الانفجار العظيم وتوسع الكون

الكون الذي نعيش فيه يتوسع. ونحن نعلم ذلك لأننا نرى المجرات ومجموعات المجرات تتباعد بشكل مطرد في الكون. وقد حدث هذا التوسع منذ تشكل الكون قبل 14 مليار سنة في حدث شديد الحرارة والكثافة يُعرف باسم الانفجار العظيم.

و فيما يلي ستة أسئلة شائعة حول كوننا المتوسع:

(1) أين مركز الكون؟

لا يوجد مركز للكون لأنه لا توجد حافة للكون. في الكون المحدود، يكون الفضاء منحنيًا بحيث إذا تمكنت من السفر مليارات السنين الضوئية في خط مستقيم، فستنتهي في النهاية من حيث بدأت. ومن الممكن أيضًا أن يكون كوننا لانهائيًا. في كلا المثالين، تملأ مجموعات المجرات الكون بالكامل وتتحرك بعيدًا في جميع النقاط مما يجعل الكون يتمدد (انظر السؤال 2).

A universe with no center or edge
مثال لكون صغير جدًا يحتوي على 48 نجمًا فقط. لا تستطيع سفينة فضاء تحلق بين هذه النجوم أن تجد حافة هذا الكون. إذا خرجت السفينة من أحد جانبي الكون فإنها تظهر مرة أخرى من الجانب الآخر. يرى الأشخاص في السفينة الفضائية عددًا لا نهائيًا من النجوم حولهم. هذا الكون ليس له حدود ولا مركز.

(2) أين حدث الانفجار العظيم في الكون؟

هناك افتراض شائع بأن الانفجار العظيم كان انفجارًا حدث في الفضاء الفارغ وأن الانفجار تمدد إلى الفضاء الفارغ. وهذا افتراض خاطئ.

لقد نشأ المكان والزمان في الانفجار العظيم. ففي بداية الكون، كان الفضاء ممتلئًا بالمادة تمامًا . كانت المادة في الأصل شديدة الحرارة والكثافة ثم تمددت وتبردت لتنتج في النهاية النجوم والمجرات التي نراها في الكون اليوم.
The Expansion of the Universe

على الرغم من أن الفضاء ربما كان مركزًا في نقطة واحدة عند الانفجار العظيم، فمن المحتمل أيضًا أن الفضاء كان لانهائيًا عند الانفجار العظيم. في كلا السيناريوهين، كان الفضاء ممتلئًا تمامًا بالمادة التي بدأت في التمدد.


لا يوجد مركز للتوسع، بل إن الكون يتوسع ببساطة عند جميع النقاط. ويرى المراقبون في أي مجرة ​​أن معظم المجرات الأخرى في الكون تبتعد عنهم.

الجواب الوحيد على السؤال "أين حدث الانفجار الكبير؟" هو أنه حدث في كل مكان في الكون.

(3) هل تتوسع الأرض مع الكون؟

لا تتوسع الأرض ولا النظام الشمسي ولا مجرة ​​درب التبانة. تشكلت هذه الأجسام تحت تأثير الجاذبية وتوقفت عن الحركة. كما تعمل الجاذبية على تماسك المجرات في مجموعات وعناقيد. إن مجموعات وعناقيد المجرات هي التي تتحرك بعيدًا عن بعضها البعض في الكون.

(4) ماذا يوجد خارج الكون؟

لقد نشأ الفضاء في الانفجار العظيم. ولا يوجد لكوننا أي حافة أو حدود ـ ولا يوجد خارج كوننا (انظر السؤال 1). ومن الممكن أن يكون كوننا جزءًا من عدد لا نهائي من الأكوان (انظر السؤال 5)، ولكن هذه الأكوان لا تحتاج بالضرورة إلى فضاء لتوجد فيه.

(5) ماذا كان موجودا قبل الانفجار الكبير؟

لقد نشأ الزمن في الانفجار العظيم – ولا نعلم ما إذا كان قد وجد قبل الانفجار العظيم. لذا فإن الإجابة على هذا السؤال صعبة. وتشير بعض النظريات إلى أن كوننا هو جزء من عدد لا نهائي من الأكوان (يُطلق عليها الأكوان المتعددة ) والتي يتم خلقها باستمرار. وهذا ممكن ولكن من الصعب جدًا إثباته.

(6) إذا كان عمر الكون 14 مليار سنة، فكيف استطاعت المجرات أن تسافر أكثر من 14 مليار سنة ضوئية؟

من الممكن أن يكون كوننا لانهائيًا ومليئًا بالمادة في كل مكان منذ الانفجار العظيم (انظر السؤال 2). ولكن لا يوجد أيضًا ما يمنع الكون من التمدد بسرعة أكبر من سرعة الضوء. ورغم أنه لا يمكن لأي شيء في أي نقطة محلية داخل الكون أن يسافر بسرعة أكبر من سرعة الضوء، فإن هذا لا ينطبق على الكون بأكمله. فلا يوجد حد لسرعة تمدد الفضاء.

Rubber sheet space-time

يمكننا أن نتخيل المجرات وكأنها كرات موضوعة على ورقة مطاطية تمثل الفضاء. وإذا قمنا بتمديد الورقة، فإن الكرات تتباعد عن بعضها البعض. والكرات القريبة من بعضها البعض سوف تتباعد ببطء فقط. أما الكرات المنفصلة على نطاق واسع فسوف تبدو وكأنها تتباعد عن بعضها البعض بسرعة كبيرة.

سوف يرى الأشخاص الذين يعيشون على أي من الكرات كرتهم ثابتة. سيرون الكرات القريبة تتحرك بعيدًا ببطء وسيرون الكرات البعيدة تتحرك بعيدًا بسرعة. يمكن للكرات البعيدة جدًا (ما وراء الأفق ) أن تتحرك بعيدًا بسرعة أكبر من سرعة الضوء، لكن الأشخاص لا يستطيعون رؤيتها - محليًا في جزءهم من الكون لا يسافر أي شيء أسرع من سرعة الضوء.

The known universe العودة إلى صفحة الكون المرئي