تشير دراسة أصل الكون، في علم الفلك، إلى دراسة أصل الأشياء أو بعض أنظمة الفيزياء الفلكية وغالبًا ما تستخدم للإشارة إلى أصل الكون أو النظام الشمسي أو نظام الأرض والقمر .
النموذج الكوني السائد للتطور المبكر للكون هو نظرية الانفجار العظيم. تابع المقالات الموجودة على الموقع للتعرف على مراحل نشأة الكون.
ما هو الكون؟
الكون هو كل الأماكن والأزمنة ومحتوياتها.
إنه بالتأكيد يحتوي على الكواكب والنجوم والمجرات وجميع أشكال المادة والطاقة الأخرى.
على الرغم من أن الحجم المكاني الكامل للكون غير معروف، فمن الممكن قياس حجم الكون المرصود، والذي يقدر حاليًا بقطر 93 مليار سنة ضوئية.
في فرضيات الأكوان المتعددة، الكون هو واحد من العديد من المكونات المنفصلة سببيًا لأجزاء عديدة من كون متعدد أكبر.
التي هي نفسها تتضمن كل من المكان والزمان ومحتوياتهما، ونتيجة لذلك، تعتبر كلمتا “الكون” و “الكون المتعدد” مترادفتين في مثل هذه النظريات.
انظر أيضًا: ما هي أبرد درجة حرارة تم تسجيلها في الكون على الإطلاق؟
ما هي نظرية الانفجار العظيم؟
النظرية المقبولة على نطاق واسع لأصل وتطور كوننا هي نموذج الانفجار العظيم.
تقول أن الكون بدأ كنقطة كثيفة وساخنة بشكل لا يصدق منذ حوالي 13.7 مليار سنة.
إذن كيف تطور الكون من أجزاء من البوصة (بضعة مليمترات) إلى ما هو عليه اليوم.
إليك تحليل للانفجار العظيم إلى 9 مراحل سهلة الفهم، حيث استغرق الأمر أكثر من سبعة أيام لإنشاء الكون بالشكل الذي نعرفه.
كيف تبدأ كل هذا
لم يكن الانفجار العظيم انفجارًا للفضاء، كما يوحي اسم النظرية، بل كان ظهور الفضاء في كل مكان في الكون.
كما قال الباحثون ؛ وفقًا لنظرية الانفجار العظيم، وُلد الكون كنقطة واحدة شديدة الحرارة وكثيفة جدًا في الفضاء.
علماء الكونيات غير متأكدين مما حدث حتى هذه اللحظة، ولكن مع المهمات الفضائية المعقدة.
(التلسكوبات والحسابات المعقدة) يعمل العلماء على بناء صورة أوضح للكون المبكر وتكوينه.
يأتي الكثير من هذا من ملاحظات الخلفية الكونية الميكروية، والتي تحتوي على الإشعاع اللاحق المتبقي من الانفجار العظيم.
تتغلغل بقايا الانفجار العظيم هذه أيضًا في الكون ويمكن رؤيتها من خلال مكشافات الميكروويف، مما يسمح للعلماء بجمع أدلة حول الكون المبكر.
في عام 2001، أطلقت وكالة ناسا مهمة ويلكنسون للميكروويف غير المتجانسة (WMAP) لدراسة الظروف التي كانت موجودة في الكون المبكر.
من بين الاكتشافات الأخرى، تم إجراء ذلك عن طريق قياس إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف.
حيث استطاعت WMAP تحديد عمر الكون الذي قدر بحوالي 13.7 مليار سنة.
أول طفرة نمو في الكون
عندما كان الكون فتيًا جدًا، شيء مثل جزء من مائة من مليار تريليون من تريليون من الثانية (واو!).
شهدت طفرة نمو لا تصدق. خلال هذا الاندفاع من التوسع، المعروف باسم التضخم، تضاعف حجم الكون وتمدد 90 مرة على الأقل.
وهذا ما تؤكده كلمات عالم الفيزياء الفلكية بجامعة برينستون ديفيد سبيرجيل: “كان الكون يتوسع، وكلما تمدد، أصبح أكثر برودة وأقل كثافة”.
بعد التضخم، استمر الكون في النمو، ولكن بشكل أبطأ، ومع توسع الفضاء، برد الكون وشكل المادة.
الجو حار جدا ليكون ساطعا
تم إنشاء العناصر الكيميائية الخفيفة خلال الدقائق الثلاث الأولى من تكوين الكون، ومع توسع الكون، انخفضت درجة الحرارة.
تصطدم البروتونات والنيوترونات لتكوين الديوتيريوم، وهو نظير للهيدروجين، ويتحد معظم هذا الديوتيريوم لتكوين الهيليوم.
ومع ذلك، في أول 380.000 سنة بعد الانفجار العظيم، أدت الحرارة الشديدة الناتجة عن تكوين الكون إلى جعله شديد الحرارة.
حتى لا يضيء الضوء ؛ وتحطمت الذرات معًا، بقوة كافية لتصبح بلازما كثيفة غير شفافة من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات التي تشتت الضوء مثل الضباب.
يجب أن يكون هناك ضوء
بعد حوالي 380000 سنة من الانفجار العظيم، بردت المادة بدرجة كافية لتندمج الإلكترونات.
مع تكوين النوى للذرات المحايدة، تُعرف هذه الخطوة باسم “إعادة التركيب”، وامتصاص الإلكترونات الحرة جعل الكون شفافًا.
يمكن الكشف عن الضوء المنبعث في هذا الوقت اليوم على أنه إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف.
ومع ذلك، فقد أعقب حقبة إعادة التركيب فترة من الظلام قبل تشكل النجوم والأجسام الساطعة الأخرى.
من العصور المظلمة الكونية
بعد ما يقرب من 400 مليون سنة من الانفجار العظيم، بدأ الكون في الظهور من العصور المظلمة.
تسمى هذه الفترة من تطور الكون أيضًا “عصر إعادة التأين”.
يُعتقد أن هذه المرحلة الديناميكية قد استمرت أكثر من نصف مليار سنة، ولكن بناءً على ملاحظات جديدة.
يعتقد العلماء أن عصر إعادة التأين ربما جاء في وقت أقرب مما كان يعتقد سابقًا.
خلال هذا الوقت، انهارت كتل الغاز بما يكفي لتشكيل النجوم والمجرات الأولى.
تخلصت الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من هذه الأحداث النشطة، مما أدى إلى تدمير معظم غاز الهيدروجين المحايد المحيط.
علاوة على ذلك، فإن عملية إعادة التأين، بالإضافة إلى إزالة الهيدروجين الغامض، جعلت الكون شفافًا للأشعة فوق البنفسجية لأول مرة.
إقرأ أيضاً: قانون الجذب العالمي
المزيد من النجوم، المزيد من المجرات
يمشط علماء الفلك الكون بحثًا عن مجرات قديمة بعيدة لمساعدتهم على فهم خصائص الكون المبكر.
وبالمثل، من خلال دراسة الخلفية الكونية الميكروية، يمكن لعلماء الفلك العمل بشكل عكسي لتجميع الأحداث التي حدثت سابقًا.
بيانات من البعثات القديمة مثل WMAP و Cosmic Background Explorer (COBE)، والتي تم إطلاقها في عام 1989.
والبعثات التي لا تزال تعمل، مثل تلسكوب هابل الفضائي، الذي تم إطلاقه في عام 1990.
كلهم يساعدون جميع العلماء في حل الألغاز الأكثر ديمومة والإجابة على الأسئلة الأكثر إثارة للجدل في علم الكونيات.
ولادة نظامنا الشمسي
يُقدر أن نظامنا الشمسي قد ولد بعد 9 مليارات سنة من الانفجار العظيم، مما جعله عمره 4.6 مليار سنة.
وفقًا للتقديرات الحالية، تعد الشمس واحدة من أكثر من 100 مليار نجم في مجرتنا (درب التبانة) وحدها، وتدور حول 25000 سنة ضوئية من نواة المجرة.
يعتقد العديد من العلماء أن الشمس وبقية نظامنا الشمسي تشكلت من سحابة عملاقة دوارة من الغاز والغبار تعرف بالسديم الشمسي.
عندما تسببت الجاذبية في انهيار السديم، دار بشكل أسرع وتم تسطيحها إلى قرص.
في هذه المرحلة، يتم سحب معظم المواد نحو المركز لتشكيل الشمس.
أشياء غير مرئية في الكون
في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي، بدأ علماء الفلك يعتقدون أنه قد يكون هناك كتلة في الكون أكبر مما كان واضحًا.
لاحظت فيرا روبين، عالمة الفلك في معهد كارنيجي في واشنطن العاصمة، سرعات النجوم في مواقع مختلفة في المجرات.
تملي فيزياء نيوتن الأساسية أن النجوم الموجودة على أطراف المجرة سوف تدور ببطء أكثر من النجوم في المركز.
لكن روبن لم يجد فرقًا في سرعات النجوم البعيدة. في الواقع، اكتشفت أن جميع النجوم في المجرة تبدو وكأنها تدور حول المركز بنفس السرعة تقريبًا.
عُرفت هذه الكتلة الغامضة وغير المرئية بالمادة المظلمة، ويُعتقد أن المادة المظلمة مرتبطة بسحب الجاذبية الذي تمارسه على المادة العادية.
إحدى الفرضيات هي أن الأجسام الغامضة قد تتكون من جسيمات غريبة لا تتفاعل مع الضوء أو المادة العادية، مما يجعل من الصعب اكتشافها.
يُعتقد أن المادة المظلمة تشكل 23 في المائة من الكون، وبالمقارنة، فإن 4 في المائة فقط من الكون يتكون من مادة عادية، بما في ذلك النجوم والكواكب والبشر.
كون متوسع ومتسارع
في عشرينيات القرن الماضي، قام عالم الفلك إدوين هابل باكتشاف ثوري للكون.
باستخدام التلسكوب الذي تم بناؤه حديثًا في مرصد ماونت ويلسون في لوس أنجلوس، لاحظ هابل أن الكون لم يكن ساكنًا، ولكنه يتمدد.
بعد عقود، في عام 1998، سمي تلسكوب فضائي غزير الإنتاج على اسم عالم الفلك الشهير، تلسكوب هابل الفضائي.
لقد درس المستعرات الأعظمية البعيدة واكتشف أن الكون توسع منذ زمن بعيد بشكل أبطأ مما هو عليه اليوم.
كان هذا الاكتشاف غير متوقع لأنه كان يعتقد لفترة طويلة أن جاذبية المادة في الكون ستبطئ تمدده أو حتى تتسبب في تقلصه.
يُعتقد أن الطاقة المظلمة هي قوة غريبة تعمل على تمزيق الكون بمعدل متزايد باستمرار.
نحن نختار لك: دراسة قصيرة للظواهر الكونية
في النهاية، بينما تم اكتشاف الكثير حول تكوين الكون وتطوره، لا تزال هناك أسئلة بدون إجابة، ولا تزال المادة المظلمة والطاقة المظلمة من بين أعظم الألغاز، لكن علماء الكونيات يواصلون استكشاف الكون على أمل فهم أفضل، وكيف يتم ذلك. بدأ كل شيء!