الكون ليس ثابتًا. تم تأكيد ذلك من خلال دراسات عالم الفلك إدوين هابل في عام 1929 ، أي قبل 90 عامًا تقريبًا. قاد إلى هذه الفكرة من خلال ملاحظات حركة المجرات. اكتشاف آخر لعلماء الفيزياء الفلكية في نهاية القرن العشرين كان حساب توسع الكون مع التسارع.
ما اسم توسع الكون
يفاجأ بعض الناس بسماع ما يسميه العلماء توسع الكون. يرتبط معظم هذا الاسم بالاقتصاد ، وبتوقعات سلبية.
التضخم هو عملية توسع الكون فور ظهوره وبتسارع حاد. ترجم من الإنجليزية "تضخم" - "تضخيم" ، "تضخم".
شكوك جديدة حول وجود الطاقة المظلمة كعامل في نظرية التضخم للكون يستخدمها معارضو نظرية التوسع.
ثم اقترح العلماء خريطة للثقوب السوداء. تختلف البيانات الأولية عن تلك التي تم الحصول عليها في مرحلة لاحقة:
- ستون ألف ثقب أسود مع المسافة بين أكثربعد أكثر من 11 مليون سنة ضوئية - بيانات من أربع سنوات مضت.
- مائة وثمانين ألفًا من مجرات الثقب الأسود على بعد 13 مليون سنة ضوئية. حصل العلماء على البيانات ، بمن فيهم الفيزيائيون النوويون الروس ، في أوائل عام 2017.
هذه المعلومات ، كما يقول علماء الفيزياء الفلكية ، لا تتعارض مع النموذج الكلاسيكي للكون.
معدل توسع الكون يمثل تحديًا لعلماء الكونيات
معدل التوسع هو في الواقع تحدٍ لعلماء الكونيات وعلماء الفلك. صحيح أن الكوسمولوجيين لم يعودوا يجادلون في أن معدل تمدد الكون ليس له متغير ثابت ، فقد انتقلت التناقضات إلى مستوى آخر - عندما بدأ التوسع يتسارع. تثبت بيانات تجوال الطيف من مستعرات أعظم من النوع الأول البعيدة جدًا أن التوسع ليس عملية بداية مفاجئة.
يعتقد العلماء أن الكون تقلص خلال الخمسة مليارات سنة الأولى.
أثارت العواقب الأولى للانفجار العظيم في البداية توسعًا قويًا ، ثم بدأ الانكماش. لكن الطاقة المظلمة ما زالت تؤثر على نمو الكون. ومع التسارع
بدأ العلماء الأمريكيون في إنشاء خريطة لحجم الكون لعصور مختلفة لمعرفة متى بدأ التسارع. من خلال مراقبة انفجارات المستعر الأعظم ، وكذلك اتجاه تركيز المادة المظلمة في المجرات القديمة ، لاحظ علماء الكونيات سمات التسارع.
لماذا الكون "يتسارع"
في البداية ، كان من المفترض أنه في الخريطة المجمعة لحجم الكون ، لم تكن قيم التسارع خطية ، ولكنها تحولت إلى شكل جيبي. كانت تسمى "موجة الكون".
تقول موجة الكون أن التسارع لم يذهب بسرعة ثابتة: إنه يتباطأ ، ثم يتسارع. وعدة مرات. يعتقد العلماء أنه كانت هناك سبع عمليات من هذا القبيل في 13.81 مليار سنة بعد الانفجار العظيم.
ومع ذلك ، لا يستطيع علماء الكونيات الإجابة على السؤال حول ما الذي يحدد التسارع والتباطؤ. تتلخص الافتراضات في فكرة أن مجال الطاقة الذي تنشأ منه الطاقة المظلمة يخضع لموجة الكون. وبالانتقال من موضع إلى آخر ، يوسع الكون تسارعه أو يبطئه.
على الرغم من إقناع الحجج ، فإنها لا تزال نظرية. يأمل علماء الفيزياء الفلكية أن المعلومات الواردة من تلسكوب بلانك المداري ستؤكد وجود موجة في الكون.
عندما تم العثور على الطاقة المظلمة
لأول مرة بدأوا الحديث عنها في التسعينيات بسبب انفجارات سوبر نوفا. طبيعة الطاقة المظلمة غير معروفة. على الرغم من أن ألبرت أينشتاين خص الثابت الكوني في نظريته النسبية.
في عام 1916 ، أي قبل مائة عام ، كان الكون لا يزال يعتبر غير متغير. لكن الجاذبية تدخلت: سوف تصطدم الكتل الكونية ببعضها إذا كان الكون ثابتًا. أعلن أينشتاين عن الجاذبية بسبب قوة التنافر الكونية.
سوف يبرر جورج لميتر ذلك من خلال الفيزياء. يحتوي الفراغ على طاقة. بسبب ترددها الذي أدى إلى ذلكظهور الجسيمات وتدميرها الإضافي ، تكتسب الطاقة قوة طاردة.
عندما أثبت هابل توسع الكون ، أطلق أينشتاين على الثابت الكوني هراء.
تأثير الطاقة المظلمة
الكون يتحرك متباعدًا بسرعة ثابتة. في عام 1998 ، قُدِّم للعالم بيانات من تحليل لانفجارات المستعر الأعظم من النوع الأول. لقد ثبت أن الكون ينمو بشكل أسرع
يحدث هذا بسبب مادة غير معروفة أطلق عليها اسم "الطاقة المظلمة". اتضح أنها تحتل ما يقرب من 70٪ من مساحة الكون. لم يتم دراسة جوهر وخصائص وطبيعة الطاقة المظلمة ، لكن علماءها يحاولون معرفة ما إذا كانت موجودة في المجرات الأخرى.
في عام 2016 ، قاموا بحساب معدل التوسع الدقيق للمستقبل القريب ، ولكن ظهر تناقض: الكون يتوسع بمعدل أسرع مما افترضه علماء الفيزياء الفلكية سابقًا. اندلعت خلافات بين العلماء حول وجود الطاقة المظلمة وتأثيرها على معدل تمدد حدود الكون.
يحدث تمدد الكون بدون طاقة مظلمة
طرح العلماء نظرية استقلال توسع الكون عن الطاقة المظلمة في بداية عام 2017. يشرحون التوسع على أنه تغيير في بنية الكون.
توصل علماء من جامعتي بودابست وهاواي إلى استنتاج مفاده أن التناقض بين الحسابات ومعدل التوسع الحقيقي مرتبط بتغيير في خصائص الفضاء. لم يأخذ أحد في الحسبان ما يحدث لنموذج الكون أثناء التوسع.
الشك في وجود الطاقة المظلمة ، يشرح العلماء: الأكثرتركيزات كبيرة من مادة الكون تؤثر على تمدده. في هذه الحالة ، يتم توزيع باقي المحتوى بالتساوي. ومع ذلك ، فإن الحقيقة تبقى في عداد المفقودين.
لإثبات صحة افتراضاتهم ، اقترح العلماء نموذجًا للكون الصغير. قاموا بتقديمها في شكل مجموعة من الفقاعات وبدأوا في حساب معاملات النمو لكل فقاعة بمعدلها الخاص ، اعتمادًا على كتلتها.
أظهرت محاكاة الكون هذه للعلماء أنه يمكن أن يتغير بغض النظر عن الطاقة. يقول العلماء إنه إذا "اختلطت في" الطاقة المظلمة ، فلن يتغير النموذج.
بشكل عام ، لا يزال النقاش مستمراً. يقول مؤيدو الطاقة المظلمة إنها تؤثر على توسع حدود الكون ، والمعارضون يقفون على أرضهم ، بحجة أن تركيز المادة مهم.
معدل تمدد الكون الآن
العلماء مقتنعون بأن الكون بدأ في النمو بعد الانفجار العظيم. ثم ، منذ ما يقرب من أربعة عشر مليار سنة ، اتضح أن معدل تمدد الكون كان أكبر من سرعة الضوء. ويستمر في النمو.
يشير أقصر تاريخ للوقت بقلم ستيفن هوكينج وليونارد ملودينوف إلى أن معدل توسع حدود الكون لا يمكن أن يتجاوز 10٪ لكل مليار سنة.
لتحديد معدل توسع الكون ، في صيف عام 2016 ، قام آدم ريس الحائز على جائزة نوبل بحساب المسافة إلى القيفيات النابضة في المجرات القريبة من بعضها البعض. سمحت لنا هذه البيانات بحساب السرعة. اتضح أن المجرات على مسافة لا تقل عن ثلاثة ملايين سنة ضوئية يمكن أن تبتعد بسرعة حوالي 73 كم / ثانية.
كانت النتيجة مذهلة: فالتلسكوبات المدارية ، نفس بلانك ، تحدثت عن 69 كم / ثانية. لماذا تم تسجيل مثل هذا الاختلاف ، لا يستطيع العلماء الإجابة: إنهم لا يعرفون شيئًا عن أصل المادة المظلمة ، التي تستند إليها نظرية توسع الكون.
إشعاع داكن
تم اكتشاف عامل آخر في "تسارع" الكون بواسطة علماء الفلك بمساعدة هابل. يُعتقد أن الإشعاع المظلم ظهر في بداية تكوين الكون. ثم كان هناك المزيد من الطاقة فيه ، لا يهم.
الإشعاع المظلم "ساعد" الطاقة المظلمة على توسيع حدود الكون. يقول العلماء إن التناقضات في تحديد معدل التسارع كانت بسبب الطبيعة غير المعروفة لهذا الإشعاع.
العمل الإضافي الذي يقوم به هابل يجب أن يجعل الملاحظات أكثر دقة
يمكن للطاقة الغامضة أن تدمر الكون
يدرس العلماء مثل هذا السيناريو لعدة عقود ، وتقول البيانات من مرصد بلانك الفضائي أن هذا بعيد كل البعد عن التكهنات. تم نشرها في عام 2013.
قام "بلانك" بقياس "صدى" الانفجار العظيم الذي ظهر في عمر الكون بحوالي 380 ألف سنة ، وكانت درجة الحرارة 2700 درجة. وتغيرت درجة الحرارة. حدد "بلانك" أيضًا "تكوين" الكون:
- 5٪ تقريبًا - النجوم ، الغبار الكوني ، الغازات الكونية ، المجرات ؛
- ما يقرب من 27٪ هي كتلة المادة المظلمة ؛
- حوالي 70٪ طاقة مظلمة.
اقترح الفيزيائي روبرت كالدويل أن للطاقة المظلمة قوة يمكنها النمو. وهذه الطاقة ستفصل الزمكان.يعتقد العالم أن المجرة ستبتعد في العشرين إلى الخمسين مليار سنة القادمة. ستحدث هذه العملية مع التوسع المتزايد لحدود الكون. سيؤدي هذا إلى تمزيق مجرة درب التبانة بعيدًا عن النجم ، وسوف تتفكك أيضًا.
مساحة تقاس بحوالي ستين مليون سنة. ستصبح الشمس نجمًا قزمًا يتلاشى ، وستنفصل عنه الكواكب. ثم تنفجر الأرض. في الثلاثين دقيقة القادمة ، سوف يمزق الفضاء الذرات. النهائي سيكون تدمير هيكل الزمكان
أين "تطير درب التبانة"
علماء الفلك في القدس مقتنعون بأن مجرة درب التبانة وصلت إلى أقصى سرعتها وهي أعلى من معدل تمدد الكون. يفسر العلماء ذلك برغبة درب التبانة في "الجاذب العظيم" ، والذي يعتبر أكبر مجموعة من المجرات. لذا درب التبانة يترك الصحراء الفضائية.
يستخدم العلماء طرقًا مختلفة لقياس معدل تمدد الكون ، لذلك لا توجد نتيجة واحدة لهذه المعلمة.
