ما العمر الحقيقي للكون؟‎

ما العمر الحقيقي للكون؟‎

المصدر: محمد زين- إرم نيوز

أوضحت مجلة ”فوربس“ الأمريكية، أحدث طريقة للتأكد من أن عمر الكون هو 13.8 مليار سنة.

وقالت في تقرير لها: ”لقد سمعت بهذه القصة من قبل، فقد بدأ الكون بانفجار كبير قبل 13.8 مليار سنة، وشكل هذا الانفجار الذرات والنجوم والمجرات، ثم الكواكب التي يتواجد عليها المكونات الصحيحة للحياة.

وأضافت: ”ومن خلال البحث في مواقع بعيدة في الكون ننظر أيضاً إلى الزمن السابق، أو بطريقة أخرى، من خلال قوة علم الفيزياء والفلك يمكننا معرفة كيف بدأ الكون. ولكن كيف نعرف كم هو عمر الكون؟ هذا ما يريد تيس هابتفليش أن يعرفه خلال طرح هذا الأسبوع“.

وتساءلت المجلة: ”كيف تم حساب الكون على أنه 13.8 مليار سنة؟“، وأجابت بأن هناك بالفعل طريقتين مختلفتين مستقلتين لدينا لقياس هذا الرقم، ولكن هناك طريقة أكثر دقة بكثير من الأخرى، وطريقة أقل دقة تنطوي على عدد أقل بكثير من الافتراضات.

الطريقة الأكثر دقة هي أن تفكر في حقيقة أن لدينا الكون يتوسع ويبرد اليوم، بينما كان أكثر سخونة وأكثر ضيقاً في الماضي. وإذا عدنا إلى زمن سابق، وأوقات سابقة، نجد أن حجم الكون كان أصغر، وكانت المسألة في ذلك ليس فقط العمل على التقارب، إلا أن موجات الفوتونات الفردية (خاصة جسيمات الضوء) كانت أقصر، وفي حين يتوسع الكون أصبحت أكثر طولاً حتى وصلت إلى ما هي عليه اليوم.

وحيث إن الطول الموجي للفوتون يحدد كم الطاقة والحرارة، يكون طول الفوتون الموجي الأقصر أكثر نشاطاً وأعلى في درجة الحرارة. وفي حين نعود أبعد وأبعد في الوقت السابق، ترتفع درجة الحرارة أكثر وأكثر، حتى مرحلة معينة، نصل إلى المراحل الأولى من الانفجار الكبير الساخن، وهذا هو الأمر المهم: ”المرحلة المبكرة“ من الانفجار الساخن الكبير.

إذا كنا نسعى لاستقراء الماضي ”بشكل غير محدود“، سنتوصل إلى التفرد، حيث تسهل الفيزياء العمل. فمن خلال فهمنا الحديث في وقت مبكر جداً للكون، سنعلم أن حالة التضخم قد سبقت الانفجار الساخن الكبير، وكانت حالة التضخم هذه لمدة غير محددة. لذلك فعندما نتحدث عن ”عمر الكون،“ نتحدث عن كم مضى من الوقت منذ حدث الانفجار الساخن الكبير حتى يومنا هذا.

ووفقًا لقوانين النسبية العامة، الخاصة بالكون الذي نعيش فيه فإن الكثافة الموحدة هي أكبر المقاييس، حيث لها نفس القوانين والخصائص العامة في جميع المواقع، وهي نفسها في جميع الاتجاهات، وقد وقع الانفجار الكبير في جميع المواقع، وفي كل مكان في وقت واحد.

كما أن هناك علاقة فريدة بين الطريقة القديمة التي تشكل بها الكون، وكيف توسع على مر التاريخ.

وبعبارة أخرى، إذا كنا نستطيع قياس مدى توسع الكون اليوم، وكيف توسع طوال تاريخه كله، يمكننا أن نعرف بالضبط ما هي كل المكونات المختلفة التي شكلت الكون، ونحن نعلم ذلك من خلال مجموعة من الملاحظات.

وأشارت المجلة إلى أنه من القياسات المباشرة للسطوع والمسافات بين كائنات الكون مثل النجوم والمجرات والنجوم المتفجرة، قمنا ببناء سلم المسافات الكونية.

من خلال القياسات للهيكل واسع النطاق، وتجمع المجرات، وذبذبات الباريون الصوتية، ومن خلال تقلبات حدثت في الخلفية الكونية للموجات القصيرة، نأخذ ”لقطة“ للكون عندما كان عمره مجرد 380 ألف سنة.

عندما تقوم بتجميع كل هذه الأمور معاً، تحصل على الكون الذي يتكون حالياً من 68% من الطاقة المظلمة، و27% من المادة المظلمة، و4.9% أشياء طبيعية، و0.1% نيوترونات، و0.01% إشعاع، والى حد كبير لا شيء آخر. ولكن يمكنك التنبؤ بكيفية توسع الكون حالياً، ويمكننا استقراء هذه العودة في الوقت المناسب، ومعرفة تاريخ التوسع الكامل للكون، وبالتالي، عمر الكون.

الرقم الذي نحصل عليه، كان أكثر تحديداً من جانب بلانك، ولكن تم زيادته من مصادر أخرى مثل قياسات سوبر نوفا، ويتضح من خلال عمليات المسح الرقمي أن عمر الكون هو 13.81 مليار سنة، مع عدم يقين لنحو 120 مليون سنة فقط. وهذا يعني أننا واثقون من عمر الكون بدقة تبلغ نسبتها 99.1٪، وهي مفاجأة مدهشة.

عن ذلك يقول الباحث: ”نعم، لدينا عدد من مجموعات مختلفة من البيانات تشير إلى هذا الاستنتاج، ولكن في الواقع تنتج من خلال استخدام نفس الأسلوب. نحن ببساطة محظوظين لأن هناك صورة ثابتة للإجابة عن السؤال، ولكن في الواقع، لا يوجد ما يكفي للإجابة على السؤال بيقين تام بنسبة 100% ”ما هو تحديداً عمر الكون“، وبدلاً من ذلك، لدينا مجموعة متنوعة من الاحتمالات، ومن خلال تقاطع هذه الاحتمالات يتبين لنا أين نعيش.

إذا كان للكون الخصائص الحالية ومصنوع من المادة العادية بنسبة 100%، وبغض النظر عن الظلام أو الطاقة المظلمة، فإن عالمنا يبلغ عمره فقط 10 مليارات سنة. أما إذا كان الكون عبارة عن مواد طبيعية بنسبة 5% (مع عدم وجود مادة مظلمة أو طاقة مظلمة).

وتشير تقديرات أخرى إلى أن عمر عالمنا هو 16 مليار سنة. ولكن مع مزيج الأشياء التي لدينا اليوم، يمكننا أن نقول بثقة إن عمر الكون هو 13.81 مليار سنة، مع نسبة عدم يقين محدودة جداً، وهو إنجاز لا يصدق للعلم.

إن مجمل هذه الحسابات تم من خلال أسلوب واحد، وهو الأسلوب الرئيسي الأفضل والأكثر اكتمالاً، حيث تم الحصول عليه من خلال مجموعة مختلفة من الأدلة التي تشير لذلك. ولكن هناك شيء آخر، وهو مفيد بشكل لا يصدق لفحص نتائجنا.

إنها حقيقة أننا نعرف كيف تعيش النجوم، وهو من خلال حرق الطاقة والنفاد، وعلى وجه الخصوص، نحن نعلم أن كل النجوم عندما تكون على قيد الحياة تحترق من خلال الوقود المتاح بها (من خلال صهر الهيدروجين في الهليوم)، كما يكون لها سطوع ولون معين، وتبقى في ذلك السطوع واللون لفترة معينة من الزمن حتى يبدأ وقودها في النفاد.

عند هذه النقطة، يكون تجمع النجوم أكثر إشراقاً وزرقة وتتطور لأحجام عمالقة و/ أو سوبر عمالقة.

وإذا عرفنا كيفية حياة النجوم يمكننا معرفة عمر هذه النجوم في الكتلة، فعندما ننظر إلى أقدم تجمعات النجوم نجد أن عمرها يصل إلى حوالي 13.2 مليار سنة، ولكن هناك شكوك كبيرة في نحو مليار سنة من هذه الفترة.

النجوم التي تبلغ أعمارها نحو 12 مليار سنة تعتبر أكثر شيوعاً بدرجة كبيرة، ولكن التي تبلغ أعمارها 14 مليار سنة فأكثر فهي غير معروفة، على الرغم من أنه في فترة التسعينات تم اكتشاف نجوم تتراوح أعمارها بين 14 حتى 16 مليار سنة في كثير من الأحيان.

ومن خلال كل هذه البيانات، لدينا أسلوبين لحساب عمر الكون أحدهما من خلال قياس عمر النجوم التي تحدد أن عمر الكون هو ما بين 13 و 14 مليار سنة. ولذلك فليس من المفاجئة أن نقول إن عمر الكون يتراوح بين 13.6 إلى 14 مليار سنة، ولكن كوننا لا يبلغ من العمر 13 أو 15 مليار سنة بيقين تام. نحن نقول 13.8 مليار سنة بثقة، والآن أنت تعرف كيف قمنا بحسابها.

للتصحيح أو إبداء أي ملاحظات desk (at) eremnews.com