نشأة الكون

نشأة الكون من اللاشيئ 

بدأ فهمنا للكون يتغير مند عهد كوبرنيكوس الي زول الأرض من مركز الكون ، و وضع الشمس مكانها ورد الكواكب هي لي كدور عليها ، ما مكن علماء آخرين مثل كيبلر و جاليليو و نيوتن من وضع قوانين فيزيائية تصف دوران الكواكب و حركة الاجرام السموامية و صياغتها على شكل معادلات رياضية رصينة و أنيقة ، هادسي لي برهن على قدرة الرياضيات كلغة على وصف كوننا بدقة بالغة.

وفي مطلع القرن العشرين ضهرت عدة نظريات و اكتشافات علمية زادة من فهمنا للكون بشكل أعمق بداية من الأجسام "دون الذرية" وصولا الى "العناقيد المجرية"، و هاكا غادي تبدأ رحلتنا لفهم أصل الكون.

وكانت أهم اكتشافات القرن العشرين هي النسبية و ميكانيكا الكم ، حيتاش برهنات النسبية العامة و قانون هابل على تمدد الكون مما يدل على أن الكون بدأ بانفجار عظيم (تمدد كوني) ، و تم إتبات صحة نظرية البيغ بانغ عن طريق اشعاع الخلفية الكونية الميكروي cosmological background radiation و نسبية العناصر الأولية في الكون ، التي خلفتها الاندماجات النووية فداك الوقت ، و هي الهيليوم و الهيدروجين و القليل من الديثريوم و الليثيوم .
وكذلك من خلال العديد من الجوانب فحال تناقص درجة الحرارة في الكون و القانون الثاني للديناميكا الحراية و ما الى غير ذلك . ما يهمنا نحن هو ان الكون ديالنا بدأ من "ذرة بدائية".

بعد أن اخرج اينشتاين بمعادلاته الأنيقة في النسبية العامة ، قام العديد من العلماء بتطبيقها على المدى الكوسمولوجي لفهم الكون ، و كان من ضمنهم هاد العلماء ألكسندر فريدمان ، اللي قام بحل هذه المعادلات بشكل مذهل ليتوصل الى ثلاث نمادج لوصف شكل الكون اعتمادا على كثافته :
إما ان يكون شكل الكون منحني سلبا أو منحني إيجابا او أن يكون مسطحا .
و هذا يعتمد على قيمة أوميغا omega و التي تساوي كثافة الكون مقسومة على "الكثافة الحَرِجَة".

وقبل اكتشاف "الطاقة المظلة" كان العلماء يعتقدون أن الكون ذو انحناء سلبي ، و هو ما سيسبب تمزقا عظيما للكون ، لكن بعما تم اكتشاف الطاقة المظلمة التي تغطي معظم كوننا أصبحت الحسابات كلها تشير الى أن الكون مسطح ، بل و يجب أن يكون مسطحا ، لأن أي اختلال بين الكثافة و الكثافة الحرجة في الظروف المبكرة جدا ، و التي تمدد فيها الكون بشكل أسي سيكبر هذا الاخلال كذلك بشكل أسي ، و بالتالي لن يكون الكون على هيئته الحالية.

في المجال العلمي كنلقاو عدة طرق باش نتأكدوا من ان الكون مسطح ، بحال الهندسة الاقليدية ، فإذا كان الكون دو انحناء سلبي سيكون مجموع زوايا مثلث على هذا المستوى أصغر من 180 درجة ، و اذا كان ذو انحناء موجب سيكون مجموع الزوايا أكبر من 180 درجة ، لكن بالاعتماد على الاختلافات الطفيفة و البقع الظاهرة على اشعاع الخلفية الكونية تمكن العلماء من قياس مجموع زوايا المثلث ، و كان يساوي 180 درجة ، ما يعني أن الكون مسطح ،

و من خلال معادلة النسبية الخاصة الشهيرة E=mc^2 ديال اينشتاين فان للطاقة كثلة ، و مع أن الكون مسطح ، فان مجموع الطاقات و القوى في الكون يساوي صفر ،و ياللمفاجأة فهذا أحد أكثر القوانين الثي ندرسها مند المستوى الاعدادي.

فمثلا ان قمت برمي كرة حديدية نحو السماء فانها بذلك تكتسب طاقة الوضع في مقابل الثقالة ، و بالثالي يكون مجموع القوتين يساوي صفر ، نفس الامر ينطبق على الشحنة و الـ Spin و كل خصائص المادة ، و لأكون أكثر دقة هذا ينطبق على كل أشكال الطاقة. و بالتالي فنحن في هذا الكون نتعامل مع الرقم صفر فقط ، إذا أضفنا الرقم واحد ، فيتوجب علينا أن نطرح الرقم واحد.

(الى مفهمتيش مزيان رتاح شوية وعاود قرا الفقرات في الأعلى عاد كمل المقال)

لكي نفهم جيدا ، غادي يخصنا نفهموا أن الكثلة ماهي الا وجه آخر للطاقة وفقا لمعادلة اينشتاين في النسبية الخاصة . يعني الكثلة كتسبب انحناء في نسيج الزمكان وهادشي كيتسبب في ولادة الجاذبية.

مثال آخر و أخير لنفهم هذه المسألة بشكل دقيق ، في معادلات "بول ديراك" و التي تم اتباتها في معجلات الجسيمات ، بحيت عند مستويات طاقة أعلى تظهر جسيمات مع مضاداتها ، عند ظهور الالكترون مثلا فسيظهر معه البوزيترون وفق القوانين الفيزيائية.
وكيما كنعرفوا فان شحنة الالكترون سالبة و شحنة البوزيترون موجبة ، و عند التقائهما يفنيان و تفنى شخنة كليهما.
و كخلاصة فالكون هو مجموع أعداد موجبة ( الكثلة و الشحنة الموجبة و الطاقات النووية ...) و أعداد سالبة ( الجاذبية و الشحنة السالبة ...)
بمعنى أن الكون يمكن أن ينشأ من الصفر . او بشكل أدق ، يمكن ان ينشأ من اللاشيئ.

بعد ما تحدث عن الانفجار العظيم و الطاقة الاجمالية للكون (التي تساوي صفر) ،
سأقوم بتوضيح الصورة أكثر للكيفية التي يمكن أن ينشأ بها الكون.

نحن و اياكم نعلم ان كل شيئ في الكون كيتكون من ذرات و مجالات دات مستوى معين من الطاقة ، وكيف قلنا في البداية ان القرن العشرين كان حافلا بالاكتشافات العلمية ، أهمها النسبية و ميكانيكا الكم ، هاد جوج نظريات تتبتان أن العالم الماذون الذري المتناهي في الصغر ، هو عالم يعج بالجسيمات الافتراضية التي تظهر و تختفي في زمن أقل من زمن بلانك ، و هادشي لا يجعل منها جسيمات فيزيائية حقيقية ، و يمكننا قياس أثرها فقط ، و هو غير متضمن داخل أبعاد الزمان و المكان ، و هادا هو ما يسمى "اللاشيئ" في الفيزياء عكس العدم المحض الفلسفي الغير قابل للتصور.

و وفقا للنمودج القياسي فإن جميع الحقول في اللاشيئ تحمل القيمة صفر ، باستثناء حقل هيجز الذي يمنح الجسيمات الاولية كثلثها ، و يحوي ما يسمى بالطاقة الصفرية zero-point energy اللي ميمكنش ان تجنبها وفقا لقوانين فيزياء الكم ، و يسمى في هذه الحالة بالفراغ الخاطئ false vacuum بحيت يسعى دائما لبلوغ حالة الاستقرار و التي تسمى الفراغ الصحيح true vacuum ما يجعله عرضة لتأرجحات في الطاقة.

و وفقا لمبدأ "الريبة" لهايزنبيرغ دي الصيغة التي تحكم الطاقة و الزمن ، فان الفراغ الكمومي (اللاشيئ الفيزيائي) يتعرض لقفزات في الطاقة ، و يمكن الجسيمات و مضاداتها (شكل من أشكال الطاقة) من الظهور الى العالم الفيزيائي في زمن وجيز جدا قبل أن تختفي ، و فقا لقانون انكسار تناظر الزمن فإن احتمال حدوث ظاهرة معينة في اتجاه سهم الزمن ، لا يساوي احتمال حدوتها في الاتجاه المعاكس لسهم الزمن ، و بالتالي يضهر لنا شيئ فيزيائي من لاشيئ
و هذه كانت الطريقة العلمية التي يمكن للكون أن يظهر بها في الفراغ الخاطئ false vacuum , و بسبب طبيعة هذا الفراغ الغير مستقر ذو الضغط السالب , و المعاكس للجاذبية , تعرض الكون الناشئ لقوة طرد هائلة سببت تمدده بشكل أسي في مراحله البدئية ما منح للكون عدة مميزات كالتسطح و التجانس على المدى الكبير و اختلافات طفيفة في الكثافة على المدى القريب ما يمكن التكتلات المجرية من النشوء في وقت لاحق , و كما هو الحال في كل نظم الكم فالفراغ الخاطئ أو الزائف غير تابت , و ينحو نحو الإضمحلال و تنتهي بذلك القوة الطاردة , و ينتج من هذا طاقة حرارية هائلة و استمرار الكون في التمدد بمعدل بطيئ . و هذه المرحلة تسمى بالتظخم inflation.