الصلاة والسلام على سيد الأنبياء والمرسلين سيدن محمد وعلى آله

وصحبه اجمعين ..

احضرت لكم موضوعي الثاني لسلسلة عالم الفضاء أتمنى ان تنال

على رضاكم نبدأ ..







في علم الكون الفيزيائي، الانفجار العظيم (بالإنجليزية: Big Bang) هو النظرية السائدة

حول نشأة الكون تعتمد فكرة النظرية أن الكون كان في الماضي في حالة حر شديدة

الكثافة فتمدد، و أن الكون كان يومًا جزء واحد عند نشأة الكون. بعض التقديرات الحديثة

تُقدّر حدوث تلك اللحظة قبل 13.8 مليار

سنة، والذي يُعتبر عمر الكون و بعد التمدد الأول بَرُدَ الكون بما يكفي لتكوين جسيمات

دون ذرية كالبروتونات والنيترونات والإلكترونات . ورغم تكوّن نويّات ذرية بسيطة خلال

الثلاث دقائق التالية للانفجار العظيم، إلا أن الأمر احتاج آلاف السنين قبل تكوّن ذرات

متعادلة كهربيًا. معظم الذرات التي نتجت عن

الانفجار العظيم كانت من الهيدروجين والهيليوم مع القليل من الليثيوم. ثم التئمت

سحب عملاقة من تلك العناصر الأولية بالجاذبية لتُكوّن النجوم والمجرات، وتشكّلت

عناصر أثقل من خلال تفاعلات الانصهار النجمي أو أثناء تحليق العناصر في المستعرات

العظمى تُقدّم نظرية

الانفجار الكبير شرحاً وافياً لمجموعة واسعة من الظواهر المرئية ، بما في ذلك وفرة من

العناصر الخفيفة والخلفية الإشعاعية للكون والبنية الضخمة للكون وقانون هابل. ونظرًا

لكون المسافة بين المجرات تزداد يوميًا ، فبالتالي كانت المجرات في الماضي أقرب

إلى بعضها البعض.

و من الممكن استخدام القوانين الفيزيائية لحساب خصائص الكون كالكثافة ودرجة الحرارة

في الماضي بالتفصيل. و بالرغم من أنه يمكن لمسرعات الجسيمات الكبرى استنساخ

تلك الظروف ، لتأكيد و صقل تفاصيل نموذج الانفجار الكبير إلا أن تلك المسرعات لم تتمكن

حتى الآن إلا البحث

في الأنظمة عالية الطاقة. وبالتالي ، فإن حالة الكون في اللحظات الأولى للانفجار العظيم

مبهمة وغير مفهومة ولا تزال مجالاً للبحث كما لا تقدم نظرية الانفجار العظيم أي شرح للحالة

الأولية للكون ، بل تصف وتفسر التطور العام للكون منذ تلك اللحظة ورغم انقسام المجتمع

العلمي يومًا بين نظريتي تمدد الكون

بين مؤيد لنظرية الانفجار العظيم و مؤيد لنظرية الحالة الثابتة إلا أن التأكيد بالملاحظة والرصد

على صحة سيناريو الانفجار العظيم جاء مع اكتشاف الخلفية الإشعاعية للكون سنة 1964 م

، واكتشاف أن طيف تلك الخلفية الإشعاعية يتطابق مع الإشعاع الحراري للأجسام السوداء.

منذ ذلك الحين ، أضاف علماء الفيزياء الفلكية


إضافات رصدية ونظرية إلى نموذج الانفجار العظيم ، وتمثيلها الوسيطي كنموذج لمبدا

سي دي إم الذي هو بمثابة إطار للأبحاث الحالية في علم الكونيات النظري...





كان الفلكي الإنجليزي فريد هويل أول من أطلق مصطلح "الإنفجار العظيم"

(بالإنجليزية: Big Bang) خلال مقابلة له مع هيئة الإذاعة البريطانية سنة 1949

و من الشائع بين الناس أن هويل الذي كان

يفضل نموذج "الحالة الثابتة" الكوني ، كان يقصد من تلك التسمية السخرية ، إلا أن

هويل نفسه نفى ذلك صراحةً ، وقال أن التسمية كانت للفت النظر وتسليط الضوء

على الفرق بين النموذجين لمستمعي الراديو ..




التسلسل الزمني للأنفجار العظيم ..

يقودنا تتبع تمدد الكون عبر الزمن إلى حقيقة أن الكون كان في الماضي في حالة

شديدة الكثافة والحرارة. و يشير هذا التفرد إلى تعطُّل تطبيق النسبية العامة ، فلا

يمكننا تتبع حالة التفرد تلك على وجه اليقين أكثر من فترة نهاية حقبة بلانك.

و يسمى هذا التفرد أحيانًا الانفجار

العظيم ولكن هذا المصطلح قد يشير أيضًا إلى الحالة الأولى التي كانت أكثر حرارة

وكثافة التي تعتبر لحظة ميلاد الكون. وبناءً على قياسات التمدد مقارنةً بنموذج

مستعر أعظم من النوع أ وقياسات التقلبات الحرارية في الخلفية الإشعاعية للكون

وقياسات الارتباط بين المجرات

أمكن حساب عمر الكون وتقديره بنحو 13.798 مليار سنة. وقد أدى التوافق بين

هذه القياسات الثلاثة المستقلة عن بعضها البعض إلى دعم نموذج لامبدا-سي دي

إم بقوة والذي يصف بالتفصيل محتويات الكون.












ظلت كثافة الكون وحرارته في انخفاض، وبالتالي تناقصت طاقة أي من جسيماته.

ثم نقلت الأطوار الانتقالية كسر تناظر القوى الأساسية للفيزياء ومتغيرات الجسيمات

الأولية إلى وضعها الحالي. ففي خلال حوالي 10 − 11 ثانية أصبحت حالة الكون

أكثر استقرارًا ، حيث انخفضت طاقات

الجسيمات إلى القيم التي يمكن تحقيقها في تجارب فيزياء الجسيمات. وفي حوالي

10 − 6 ثانية ، تجمّعت الكواركات والغلوونات لتكوين الباريونات مثل البروتونات والنيوترونات.

أدى فائض صغير من الكواركات مقابل مضادات الكوارك إلى فائض صغير من الباريونات

مقابل مضادات الكوارك.

وبانخفاض درجات الحرارة ، لم تعد درجة الحرارة تكفي لتكوين أزواج جديدة من البروتون -

مضاد البروتون وكذلك أزواج النيوترونات - مضادات النيوترونات ، لذا نتجت على الفور

عمليات تلاشي ضخمة تبقى منها فقط واحد من كل 1010 من البروتونات والنيوترونات

الأصلية لم يتبق أي من مضاداتها.

كذلك حدثت عملية مشابهة خلال ثانية واحدة للإلكترونات و البوزيترونات.

وبعد عمليات التلاشي تلك ، توقفت باقي البروتونات والنيوترونات و الإلكترونات

عن التحرك بنسبية ، وشكّلت

الفوتونات غالبية كثافة طاقة الكون ( مع مساهمة بسيطة من النيوترينوات ).

وخلال دقائق من تمدد الكون ، عندما كانت درجة الحرارة حوالي مليار كلفن

والكثافة تساوي تقريبًا كثافة الهواء ، توحّدت النيوترونات مع البروتونات لتشكيل

ديوتريومات الكون وأنوية ذرات

الهيليوم في عملية تسمى تخليق الانفجار العظيم النووي. وظلت معظم البروتونات

منفصلة كأنوية لذرات الهيدروجين. ومع تبرُّد الكون ، سيطرت جاذبية إشعاع الفوتونات

على كثافة طاقة الكتلة الباقية من المادة.

وبعد حوالي 379,000 سنة اتحدت الإلكترونات مع أنوية الذرات ( معظمها من الهيدروجين )

وبالتالي انفصل الإشعاع عن المادة وانطلق في الفضاء دون عوائق إلى حد كبير. وتعرف بقايا

هذا الإشعاع باسم الخلفية الإشعاعية للكون...






هناك دلائل مستقلة من رصد المستعرات العظمى من الدرجة Ia والخلفية الإشعاعية للكون تُظهر

أن الكون اليوم تسيطر عليه شكل غامض من الطاقة تعرف باسم الطاقة المظلمة التي تتخلل كامل

الفضاء. وتُقدّر نتائج الرصد أن 73٪ من كثافة الطاقة الكلية للكون اليوم تتواجد في تلك الصورة من

الطاقة. ومن المرجّح أن الكون في

بداية نشأته كان مغمورًا بالطاقة المظلمة ولكن مع تضايق المساحة وتقارب كل شيء من بعضه

البعض ، سيطرت الجاذبية ، وكبحت تمدد الكون ببطء. وفي نهاية المطاف وبعد عدة مليارت من

سنوات تمدد الكون تسبب تزايد الطاقة المظلمة في تسارع تمدد الكون ولكن ببطء. وتتخذ الطاقة

المظلمة في أبسط صيغها هيئة مصطلح الثابت

الكوني في معادلات أينشتاين للمجال في النسبية العامة ، ولكن تكوينها وآليتها غير معروفين ،

وبشكل أعم ، ما زالت تفاصيل معادلة حالتها وعلاقتها مع نظرية النموذج العياري لفيزياء الجسيمات

قيد البحث رصديًّا ونظريًّا كل هذا التطور الكوني بعد حقبة التضخم الكوني يمكن وصفها بدقة وفق

نموذج لامبدا - سي دي إم

الذي يستخدم الأطر المستقلة لميكانيكا الكم والنسبية العامة لأينشتاين. وكما أشير أعلاه ،

لا يوجد نموذج موثوق يصف ما حدث قبل 10−15 ثانية من نشأة الكون. ويبدو أن هناك حاجة

إلى نظرية جاذبية كمية موحدة جديدة لكسر هذا الحاجز لفهم تلك الحقبة من تاريخ الكون ،

والتي تعد حاليًا إحدى أعظم المسائل التي لم تُحلّ في الفيزياء.










تصف النسبية العامة الزمكان وفق نظام متري ، يمكن من خلاله تحديد المسافات التي تفصل

أي نقطة عن نقطة قريبة. هذه النقاط قد تكون مجرات أو نجوم أو أشياء أخرى هذه النقاط نفسها

يتم تحديدها باستخدام متعدد شعب أو "شبكة" تشمل كل الزمكان. ينص المبدأ الكوني أن هذا

النظام المتري يجب أن يكون متجانس ومُوحّد الخواص في المقاييس الكبيرة

يمكن تمييزه باستخدام

~ إحداثيات روبرتسون - ووكر. ~

هذه الإحداثيات تحتوي على مقياس يصف تغيّر حجم الكون عبر الزمن مما يسّر اختيار نظام

إحداثي مناسب يدعى مسافة المسايرة. وفق هذا النظام الإحداثي تتمدد الشبكة بتمدد الكون

وتبقى الأجسام التي تتحرك بتمدد الكون في مواضع ثابتة على الشبكة وتبقى مسافاتها

الإحداثية ( مسافات المسايرة ) ثابتة

في الوقت الذي تتزايد فيه المسافات الفعلية بين الأجسام إطراديًا بتمدد الكون. لا يعد الانفجار

العظيم انفجارًا للمادة يتحرك نحو الخارج لملئ كون فارغ. ولكن بمرور الوقت يتمدد الكون في كل

إتجاه وتتزايد المسافات الفعلية بين الأجسام المتحركة.

ونظرًا لكون إحداثيات روبرتسون - ووكر تفترض توزيعًا منتظمًا للكتلة والطاقة فإنها تنطبق فقط

على القياسات الكبيرة ، أما النطاقات المحدودة من المادة مثل مجرتنا المترابطة تجاذبيًا فلا

تنطبق عليها نظرية التمدد واسع النطاق كما في الفضاء خارج مجرتنا...










تطورت نظرية الانفجار العظيم من خلال رصد بنية الكون والأبحاث النظرية. ففي سنة 1912 م

، قام فيستو سليفر بأول قياس لتأثير دوبلر للسديم الحلزوني السديم الحلزوني هو مُسمّى

قديم للمجرات الحلزونية وسرعان ما اكتشف أن تقريبًا جميع تلك السُدُم كانت منحسرة عن

الأرض في الوقت الذي

كان فيه نزاع شابلي - كورتيس المثير للجدل محتدمًا حول ما إذا كانت هذه السدم "أكوان جُزُرية"

خارج مجرتنا درب التبانة. وبعد عشر سنوات، استنتج عالم الكون الفيزيائي والرياضياتي الروسي

ألكسندر فريدمان معادلات فريدمان من معادلات أينشتاين للمجال مُبيّنًا أن الكون قد يكون يتمدد

مُخالفًا بذلك نموذج الكون الساكن

التي كان أينشتاين يؤيدها وقتئذ.و في سنة 1924 م ، أظهر قياس إدوين هابل لمسافة أقرب السدم

الحلزونية أن تلك النظم هي بالتأكيد مجرات أخرى. وبصورة مستقلة استنتج الكاهن الكاثوليكي

والفيزيائي جورج لوميتر سنة 1927 م معادلات فريدمان وتوصّل إلى أن انحسار السدم يُستدل منه

على تمدد الكون.

وفي سنة 1931 م ، ذهب لوميتر أبعد من ذلك وافترض أنه نتيجة التمدد الواضح للكون فلا بد لو عُدنا

بالزمن أن نجد في لحظة ما كانت كل مادة الكون مجتمعة في نقطة ما على هيئة "ذرة بدائية" عندها

بدأ الزمن والفضاء في النشوء








أظهرت عمليات رصد أبعاد المجرات والنجوم الزائفة أن الانزياح الأحمر للضوء المنبعث من تلك

الأجسام له أطوال موجية أكبر. ويمكن ملاحظة ذلك بدراسة طيف تردد هذا الجسم ومطابقته

بنموذج مطيافية خطوط الانبعاث أو خطوط الامتصاص المصاحبة لذرات العناصر الكيميائية التي

تتفاعل مع هذا الضوء.

هذه الانزياحات الحمراء متجانسة الخواص ، وموزعة بالتساوي بين الأجسام المرصودة في

كل الاتجاهات. و إذا تم تصنيف الانزياح الأحمر على أنه انزياح دوبلر فبالمكان حساب سرعة

ابتعاد هذا الجسم. بعض المجرات يمكن تقدير بعدها من خلال سلم المسافات الكونية.

وعند رسم سرعات ابتعادها إلى مسافاتها ، ستنتج علاقة خطية تُعرف باسم قانون هابل..








في سنة 2011 م ، وجد الفلكيون ما يعتقدون أنهما سحابتين بدائيتين من الغاز الأوليّ من خلال

تحليل خطوط الامتصاص في أطياف النجوم الزائفة البعيدة. قبل هذا الاكتشاف ، لوحظ أن جميع

الأجسام الفلكية الأخرى تحتوي على عناصر ثقيلة التي تتكون في النجوم بينما هاتين السحابتين

من الغاز لا تحتويان على عناصر أثقل

من الهيدروجين والديوتريوم. ونظرًا لأنها لا تحتوي على عناصر ثقيلة ، يُعتقد أنهما تكونتا في

الدقائق الأولى للانفجار العظيم خلال تخليق الانفجار العظيم النووي حيث تتوافق مكوناتهما

مع المكونات المتوقع أن ينتجها تخليق الانفجار العظيم النووي. كان ذلك دليلاً مباشراً على

أنه كانت هناك حقبة في تاريخ الكون قبل تكوّن النجوم الأولى حينها كانت معظم المواد

الأوليه موجودة في صورة سحب من الهيدروجين المستقر..







ومن المشاكل الأخرى التي واجهت نظرية الانفجار العظيم مشكلة التسطح. فشكل الكون

قد يكون ذو انحناء موجب أو سالب أو بلا انحناء وفقًا لقيمة كثافة طاقته الكلية. يكون الأنحناء

سلبيًا إذا كانت كثافة الطاقة أقل من الكثافة الحرجة وفقًا لمعادلات فريدمان وإيجابياً أذا كانت


القيمة أكثر من الكثافة الحرجة ويكون مُسطّحًا إذا كانت الكثافة تساوي قيمة الكثافة الحرجة.

وتكمُن المشكلة في أن أي حيود مع مرور الوقت عن قيمة كثافة الطاقة الحرجة سيغير من

حالة التسطح التي عليها الكون اليوم.

كما أنه لا شك بأن كثافة طاقة الكون بعد دقائق من الانفجار العظيم لم يكن حيودها عن

القيمة الحرجة لكثافة الطاقة بأكثر من جزء من 1014 من القيمة الحرجة، وإلا لما كان الكون

سيكون على حالة تسطّحه التي هو عليها اليوم.

وقد قدمت فرضية التضخم الكوني أيضًا حلاً لتلك الإشكالية ، حيث كان للتضخم

الهائل في زمن قياسي دوره في الحفاظ على تجانس كثافة الطاقة في الكون رغم

تمدده المتسارع مما حافظ على تجانس حالة تسطحه وعدم اضطرابها من منطقة

لأخرى في الكون...

مصير الكون في نظرية الانفجار العظيم.. قبل الأرصاد التي تمت على الطاقة المظلمة

كان لدى علماء الكون سيناريوهين حول مستقبل الكون. الأول إذا زادت كثافة كتلة

الكون عن الكثافة الحرجة وفق معادلات فريدمان فإن الكون سيصل إلى حجم أقصى ثم

يبدأ في الانهيار

حيث سيصبح أكثر كثافة وسخونة مرة أخرى وينتهي إلى حالة مماثلة لتلك التي بدأ منها

فيما يُعرف بالانسحاق العظيم. السيناريو الآخر إذا كانت الكثافة تساوي أو أقل من الكثافة

الحرجة فإن تمدد الكون سيتباطأ ، ولكن لن يتوقف أبدًا. وسيتوقف تشكُّل النجوم مع

استهلاك الغاز بين النجوم في كل مجرة

، وستحترق النجوم مُخلّفة الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء.

وتدريجيًا ، ستتصادم تلك الأجسام وتتجمع وستنتج عن ذلك ثقوب سوداء أكبر.

وسيقترب متوسط ​​درجة حرارة الكون من الصفر المطلق ، وسيحدث التجمد الكبير.

وعلاوة على ذلك ، فنظرًا لعدم استقرار

البروتونات ، ستختفي المادة الباريونية تاركة فقط إشعاع وثقوب سوداء. في نهاية

المطاف ، فإن الثقوب السوداء ستتبخر عن طريق انبعاث إشعاع هوكينغ. وستزداد

إنتروبيا الكون إلى النقطة التي لن تسمح بوجود أي شكل مُنظّم للطاقة ويعرف

هذا السيناريو باسم الموت الحراري للكون.

كما تستنتج الأرصاد الحديثة لتسارع تمدد الكون أن الكثير من مناطق الكون المرصود حاليًا

سوف تخرج من أفقنا.أما نموذج لامبدا - سي دي إم فيشمل وجود طاقة مظلمة في شكل ثابت

كوني حيث تقترح تلك النظرية أن الأنظمة المترابطة بالجاذبية مثل المجرات ستبقى معًا

وأنها أيضًا ستكون معرضة

للموت الحراري مع تمدد الكون وتبرده. ومن التفسيرات الأخرى للطاقة المظلمة ، نظريات

الطاقة الوهمية التي تفترض أن التجمعات المجرية والنجوم والكواكب والذرات والأنوية والمادة

نفسها ستتمزق مع تزايد تمدد الكون في ما يسمى بالتمزق العظيم


~ بعض الصور ~






































هاقد وصلت لخاتمة موضوعي اتمنى انه نال على اعجابكم

وتعرفتم قليلاً عن هاذي المعجزه الألاهيه أشكر جمعية

العاشق المميزه واختي الغاليه emessa على هذا الطقم الجميل

وأشكر أخي العزيز emzo love على تدقيقه

أراكم في موضوعي القادم لهاذي السلسله