books emerging scientific foundations
If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.
الأسس العلمية الناشئة (Info)
- طالع أيضًا: خط زمني لعلم الكون
- تاريخ الكون
النظرية
أصبح الاستكشاف العلمي النظري للمصير النهائي للكون ممكنًا مع نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين عام 1915. إذ يمكن توظيف النسبية العامة لوصف الكون على أكبر مدًى ممكن. هناك العديد من الحلول الممكنة لمعادلات النسبية العامة، ويحتوي كل حل على مصير نهائي محتمل للكون. اقترح ألكسندر فريدمان عدة حلول -معادلات فريدمان- في عام 1922، كما فعل جورج لومتر في عام 1927. بعض هذه الحلول كان، أن الكون تمدد من التفرد الجذبوي الذي كان أساسًا الانفجار العظيم.
المشاهدات
في عام 1931، نشر إدوين هابل استنتاجه، بناءً على مشاهداته عن النجوم المتغيرة السيفيدية (متغير قيفاوي) في المجرات البعيدة، بأن الكون كان يتمدد. منذ ذلك الحين، كانت بداية الكون ونهايته المحتملة موضوع بحث علمي جاد.
نظرية الانفجار العظيم ونظرية الحالة الثابتة
في عام 1927، وضع جورج لومتر نظرية وأصبحت تسمى فيما بعد نظرية الانفجار العظيم لأصل الكون. في عام 1948، وضع فريد هويل نظريته المتعارضة «الحالة الثابتة» والتي هي عبارة عن أن الكون يتمدد باستمرار مع تشكل وخلق مواد جديدة، وبذلك يبقى الكون دون تغيير إحصائيًا. كانت هاتين النظريتين بمنافسة نشطة حتى عام 1965، حيث اكتُشف إشعاع الخلفية الكونية الميكروي من قبل آرنو بينزياس وَروبرت ويلسون، وهي حقيقة تمثل تنبؤًا مباشرًا لنظرية الانفجار العظيم، وهي الحقيقة التي لم تستطع نظرية الحالة الثابتة الأصلية مراعاتها. ونتيجة لذلك، سرعان ما أصبحت نظرية الانفجار العظيم وجهة النظر الأكثر انتشارًا لأصل الكون.
الثابت الكوني
عندما أعد أينشتاين النسبية العامة، آمن هو ومعاصروه بِكون ساكن. عندما وجد أينشتاين أن معادلاته يمكن حلها بسهولة بطريقة تسمح للكون أن يتمدد الآن، ويتقلص في المستقبل البعيد، أضاف إلى تلك المعادلات ما أسماه ثابتًا كونيًا، بشكل أساسي كثافة طاقة ثابتة لا تتأثر بأي تمدد أو تقلص، والذي كان دوره هو تعويض تأثير الجاذبية على الكون ككل بطريقة تجعل الكون ساكنًا.
بعد أن أعلن هابل عن استنتاجه بأن الكون يتمدد، كتب أينشتاين أن الثابت الكوني الذي أضافه كان «أعظم خطأ في حياتي».
معيار الكثافة
إن المعيار المهم في نظرية مصير الكون هو معيار الكثافة، أوميجا ( )، والذي يعرف بأنه معدل كثافة المادة للكون مقسومة على القيمة الحرجة لتلك الكثافة. يدل هذا المعيار على الشكل الهندسي الممكن للكون والمختار من ثلاث أشكال هندسية اعتمادًا على ما إذا كانت أوميجا ( ) تساوي أو تقل عن أو أكبر من 1. تسمى هذه الأشكال، على التوالي، الأكوان المسطحة والمفتوحة والمغلقة. تشير هذه الصفات الثلاثة إلى الشكل الهندسي الشامل للكون، وليس إلى الانحناء المحلي للزمكان (للزمان المكاني) الناجم عن مجموعات من الكتل الأصغر (على سبيل المثال، المجرات والنجوم). إذا كان المحتوى الأساسي للكون مواد خاملة، كما هو الحال في نماذج الغبار الشائعة في معظم القرن العشرين، فسيكون هناك مصير معين يتوافق مع كل هندسة. ومن هنا، استهدف علماء الكون تحديد مصير الكون من خلال قياس الأوميجا ( )، أو ما يعادله وهو معدل تباطؤ التمدد.
قوة التنافر
ابتداء من عام 1998، فُسرت المشاهدات عن المستعرات العظمى في المجرات البعيدة على أنها متسقة مع الكون الذي يتسارع تمدده. لقد صُممت النظريات الكونية اللاحقة لتسمح بهذا التسارع المحتمل، عن طريق استخدام الطاقة المظلمة بشكل شبه دائم (الطاقة الدائمة في أبسط صورها هي مجرد ثابت كوني إيجابي). بشكل عام، تعتبر الطاقة المظلمة مصطلحًا جذابًا لأي مجال مفترض به ضغط سلبي، أي عادةً بكثافة تتغير مع تمدد الكون.
