرات نفسها. بينما تفترض نظرية "الانكماش العظيم" (Big Crunch) أن التوسع الكوني سينعكس في النهاية ليبدأ الكون في الانكماش على نفسه والعودة إلى حالة الكثافة اللانهائية. وتعتمد هذه السيناريوهات على كثافة الطاقة الكلية في الكون وطبيعة الطاقة المظلمة، وهي أمور ما تزال قيد البحث والدراسة.

مقياس المسافات الكونية

سرعة الضوء بالكيلومتر:

ومن ناحية أخرى، اصطلح علماء الفلك على استخدام السنة الضوئية معيارًا خاصًّا لقياس المسافات بين الكواكب والمجرات، وتعرف السنة الضوئية بالمسافة التي تقطعها أشعة الضوء في السنة الواحدة فإذا عرفنا أن سرعة الضوء تبلغ 300000 كم/ثانية فإن ذلك يعني أن السنة الضوئية تساوي مسافة 9.46 تريليون كم، ولضرب مثال على ذلك فإن المسافة بين الأرض والشمس تقارب 150 مليون كم وهذا يعني أن أشعة الشمس تستغرق ثماني دقائق وثلث للوصول إلى الأرض. ويستعمل الفلكيون كذلك وحدة الفرسخ الفلكي التي تعادل 3.26 سنة ضوئية لقياس المسافات للأجرام القريبة نسبياً، بينما تستعمل وحدة الانزياح الأحمر لقياس مسافات المجرات البعيدة جداً. ويعتبر قياس المسافات الكونية علماً معقداً يعتمد على سلم مسافات كونية يتكون من عدة درجات، تبدأ بطرق مثل تزيح النجوم لقياس المسافات القريبة داخل مجرة درب التبانة، ثم استخدام المتغيرات القيفاوية والمستعرات العظمى من النوع Ia لقياس مسافات المجرات الأخرى، وصولاً إلى استخدام الانزياح الأحمر وقانون هابل لقياس أبعد المسافات في الكون المرئي.

الجدل حول هذا المقياس

وفي هذا السياق، إذا كان حجم المجرة التي تنتمي إليها الشمس ونظامها الكوكبي يزيد على مائة ألف سنة ضوئية وإذا كان حجم الكون المرئي أكبر من هذا بكثير، فإن استعمال السنة الضوئية يصبح عبئا على غير المتخصص. كما أن استخدام السنة الضوئية كوحدة قياس قد يوحي خطأً بأننا نرى الأجرام السماوية كما هي في الوقت الحالي، بينما في الواقع عندما ننظر إلى مجرة تبعد مليون سنة ضوئية، فإننا نراها كما كانت قبل مليون سنة، أي أننا ننظر إلى الماضي كلما نظرنا إلى الكون البعيد. هذا القيد الأساسي ناتج عن السرعة المحدودة للضوء، مما يجعل من المستحيل معرفة الحالة الراهنة لأي جرم بعيد في الكون. علاوةً على ذلك، فإن التوسع المتسارع للكون يعني أن بعض المجرات البعيدة تبتعد عنا بسرعات تفوق سرعة الضوء، مما يجعلها غير مرئية لنا وغير قابلة للرصد بشكل دائم، وهذا يفرض حدوداً أساسية على ما يمكننا معرفته عن الكون ككل.

بداية الكون

علاوةً على ذلك، كثيراً ما اختلفت الأقاويل وتضاربت النظريات وتلاحمت الأفكار حول كيفية نشوء الكون، وكان الاختلاف قديماً حول هل الكون له بداية أم أزلي؟ ولكن ظلت تلك النظريات في حدود التصورات الفلسفية حتى عام 1916 عندما قام العالم ألبرت أينشتاين بحل معادلات نظريته النسبية العامة واكتشف أن النتائج تؤكد له أن الكون يتوسع، وقد أكد له العالم ألكسندر فريدمان عام 1922 صحة هذه النتائج بأن الكون يتمدد وليس ساكن، وفي الثلاثينيات طرحت نظرية الانفجار العظيم التي تتنبأ بأن الكون نشأ من انفجار نقطة بالغة الدقة تحتوي على كل مادة وطاقة الكون وانفجرت بشدة وعبر مليارات السنين أخذت مادة الكون في التمدد وتكوين المجرات والنجوم وكل الأجرام الكونية، وتعتبر نظرية الانفجار العظيم من النظريات المقبولة في الوقت الحالي في المجتمع العلمي حول نشأة الكون نتيجة ظهور عدد من الأدلة التي أثبتت صحة النظرية، ولكن مازال العلماء يتساءلون عن كيفية تكون هذه النقطة التي شكلت الكون. وتفترض نظرية الانفجار العظيم أن الكون بدأ من حالة متناهية في الكثافة والحرارة قبل قرابة 13.8 مليار سنة، ثم بدأ في التمدد والتبرد منذ تلك اللحظة، وخلال الثلاث دقائق الأولى من عمر الكون تشكلت البروتونات والنيوترونات فيما يعرف بـ"الاصطناع النووي للانفجار العظيم"، وبعد مرور 380 ألف سنة أصبح الكون بارداً بما يكفي لتشكل الذرات المحايدة، مما سمح للفوتونات بالسفر بحرية وهو ما نراه اليوم كـخلفية الكون الميكروية التي تعتبر أقدم ضوء في الكون. وتستمر أدلة رصد الانزياح الأحمر للمجرات البعيدة، وقانون هابل، ووفرة العناصر الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم والليثيوم، في دعم هذه النظرية بشكل قوي، رغم الأسئلة العديدة التي ما تزال تحيط باللحظات الأولى للانفجار العظيم وبمصير الكون النهائي.

نشوء عدمي

• بلانك (مرصد فضائي)
• المادة المظلمة
• الطاقة المظلمة
• الثابت الكوني
• نظرية الأوتار
• التضخم الكوني
• الانزياح الأحمر
• قانون هابل

الكون والفضاء الكوني

وعلى صعيد آخر، الفرق بين الكون (Cosmos) والفضاء الكوني (Universe) أن التسمية الأولى تُعبر عن الكون المرئي لنا، أما الثانية فهي مُجمل الزمكان في كوننا سواءٌ أكان مرئياً أم لا، فكلمة "Cosmos" كانت تستعمل في الفلسفة، وهي مشتقة من أصل إغريقي بمعنى «النظام»، على عكس الفوضى، ثم أصبحت تطلق على الكون ككل (الكون المعروف) نظراً لانتظامه، أما "Universe" فقد كانت منذ البداية تعبر عن كل الوجود المادي: الأرض والكواكب والنجوم والشمس والقمر...إلخ، وفي الحقيقة كلمة «كون» باللغة العربية هي على وجه التقريب مرادف لـ"Universe"، أما "Cosmos" فلا يوجد لها مرادف قريب أو بعيد في اللغة العربية. ومن الناحية العلمية، يمكن القول أن الكون (Universe) يشمل كل ما هو موجود مادياً وطاقوياً، بما في ذلك الفضاء والزمان والقوانين الفيزيائية التي تحكمهم، بينما يشير مصطلح "Cosmos" إلى الكون المنظم والمفهوم من خلال الدراسة العلمية. وقد استعمل كارل ساغان هذا التمييز في سلسلته التلفزيونية الشهيرة "Cosmos" حيث قدم النظام الكوني كما فهمه العلم.

هيكل الكون وتوسعه

ومن ناحية أخرى، يتكون الكون من شبكة هائلة من البنى الكونية تتراوح من الأنظمة الكوكبية إلى المجموعات النجمية فـالمجرات والعناقيد المجرية والتجمعات المجرية العظمى، حيث تشكل المجرات الوحدات الأساسية للكون، وتتجمع في عناقيد مجرية قد تحتوي على آلاف المجرات، وتشكل هذه العناقيد بدورها تجمعات مجرية عظمى تمتد لمئات الملايين من السنين الضوئية. وتفصل بين هذه البنى فراغات كونية شاسعة تسمى "Voids" قد يصل قطرها إلى 500 مليون سنة ضوئية. وقد اكتشف العلم الحديث أن الكون لا يتوسع فحسب، بل أن هذا التوسع يتسارع، وهو ما يُعزى إلى وجود طاقة مظلمة غامضة تشكل نحو 68% من كثافة الطاقة في الكون، بينما تشكل المادة المظلمة غير المرئية نحو 27%، ولا تزيد المادة العادية المرئية عن 5% من مكونات الكون. هذا الاكتشاف الذي حصل مكتشفاه على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2011، قلب المفاهيم السابقة عن مصير الكون، حيث كان يُعتقد أن التوسع الكوني سيبطئ بسبب الجاذبية، لكن الرصد أثبت أن هناك قوة غامضة تتغلب على الجاذبية وتدفع بالمجرات للابتعاد عن بعضها بسرعات متزايدة.