كل شيء موجود في الكون. كم عدد الأكوان في كوننا؟ الأكوان المتوازية: الفرضيات تتطلب التأكيد
ما هو خارج الكون؟ هذا السؤال معقد للغاية فهم الإنسان. هذا يرجع إلى حقيقة أنه من الضروري تحديد حدودها في المقام الأول ، وهذا بعيد كل البعد عن البساطة.
الإجابة المقبولة عمومًا تأخذ في الاعتبار الكون المرئي فقط. وفقًا له ، يتم تحديد الأبعاد حسب سرعة الضوء ، لأنه من الممكن رؤية الضوء الذي تنبعثه أو تعكسه الكائنات في الفضاء فقط. من المستحيل أن ننظر أبعد من أبعد ضوء يسافر طوال فترة وجود الكون.
يستمر الفضاء في الزيادة ، لكنه لا يزال محدودًا. يشار إلى حجمه أحيانًا باسم حجم أو كرة هابل. ربما لن يتمكن الإنسان في الكون أبدًا من معرفة ما هو أبعد من حدوده. لذلك بالنسبة لجميع الأبحاث ، هذه هي المساحة الوحيدة التي سيتعين عليك التفاعل معها. على الأقل في المستقبل القريب.
عظمة
يعلم الجميع أن الكون كبير. كم مليون سنة ضوئية تمتد؟
يدرس علماء الفلك بعناية الإشعاع الكوني لخلفية الميكروويف - الشفق اللاحق للانفجار العظيم. إنهم يبحثون عن صلة بين ما يحدث على جانب واحد من السماء وما يحدث على الجانب الآخر. وعلى الرغم من عدم وجود دليل على وجود شيء مشترك. هذا يعني أنه لمدة 13.8 مليار سنة في أي اتجاه ، لا يكرر الكون نفسه. هذا هو الوقت الذي يستغرقه الضوء للوصول على الأقل إلى الحافة المرئية لهذه المساحة.
ما زلنا مهتمين بمسألة ما وراء الكون المرئي. يعترف علماء الفلك بأن الكون لانهائي. يتم توزيع "المادة" الموجودة فيه (الطاقة ، المجرات ، إلخ) بنفس الطريقة تمامًا كما هو الحال في الكون المرئي. إذا كان هذا صحيحًا ، فهناك حالات شاذة مختلفة لما هو على الحافة.
لا يوجد المزيد من الكواكب المختلفة خارج حجم هابل. هناك يمكنك أن تجد كل ما يمكن أن يوجد. إذا وصلت إلى مسافة كافية ، فقد تجد نظامًا شمسيًا آخر به الأرض متطابقة من جميع النواحي باستثناء أن لديك عصيدة على الإفطار بدلاً من البيض المخفوق. أو لم يكن هناك إفطار على الإطلاق. أو لنفترض أنك استيقظت مبكرًا وسرقت أحد البنوك.
في الواقع ، يعتقد علماء الكونيات أنه إذا ذهبت بعيدًا بما فيه الكفاية ، يمكنك العثور على كرة هابل أخرى مطابقة تمامًا لنا. يعتقد معظم العلماء أن الكون كما نعرفه له حدود. ما هو وراءهم يبقى اللغز الأكبر.
المبدأ الكوني
يعني هذا المفهوم أنه بغض النظر عن مكان واتجاه الراصد ، يرى الجميع الصورة نفسها للكون. بالطبع ، هذا لا ينطبق على الدراسات ذات النطاق الأصغر. هذا التجانس في الفضاء ناتج عن المساواة في جميع نقاطه. لا يمكن اكتشاف هذه الظاهرة إلا على مقياس مجموعة من المجرات.
تم اقتراح شيء مشابه لهذا المفهوم لأول مرة من قبل السير إسحاق نيوتن في عام 1687. وفي وقت لاحق ، في القرن العشرين ، تم تأكيد ذلك من خلال ملاحظات علماء آخرين. منطقيًا ، إذا نشأ كل شيء من نقطة واحدة في الانفجار العظيم ثم امتد إلى الكون ، فسيظل متجانسًا إلى حد ما.
المسافة التي يمكن عندها ملاحظة المبدأ الكوني للعثور على هذا التوزيع المنتظم الظاهري للمادة هي حوالي 300 مليون سنة ضوئية من الأرض.
ومع ذلك ، تغير كل شيء في عام 1973. ثم تم اكتشاف شذوذ ينتهك المبدأ الكوني.
جاذب كبير
تم العثور على تركيز هائل للكتلة على مسافة 250 مليون سنة ضوئية ، بالقرب من برجي هيدرا والقنطورس. وزنه كبير لدرجة أنه يمكن مقارنته بعشرات الآلاف من كتل درب التبانة. يعتبر هذا الشذوذ عنقود مجري فائق.
هذا الكائن يسمى الجاذب العظيم. قوة جاذبيتها قوية جدًا لدرجة أنها تؤثر على المجرات الأخرى وعناقيدها لعدة مئات من السنين الضوئية. هو وقت طويلظلت واحدة من أكبر ألغاز الكون.
في عام 1990 ، تم اكتشاف أن حركة المجموعات الهائلة من المجرات ، والتي تسمى الجاذب العظيم ، تميل إلى منطقة أخرى من الفضاء - ما وراء حافة الكون. حتى الآن ، يمكن ملاحظة هذه العملية ، على الرغم من أن الحالة الشاذة نفسها تقع في "منطقة التجنب".
الطاقة المظلمة
وفقًا لقانون هابل ، يجب أن تتحرك جميع المجرات بشكل موحد بعيدًا عن بعضها البعض ، مما يحافظ على المبدأ الكوني. ومع ذلك ، في عام 2008 ظهر اكتشاف جديد.
وجد مسبار ويلكينسون تباين الموجات الدقيقة (WMAP) مجموعة كبيرة من العناقيد تتحرك في نفس الاتجاه بسرعات تصل إلى 600 ميل في الثانية. كانوا جميعًا في طريقهم إلى منطقة صغيرة من السماء بين الأبراج Centaurus و Parus.
لا يوجد سبب واضح لهذا ، ومنذ ذلك الحين ظاهرة لا يمكن تفسيرها، كانت تسمى "الطاقة المظلمة". إنه ناتج عن شيء خارج الكون المرئي. في الوقت الحاضر ، هناك تكهنات فقط حول طبيعتها.
إذا انجذبت مجموعات المجرات نحو ثقب أسود هائل ، فيجب أن تتسارع حركتها. تشير الطاقة المظلمة إلى سرعة ثابتة للأجسام الكونية في مليارات السنين الضوئية.
واحد من الأسباب المحتملةهذه العملية - هياكل ضخمة خارج الكون. لديهم تأثير جاذبية هائل. داخل الكون المرئي ، لا توجد هياكل عملاقة ذات جاذبية كافية لإحداث هذه الظاهرة. لكن هذا لا يعني أنه لا يمكن أن توجد خارج المنطقة التي يمكن ملاحظتها.
هذا يعني أن بنية الكون ليست موحدة. أما بالنسبة للهياكل نفسها ، فيمكن أن تكون حرفياً أي شيء ، من مجاميع المادة إلى الطاقة على نطاق يصعب تخيله. بل من الممكن أن تكون هذه هي التي توجه قوى الجاذبية من الأكوان الأخرى.
فقاعات لا نهاية لها
إن الحديث عن شيء خارج مجال هابل ليس صحيحًا تمامًا ، لأنه لا يزال يحتوي على بنية متطابقة من Metagalaxy. "غير معروف" له نفس القوانين الفيزيائية للكون والثوابت. هناك نسخة أن الانفجار العظيم تسبب في ظهور فقاعات في بنية الفضاء.
مباشرة بعد ذلك ، قبل أن يبدأ تضخم الكون ، نشأ نوع من "الرغوة الكونية" ، الموجودة كمجموعة من "الفقاعات". تمدد أحد عناصر هذه المادة فجأة ، وأصبح في النهاية الكون المعروف اليوم.
لكن ما الذي خرج من الفقاعات الأخرى؟ قال ألكسندر كاشلينسكي ، رئيس فريق ناسا ، المنظمة التي اكتشفت "الطاقة المظلمة": "إذا تحركت بعيدًا بما يكفي ، يمكنك رؤية هيكل خارج الفقاعة ، خارج الكون. يجب أن تسبب هذه الهياكل الحركة ".
وبالتالي ، يُنظر إلى "الطاقة المظلمة" على أنها أول دليل على وجود كون آخر ، أو حتى "كون متعدد".
كل فقاعة هي منطقة توقفت عن التوسع مع بقية المساحة. لقد شكلت عالمها الخاص بقوانينها الخاصة.
في هذا السيناريو ، تكون المساحة غير محدودة وكل فقاعة أيضًا ليس لها حدود. حتى لو كان من الممكن اختراق حدود أحدهما ، فإن المسافة بينهما لا تزال تتسع. بمرور الوقت ، سيكون من المستحيل الوصول إلى الفقاعة التالية. لا تزال هذه الظاهرة واحدة من أعظم ألغاز الكون.
الثقب الأسود
تفترض النظرية التي اقترحها الفيزيائي Lee Smolin أن كل جسم فضائي مماثل في بنية Metagalaxy يتسبب في تكوين كائن جديد. على المرء فقط أن يتخيل عدد الثقوب السوداء الموجودة في الكون. داخل كل منها ، توجد قوانين فيزيائية تختلف عن تلك الخاصة بالسلف. تم طرح فرضية مماثلة لأول مرة في عام 1992 في كتاب "حياة الكون".
يتم ضغط النجوم حول العالم التي تسقط في الثقوب السوداء إلى كثافات شديدة للغاية. في ظل هذه الظروف ، ينفجر هذا الفضاء ويتوسع إلى كون جديد خاص به ، مختلف عن الكون الأصلي. النقطة التي يتوقف عندها الزمن داخل الثقب الأسود هي بداية الانفجار العظيم لمجرة ميتاجالاكسي الجديدة.
تؤدي الظروف القاسية داخل الثقب الأسود المدمر إلى تغييرات عشوائية صغيرة في القوى الفيزيائية الأساسية والمعلمات في الكون البنت. كل واحد منهم له خصائص ومؤشرات مختلفة عن الوالدين.
وجود النجوم شرط أساسي لتكوين الحياة. هذا يرجع إلى حقيقة أن الكربون والجزيئات المعقدة الأخرى التي توفر الحياة يتم إنشاؤها فيها. لذلك ، هناك حاجة إلى نفس الشروط لتكوين الكائنات والكون.
إن انتقاد الانتقاء الطبيعي الكوني كفرضية علمية هو عدم وجود دليل مباشر على ذلك هذه المرحلة. لكن يجب ألا يغيب عن الأذهان أنه ، من حيث المعتقدات ، ليس أسوأ من البدائل العلمية المقترحة. لا يوجد دليل على ما هو خارج الكون ، سواء أكان ذلك الكون المتعدد ، أو نظرية الأوتار ، أو الفضاء الدوري.
العديد من الأكوان المتوازية
يبدو أن هذه الفكرة لا علاقة لها بالفيزياء النظرية الحديثة. لكن فكرة وجود الكون المتعدد لطالما اعتبرت احتمالًا علميًا ، على الرغم من أنها لا تزال تسبب نقاشًا نشطًا ونقاشًا هدامًا بين الفيزيائيين. هذا الخيار يقضي تمامًا على فكرة عدد الأكوان الموجودة في الفضاء.
من المهم أن تضع في اعتبارك أن الكون المتعدد ليس نظرية ، بل نتيجة للفهم الحالي للفيزياء النظرية. هذا التمييز له أهمية حاسمة. لم يلوح أحد بيده وقال: "ليكن كون متعدد!". هذه الفكرة مستمدة من التعاليم الحالية مثل ميكانيكا الكم ونظرية الأوتار.
فيزياء الأكوان المتعددة والكم
يعرف الكثير من الناس التجربة الفكرية "قطة شرودنغر". يكمن جوهرها في حقيقة أن إروين شرودنجر ، عالم الفيزياء النظرية النمساوي ، أشار إلى النقص في ميكانيكا الكم.
يقترح العالم تخيل حيوان تم وضعه في صندوق مغلق. إذا فتحته ، يمكنك معرفة إحدى حالتين للقط. ولكن ما دام الصندوق مغلقًا ، يظل الحيوان حيًا أو ميتًا. وهذا يثبت أنه لا توجد دولة تجمع بين الحياة والموت.
كل هذا يبدو مستحيلًا لأن الإدراك البشري لا يستطيع فهمه.
لكنها حقيقية تمامًا وفقًا للقواعد الغريبة لميكانيكا الكم. مساحة كل الاحتمالات فيه ضخمة. رياضيا ، حالة ميكانيكا الكم هي مجموع (أو تراكب) جميع الحالات الممكنة. في حالة "قطة شرودنغر" ، فإن التجربة عبارة عن تراكب لمواقف "ميتة" و "حية".
ولكن كيف يمكن تفسير ذلك بحيث يكون له أي معنى عملي؟ من الطرق الشائعة التفكير في كل هذه الاحتمالات بطريقة تُلاحظ الحالة الوحيدة "الحقيقية الموضوعية" للقطط. ومع ذلك ، يمكن للمرء أيضًا أن يتفق على أن هذه الاحتمالات صحيحة وأنهم جميعًا موجودون في أكوان مختلفة.
نظرية الأوتار
هذه هي الفرصة الواعدة للجمع بين ميكانيكا الكم والجاذبية. هذا صعب لأن الجاذبية لا يمكن وصفها على نطاق صغير مثل الذرات والجسيمات دون الذرية في ميكانيكا الكم.
لكن نظرية الأوتار ، التي تنص على أن جميع الجسيمات الأساسية تتكون من عناصر أحادية ، تصف كل قوى الطبيعة المعروفة مرة واحدة. وتشمل هذه الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوى النووية.
ومع ذلك ، من أجل النظرية الرياضيةتتطلب الأوتار عشرة أبعاد مادية على الأقل. يمكننا أن نلاحظ أربعة أبعاد فقط: الطول والعرض والعمق والوقت. لذلك ، أبعاد إضافية مخفية عنا.
من أجل التمكن من استخدام النظرية لشرح الظواهر الفيزيائية ، تكون هذه الدراسات الإضافية "مكثفة" وصغيرة جدًا على نطاق ضيق.
تكمن مشكلة أو خصوصية نظرية الأوتار في أن هناك العديد من الطرق لإجراء عملية الدمج. كل من هذه النتائج في خلق كون مع قوانين فيزيائية مختلفة ، مثل كتل الإلكترون المختلفة وثوابت الجاذبية. ومع ذلك ، هناك أيضًا اعتراضات جدية على منهجية الدمج. لذلك ، لم يتم حل المشكلة بالكامل.
لكن السؤال الواضح هو: أي من هذه الاحتمالات نعيش؟ لا توفر نظرية الأوتار آلية لتحديد ذلك. يجعلها غير مجدية لأنه لا يمكن اختبارها بدقة. لكن استكشاف حافة الكون حوّل هذا الخطأ إلى ميزة.
عواقب الانفجار العظيم
خلال الكون الأول ، كانت هناك فترة من التوسع المتسارع تسمى التضخم. شرحت في الأصل سبب انتظام درجة حرارة كرة هابل تقريبًا. ومع ذلك ، تنبأ التضخم أيضًا بطيف من التقلبات في درجات الحرارة حول هذا التوازن ، والذي تم تأكيده لاحقًا بواسطة العديد من المركبات الفضائية.
على الرغم من أن التفاصيل الدقيقة للنظرية لا تزال محل نقاش ساخن ، إلا أن التضخم مقبول على نطاق واسع من قبل الفيزيائيين. ومع ذلك ، فإن المعنى الضمني لهذه النظرية هو أنه لا بد من وجود أشياء أخرى في الكون لا تزال تتسارع. بسبب التقلبات الكمومية للزمكان ، فإن بعض أجزاء منه لن تصل أبدًا إلى الحالة النهائية. هذا يعني أن الفضاء سوف يتوسع إلى الأبد.
تولد هذه الآلية عددًا لا حصر له من الأكوان. بدمج هذا السيناريو مع نظرية الأوتار ، هناك احتمال أن يكون لكل منهما تماسك مختلف للأبعاد الإضافية وبالتالي له قوانين فيزيائية مختلفة للكون.
وفقًا لتعاليم الكون المتعدد ، التي تنبأت بها نظرية الأوتار والتضخم ، تعيش جميع الأكوان في نفس الفضاء المادي ويمكن أن تتداخل. يجب أن تصطدم حتما ، تاركة آثارا في السماء الكونية. شخصيتها لها مدى واسع - من البقع الباردة أو الساخنة على خلفية الموجات الدقيقة الكونية إلى الفراغات الشاذة في توزيع المجرات.
نظرًا لأن التصادم مع الأكوان الأخرى يجب أن يحدث في اتجاه معين ، فمن المتوقع أن يؤدي أي تداخل إلى كسر التجانس.
يبحث بعض العلماء عنهم من خلال الانحرافات في الخلفية الكونية الميكروية ، الشفق اللاحق للانفجار العظيم. البعض الآخر في موجات الجاذبية التي تموج عبر الزمكان مع مرور الأجسام الضخمة. يمكن لهذه الموجات أن تثبت بشكل مباشر وجود التضخم ، مما يعزز في النهاية دعم نظرية الكون المتعدد.
دكتوراه في العلوم التربوية E. LEVITAN.
تحدق في أعماق الكون التي لم يكن من الممكن الوصول إليها من قبل.
حاج فضولي وصل إلى "نهاية العالم" ويحاول أن يرى: ماذا يوجد وراء الحافة؟
توضيح لفرضية ولادة metagalaxies من فقاعة عملاقة متحللة. نمت الفقاعة إلى حجم هائل في مرحلة "التضخم" السريع للكون. (رسم من مجلة "الأرض والكون").
أليس هذا عنوانا غريبا لمقال؟ أليس الكون وحده؟ بحلول نهاية القرن العشرين ، أصبح من الواضح أن صورة الكون أكثر تعقيدًا بما لا يقاس من الصورة التي بدت واضحة تمامًا قبل مائة عام. لم تكن الأرض ولا الشمس ولا مجرتنا هي مركز الكون. تم استبدال أنظمة مركزية الأرض ومركزة الشمس ومركز المجرة في العالم بفكرة أننا نعيش في Metagalaxy المتوسع (كوننا). يحتوي على عدد لا يحصى من المجرات. كل منها ، مثلنا ، يتكون من عشرات أو حتى مئات المليارات من نجوم الشمس. ولا يوجد مركز. يبدو فقط لسكان كل مجرة أنه من بينهم تنتشر جزر النجوم الأخرى في جميع الاتجاهات. قبل بضعة عقود ، كان بإمكان الفلكيين التكهن فقط بوجود أنظمة كوكبية مثل نظامنا الشمسي في مكان ما. الآن - بدرجة عالية من اليقين ، قاموا بتسمية عدد من النجوم التي تم فيها اكتشاف "أقراص الكواكب الأولية" (سوف تتكون منها الكواكب يومًا ما) ، ويتحدثون بثقة عن اكتشاف العديد من أنظمة الكواكب.
عملية معرفة الكون لا تنتهي. وكلما كانت المهام أبعد ، وكلما كانت أكثر جرأة ، والتي تبدو أحيانًا رائعة للغاية ، حددها الباحثون. فلماذا لا نفترض أن علماء الفلك سيكتشفون يومًا ما أكوانًا أخرى؟ بعد كل شيء ، من المحتمل جدًا ألا تكون مجرة Metagalaxy الخاصة بنا هي الكون بأكمله ، ولكن جزءًا منه فقط ...
من غير المحتمل أن يتمكن علماء الفلك المعاصرون وحتى علماء الفلك في المستقبل البعيد جدًا من رؤية أكوان أخرى بأعينهم. ومع ذلك ، يمتلك العلم الآن بالفعل بعض البيانات التي قد يتضح أنها واحدة من العديد من الأكوان الصغيرة.
لا يكاد أي شخص يشك في أن الحياة والذكاء يمكن أن تنشأ ، وتوجد وتتطور فقط في مرحلة معينة من تطور الكون. من الصعب أن نتخيل ظهور أي شكل من أشكال الحياة قبل تحرك النجوم والكواكب حولها. وليس كل كوكب ، كما نعلم ، مناسبًا للحياة. هناك ظروف معينة ضرورية: نطاق درجة حرارة ضيق نوعًا ما ، تكوين الهواء المناسب للتنفس ، الماء ... في النظام الشمسي ، تبين أن الأرض في مثل هذا "حزام الحياة". ومن المحتمل أن تقع شمسنا في "حزام الحياة" للمجرة (على مسافة معينة من مركزها).
تم تصوير العديد من المجرات الخافتة للغاية (في السطوع) والبعيدة بهذه الطريقة. نجح أبرزها في النظر في بعض التفاصيل: الهيكل ، والميزات الهيكلية. يبلغ سطوع أضعف المجرات التي تم الحصول عليها في الصورة 27.5 مترًا ، والأجسام النقطية (النجوم) أكثر خفوتًا (حتى 28.1 مترًا)! تذكر أنه بالعين المجردة ، يرى الأشخاص ذوو البصر الجيد وتحت ظروف المراقبة الأكثر ملاءمة نجومًا يبلغ ارتفاعها حوالي 6 أمتار (هذا هو 250 مليون مرة كائنات أكثر سطوعًا من تلك التي يبلغ سطوعها 27 مترًا).
التلسكوبات الأرضية المماثلة التي يتم إنشاؤها حاليًا يمكن مقارنتها بالفعل في قدراتها بقدرات تلسكوب هابل الفضائي ، بل وتتفوق عليها في بعض النواحي.
ما هي الشروط اللازمة لتكوين النجوم والكواكب؟ بادئ ذي بدء ، يرجع هذا إلى الثوابت الفيزيائية الأساسية مثل ثابت الجاذبية وثوابت التفاعلات الفيزيائية الأخرى (الضعيفة والكهرومغناطيسية والقوية). إن القيم العددية لهذه الثوابت معروفة لدى علماء الفيزياء. حتى تلاميذ المدارس ، الذين يدرسون قانون الجاذبية العامة ، يتعرفون على ثابت (ثابت) الجاذبية. سيتعرف طلاب مقرر الفيزياء العامة أيضًا على ثوابت ثلاثة أنواع أخرى من التفاعل الجسدي.
في الآونة الأخيرة ، أدرك علماء الفيزياء الفلكية وعلماء الكونيات أن القيم الحالية لثوابت التفاعلات الفيزيائية ضرورية للكون ليكون كما هو. مع الثوابت الفيزيائية الأخرى ، سيكون الكون مختلفًا تمامًا. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون عمر الشمس 50 مليون سنة فقط (وهذا قصير جدًا لظهور وتطور الحياة على الكواكب). أو ، على سبيل المثال ، إذا كان الكون يتألف فقط من الهيدروجين أو فقط من الهيليوم - فهذا أيضًا سيجعله بلا حياة تمامًا. متغيرات الكون مع كتل أخرى من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات ليست مناسبة بأي حال للحياة بالشكل الذي نعرفه. الحسابات مقنعة: نحتاج إلى جسيمات أولية تمامًا كما هي! وبُعد الفضاء له أهمية أساسية لوجود كل من أنظمة الكواكب والذرات الفردية (حيث تتحرك الإلكترونات حول النوى). نحن نعيش في عالم ثلاثي الأبعاد ولا نستطيع العيش في عالم أكثر أو أقل من الأبعاد.
اتضح أن كل شيء في الكون يبدو أنه "مصمم" بحيث تظهر الحياة فيه وتتطور! بالطبع ، لقد رسمنا صورة مبسطة للغاية ، لأنه ليس فقط الفيزياء ، ولكن أيضًا الكيمياء والبيولوجيا تلعب دورًا كبيرًا في ظهور الحياة وتطورها. ومع ذلك ، مع وجود فيزياء مختلفة ، يمكن أن تصبح الكيمياء والبيولوجيا مختلفة ...
كل هذه الاعتبارات تؤدي إلى ما يسمى في الفلسفة بالمبدأ الأنثروبي. هذه محاولة للنظر في الكون من منظور "البعد البشري" ، أي من وجهة نظر وجوده. في حد ذاته ، لا يمكن لمبدأ الإنسان أن يفسر سبب كون الكون هو الطريقة التي نلاحظه بها. لكنها إلى حد ما تساعد الباحثين على صياغة مشاكل جديدة. على سبيل المثال ، يمكن النظر إلى "الملاءمة" المذهلة للخصائص الأساسية لكوننا كدليل على تفرد كوننا. ومن هنا ، على ما يبدو ، خطوة واحدة نحو فرضية وجود أكوان مختلفة تمامًا ، عوالم لا تشبه عوالمنا تمامًا. وعددهم ، من حيث المبدأ ، يمكن أن يكون ضخمًا بشكل غير محدود.
الآن دعونا نحاول التعامل مع مشكلة وجود أكوان أخرى من وجهة نظر علم الكونيات الحديث ، وهو علم يدرس الكون ككل (على عكس علم نشأة الكون الذي يدرس أصل الكواكب والنجوم والمجرات).
تذكر أن اكتشاف أن مجرة Metagalaxy تتوسع على الفور تقريبًا أدى إلى فرضية Big Bang (انظر "Science and Life" No. 2 ، 1998). يُعتقد أنه حدث منذ حوالي 15 مليار سنة. مرت المادة شديدة الكثافة والساخنة الواحدة تلو الأخرى في مرحلة "الكون الحار". لذلك ، بعد مليار سنة من الانفجار العظيم ، بدأت "المجرات الأولية" في الظهور من سحب الهيدروجين والهيليوم التي تشكلت في ذلك الوقت ، وفيها - النجوم الأولى. تعتمد فرضية "الكون الساخن" على حسابات تسمح لنا بتتبع تاريخ الكون المبكر من الثانية الأولى حرفيًا.
إليكم ما هو عالم الفيزياء المعروف الأكاديمي يا أكاديمي حول الشمس. احتلت كلتا النظريتين مكانة مركزية في صورة الكون في زمانهما ، وكان لكل منهما العديد من المعارضين الذين جادلوا بأن الأفكار الجديدة المتضمنة فيهما كانت سخيفة وتتعارض مع الفطرة السليمة. لكن مثل هذه التصريحات ليست قادرة على منع نجاح النظريات الجديدة ".
قيل هذا في أوائل الثمانينيات ، عندما كانت المحاولات الأولى تُجرى بالفعل لتكملة فرضية "الكون الساخن" بشكل كبير بفكرة مهمة حول ما حدث في الثانية الأولى من "الخلق" عندما كانت درجة الحرارة أعلى من 10 28 كلفن. كانت هناك خطوة أخرى نحو "البداية الأولى" ممكنة بفضل أحدث إنجازات فيزياء الجسيمات الأولية. عند تقاطع الفيزياء والفيزياء الفلكية ، بدأت فرضية "الكون المتضخم" في التطور (انظر "العلم والحياة" رقم 8 ، 1985). بسبب طبيعتها غير العادية ، يمكن تصنيف فرضية "الكون المتضخم" من بين أكثر الفرضيات "جنونًا". ومع ذلك ، فمن المعروف من تاريخ العلم أن مثل هذه الفرضيات والنظريات هي التي غالبًا ما تصبح معالم مهمة في تطور العلم.
إن جوهر فرضية "الكون المتضخم" هو أنه في "البداية الأولى" توسع الكون بسرعة هائلة. في حوالي 10 إلى 32 ثانية ، لم ينمو حجم الكون الناشئ بمقدار 10 أضعاف ، كما هو متوقع مع توسع "طبيعي" ، ولكن بمقدار 10 50 أو حتى 10 1000000 مرة. تم تسريع التوسع ، وظلت الطاقة لكل وحدة حجم دون تغيير. أثبت العلماء أن اللحظات الأولى من التوسع حدثت في "فراغ". يتم وضع الكلمة هنا بين علامتي اقتباس ، حيث أن الفراغ لم يكن عاديًا ، بل خطأ ، لأنه من الصعب تسمية "فراغ" عادي بكثافة 10 77 كجم / م 3! من هذا الفراغ الخاطئ (أو الفيزيائي) ، الذي كان له خصائص مذهلة (على سبيل المثال ، الضغط السلبي) ، لا يمكن تشكيل واحد ، ولكن العديد من metagalaxies (بما في ذلك ، بالطبع ، لدينا). وكل واحد منهم عبارة عن كون مصغر له مجموعته الخاصة من الثوابت الفيزيائية وبنيته الخاصة وخصائص أخرى متأصلة فيه (لمزيد من التفاصيل ، انظر "الأرض والكون" رقم 1 ، 1989).
لكن أين هم هؤلاء "الأقارب" في Metagalaxy؟ في جميع الاحتمالات ، هم ، مثل كوننا ، قد تشكلوا نتيجة "تضخم" المجالات ("المجالات" من المجال الفرنسي - المنطقة ، الكرة) ، والتي انفصل فيها الكون المبكر على الفور. نظرًا لأن كل منطقة من هذه المناطق قد تضخمت إلى حجم يتجاوز الحجم الحالي لـ Metagalaxy ، يتم فصل حدودها عن بعضها البعض بمسافات كبيرة. ربما يقع أقرب كون صغير على بعد حوالي 10 35 سنة ضوئية. أذكر أن حجم Metagalaxy هو "فقط" 10 10 سنوات ضوئية! اتضح أنه ليس بجانبنا ، ولكن في مكان ما بعيدًا جدًا عن بعضنا البعض ، هناك عوالم أخرى ، ربما تكون غريبة تمامًا ، وفقًا لمفاهيمنا ، ...
لذلك من الممكن أن يكون العالم الذي نعيش فيه أكثر تعقيدًا مما كان يعتقد حتى الآن. من المحتمل أنه يتكون من أكوان لا حصر لها في الكون. حول هذا الكون الكبير ، معقد ، ومتنوع بشكل مدهش ، ما زلنا لا نعرف شيئًا عمليًا. لكن يبدو أننا ما زلنا نعرف شيئًا واحدًا. مهما كانت العوالم المصغرة الأخرى البعيدة عنا ، فكل منها حقيقي. إنها ليست خيالية ، مثل بعض العوالم "الموازية" العصرية ، والتي يتحدث عنها كثير من الناس البعيدين عن العلم الآن.
حسنًا ، ما الذي سينتهي إليه كل هذا في النهاية؟ النجوم ، والكواكب ، والمجرات ، والميتاجالاكس كلها معًا تحتل فقط أصغر مكان في المساحات اللامحدودة للمادة النادرة للغاية ... ألا يوجد شيء آخر في الكون؟ الأمر بسيط للغاية ... إنه بطريقة ما يصعب تصديقه.
لطالما كان علماء الفيزياء الفلكية يبحثون عن شيء ما في الكون. تشهد الملاحظات على وجود "كتلة خفية" ، نوع من المادة "المظلمة" غير المرئية. لا يمكن رؤيته حتى في أقوى تلسكوب ، لكنه يتجلى من خلال تأثير الجاذبية على المادة العادية. حتى وقت قريب جدًا ، افترض علماء الفيزياء الفلكية أن هناك كمية مماثلة تقريبًا من هذه المادة المخفية في المجرات وفي الفراغ بينها حيث توجد مادة يمكن ملاحظتها. لكن في الآونة الأخيرة ، توصل العديد من الباحثين إلى استنتاج أكثر إثارة: المادة "الطبيعية" في كوننا - ليس أكثر من خمسة بالمائة ، والباقي - "غير مرئية".
من المفترض أن 70 في المائة منها عبارة عن هياكل ميكانيكية كمومية وفراغية موزعة بالتساوي في الفضاء (هي التي تحدد توسع Metagalaxy) ، و 25 في المائة منها أجسام غريبة متنوعة. على سبيل المثال ، الثقوب السوداء ذات الكتلة المنخفضة ، شبه النقطية ؛ كائنات ممتدة للغاية - "سلاسل" ؛ جدران المجال ، والتي ذكرناها بالفعل. ولكن بالإضافة إلى هذه الأشياء ، يمكن أن تتكون الكتلة "المخفية" من فئات كاملة من الجسيمات الأولية الافتراضية ، على سبيل المثال ، "جسيمات المرآة". يقترح عالم الفيزياء الفلكية الروسي المعروف ، والأكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم ن.س.كارداشيف (ذات مرة كنا أعضاء نشطين في الدائرة الفلكية في القبة السماوية بموسكو) أن "عالم المرآة" غير مرئي لنا بكواكبه ونجومه يمكن أن تتكون من "جزيئات المرآة". وهناك حوالي خمسة أضعاف المواد الموجودة في "عالم المرآة" مقارنة بعالمنا. اتضح أن العلماء لديهم بعض الأسباب للاعتقاد بأن "العالم المرآة" يبدو أنه يتغلغل في عالمنا. فقط لا يمكن العثور عليه حتى الآن.
الفكرة تقريبا رائعة ورائعة. لكن من يدري ، ربما يصبح أحدكم - عشاق علم الفلك الحالي - باحثًا في القرن الحادي والعشرين القادم وسيكون قادرًا على الكشف عن سر "الكون المرآة".
المنشورات ذات الصلة في "العلم والحياة"
Shulga V. العدسات الكونية والبحث عن المادة المظلمة في الكون. - 1994 ، رقم 2.
Roizen I. الكون بين اللحظة والخلود. - 1996 ، رقم 11 ، 12.
Sazhin M. ، Shulga V. الألغاز من الأوتار الكونية. - 1998 ، رقم 4.
كتب العالم الأمريكي والمشهور الشهير للعلم كاكو ميتشيو كتابًا يجادل فيه بالفطرة السليمة. ل شخص طبيعيالعالم ثلاثي الأبعاد هو القاعدة التي أضاف إليها أينشتاين ، دون صعوبة ، البعد الرابع - الوقت. لكن الفيزياء الحديثةكان يعمل لفترة طويلة على نظرية الفضاء الفائق ، والتي وفقًا لها لا يتكون الكون من الزمان والمكان فحسب ، بل يتكون أيضًا من شيء آخر - البعد الخامس ، البعد السادس ... العقل البشري الآن غير قادر على تخيل شيئًا كهذا ، لكنه متاح للغة الرياضيات.
أثبتت الحسابات الرياضية الكبيرة في إطار نظرية الفضاء الفائق أنه إذا افترضنا الوجود النظري لأبعاد أخرى ، فمن السهل حل المشكلات الفيزيائية التي تبدو غير قابلة للحل: على سبيل المثال ، الإجابة على سؤال التفاعل المحتمل للضوء والجاذبية. علاوة على ذلك ، فإن اكتشاف أبعاد جديدة سيجعل من الممكن دمج المعرفة التي لا تزال مبعثرة حول بنية الكون ، والتي بفضلها قد تظهر "نظرية كل شيء" المنشودة من العصور القديمة. ولكي يستعد الناس لمظهره ، قام ميتشيو بترجمة نظرية الفضاء الزائد من لغة الصيغ للأشخاص الذين يعيشون في عالم ثلاثي الأبعاد.
ينشر كوكب روسي ، بإذن من دار ألبينا للنشر غير الخيالي ، جزءًا من كتاب كاكو ميتشيو Hyperspace: A Scientific Odyssey Through Parallel Worlds، Holes in Time، and the Tenth Dimension ، مكرسًا لإمكانية وجود عدة أكوان .
في عام 1957 ، اقترح الفيزيائي هيو إيفريت أن الكون "يتفرع" باستمرار في عملية التطور ، مثل طريق في مفترق طرق. في كون واحد ، لا تتحلل ذرة اليورانيوم ، وتبقى القطة على قيد الحياة. وفي حالة أخرى تتحلل ذرة اليورانيوم وتموت القطة. إذا كان إيفريت على حق ، فهناك عدد لا حصر له من الأكوان. كل كون متصل بالآخرين عن طريق شبكة من "مفترقات الطريق". أو ، كما كتب الأرجنتيني خورخي لويس بورخيس في The Garden of Forking Paths ، "يتفرع الزمن إلى الأبد ، ويؤدي إلى مستقبل لا حصر له".
وصف الفيزيائي برايس ديويت ، أحد مؤيدي نظرية العوالم المتعددة ، الانطباع الدائم الذي تركته عليه: "كل انتقال كمي يحدث في كل نجم ، في كل مجرة ، وفي كل ركن بعيد من الكون ، يقسم العالم على الأرض إلى نسخ لا تعد ولا تحصى من نفسه. ما زلت أتذكر بوضوح الصدمة التي شعرت بها عندما واجهت هذا المفهوم للعديد من العوالم. وفقًا لافتراض نظرية العالم المتعدد ، توجد جميع العوالم الكمومية الممكنة. في بعض العوالم ، مثل الشكل السائد للحياة على الأرض ، يعيش البشر. في حالات أخرى ، حالت الأحداث في العالم دون الذري دون ظهور الإنسان.
كتب الفيزيائي فرانك ويلكزيك:
"يقولون إن تاريخ العالم كان سيظهر بشكل مختلف تمامًا إذا كانت هيلين طروادة تعاني من ثؤلول على أنفها. لذلك ، تنشأ الثآليل بسبب طفرة خلية واحدة ، غالبًا ما تسببها الأشعة فوق البنفسجية للشمس. الخلاصة: هناك العديد من العوالم التي كانت فيها هيلين طروادة تعاني من ثؤلول على أنفها.
في الواقع ، فكرة الأكوان المتعددة قديمة. كتب القديس والفيلسوف ألبرت ماغنوس: "هل هناك بالفعل عوالم كثيرة ، أم أن هناك عالمًا واحدًا فقط؟ هذا أحد أنبل الأسئلة وأكثرها إثارة في دراسة الطبيعة ". ومع ذلك ، تم إعطاء الفكرة القديمة لمسة عصرية: تحل العوالم العديدة مفارقة قطة شرودنغر. في عالم ما ، قد تكون قطة ميتة ، وفي عالم آخر قد تكون على قيد الحياة.
وبقدر ما تبدو نظرية العوالم المتعددة لإيفريت غريبة ، إلا أنه يمكن إثبات أنها مكافئة رياضيًا للتفسير المعتاد لنظرية الكم. ولكن حدث أن نظرية العالم المتعدد لا تحظى بشعبية بين علماء الفيزياء. من المستحيل رفضه ، لكن فكرة وجود عدد لا حصر له من الأكوان الواقعية المتساوية ، والتي ينقسم كل منها إلى قسمين كل دقيقة ، هي كابوس فلسفي للفيزيائيين الذين يحبون البساطة. في الفيزياء ، ينطبق ما يسمى بمبدأ أوكام ، والذي بموجبه يجب دائمًا اختيار المسار الأبسط ، مع تجاهل البدائل المعقدة ، خاصةً إذا كانت غير قابلة للقياس.
(وهكذا ، يرفض مبدأ أوكام النظرية القديمة للأثير ، والتي بموجبها كان الكون بأكمله مليئًا بغاز غامض. وقدمت نظرية الأثير إجابة مناسبة على السؤال الصعب: إذا كان الضوء عبارة عن موجة وإذا كان الضوء يمكن أن ينتشر في الفراغ ، إذن ما هي التذبذبات الموجية؟ الجواب هو أن الأثير ، مثل السائل ، يتأرجح حتى في الفراغ. أثبت أينشتاين أن الأثير غير ضروري. ومع ذلك ، لم يزعم أبدًا أن الأثير غير موجود - لقد قال ببساطة أنه غير ذي صلة. وهكذا ، وفقًا لمبدأ أوكام ، لم يعد علماء الفيزياء يلجأون إلى الأثير.)
يمكن إثبات أن التواصل بين عوالم إيفريت المتعددة أمر مستحيل. لذلك ، كل كون غير مدرك لوجود الآخرين. إذا لم تستطع التجارب تأكيد وجود هذه العوالم ، فيجب علينا ، وفقًا لمبدأ أوكام ، استبعادها.
استمرارًا في نفس السياق ، يمتنع الفيزيائيون عن الإدلاء ببيانات قاطعة تفيد بعدم وجود الملائكة والمعجزات. ربما هناك كلاهما. لكن المعجزات ، بحكم التعريف تقريبًا ، لا تحدث بانتظام ، وبالتالي لا يمكن قياسها تجريبيًا. لذلك ، وفقًا لمبدأ أوكام ، يجب تجاهلها (ما لم نجد ، بالطبع ، معجزة قابلة للتكرار والقياس أو ملاكًا). أحد مؤلفي نظرية العوالم المتعددة ، جون ويلر ، معلم إيفريت ، رفض كليهما على مضض ، لأن "حمل مثل هذه الأمتعة الميتافيزيقية الضخمة ثقيل للغاية".
ومع ذلك ، يمكن تصحيح الموقف مع عدم شعبية نظرية العوالم المتعددة من خلال الزيادة التدريجية في شعبية دالة موجة هوكينغ فيما يتعلق بالكون. تستند نظرية إيفريت على الجسيمات المفردة واستحالة الاتصال بين الأكوان بعد انفصالها. على الرغم من ارتباط نظرية هوكينج بما ورد أعلاه ، إلا أنها تذهب إلى أبعد من ذلك: فهي تستند إلى عدد لا حصر له من الأكوان المتسقة ذاتيًا (وليس فقط الجسيمات) ، والنظرية نفسها تفترض إمكانية وجود نفق بينها (من خلال "الثقوب الدودية").
حتى أن هوكينغ وجد حلاً للدالة الموجية للكون. إنه مقتنع بصحة مقاربته جزئيًا لأن النظرية محددة جيدًا (إذا تم تحديد النظرية أخيرًا في عشرة أبعاد ، كما ذكرنا سابقًا). والغرض منه هو إظهار أن الدالة الموجية للكون تأخذها قيم كبيرةبالقرب من كون مشابه لكوننا. لذا فإن كوننا هو بالتأكيد كون ، لكنه بالتأكيد ليس الكون الوحيد.
حتى الآن ، تم عقد عدد من المؤتمرات الدولية المكرسة لوظيفة الموجة في الكون. ولكن ، كما في السابق ، من وجهة نظر رياضية ، فإن الدالة الموجية للكون تتجاوز القدرات الحسابية للأشخاص الذين يعيشون على كوكبنا ، وقد نضطر إلى الانتظار سنوات عديدة قبل أن يجد أي متحمس حلاً دقيقًا لمعادلات هوكينغ.
عوالم موازية
يكمن الاختلاف الرئيسي بين نظرية إيفريت للعوالم المتعددة ودالة هوكينج الموجية للكون في فكرة هوكينج المركزية عن "الثقوب الدودية" التي تربط الأكوان المتوازية. ومع ذلك ، لا تتخيل أنه يومًا ما ستعود إلى المنزل من العمل ، وتفتح الباب ، وتدخل إلى عالم موازٍ وتجد أن أحبائك لم يسمعوا بك أبدًا. بدلاً من التسرع في مقابلتك بعد يوم شاق ، ستظهر عائلتك في حالة من الذعر ، وتصرخ أن هناك شخصًا غريبًا في المنزل ، وسيتم القبض عليك بتهمة التعدي على ممتلكات الغير. مثل هذه السيناريوهات ممكنة فقط في السينما. وفقًا لهوكينج ، فإن "الثقوب الدودية" تربط كوننا باستمرار بمليارات المليارات من الأكوان المتوازية ، ولكن في المتوسط ، حجم هذه "الثقوب الدودية" صغير للغاية ويمكن مقارنته بطول بلانك (حوالي 100 مليار مليار مرة أصغر من البروتون ، وهذا صغير جدًا بحيث لا يستطيع الشخص تحريكه). علاوة على ذلك ، نظرًا لندرة الانتقالات الكمية الكبيرة بين الأكوان ، فمن الممكن أن ينتظر مثل هذا الحدث وقتًا طويلاً جدًا - أطول من وجود الكون.
هيو إيفريت. الصورة: physicsmasterclasses.org
وبالتالي ، بالتوافق التام مع قوانين الفيزياء (على الرغم من أنه من غير المحتمل للغاية) ، يمكن أن يقع شخص ما في عالم موازٍ ، توأم لكوننا ، والذي يبدو تمامًا مثل كوننا ، باستثناء اختلاف واحد صغير ولكنه مهم نشأ في وقت ما عندما تم تقسيم هذه الأكوان.
ا عوالم موازيةكتب هذا النوع جون ويندهام في قصة "بحث عشوائي" (مهمة عشوائية). كاد الفيزيائي النووي البريطاني كولين ترافورد أن يموت في عام 1954 بسبب حادث أثناء إحدى التجارب. وبدلاً من نقله إلى المستشفى ، وجد نفسه سالماً وسالماً في منطقة نائية في لندن. يشعر ترافورد بالسعادة لأنه نزل بخفة شديدة ، لكنه سرعان ما يدرك أن شيئًا ما قد حدث. العناوين الرئيسية في الصحف لا تصدق. لم تحدث الحرب العالمية الثانية. لا يوجد ذكر لأي قنبلة ذرية.
تاريخ العالم مختلف. علاوة على ذلك ، بعد النظر عن طريق الخطأ إلى رف في أحد المتاجر ، لاحظ ترافورد اسمه وصورته واكتشف أنه من أكثر المؤلفين مبيعًا. إنه مصدوم. نسخته الدقيقة موجودة في هذا العالم ، بالإضافة إلى أنه ليس فيزيائيًا ، ولكنه كاتب!
هل يحلم؟ منذ سنوات عديدة ، فكر في أن يصبح كاتبًا ، لكنه أصبح فيزيائيًا. على ما يبدو ، تم اختيار مسار مختلف في هذا الكون الموازي.
يتصفح ترافورد دليل الهاتف في لندن ويجد اسمه في القائمة ، لكن العنوان الموجود فيه غير مألوف له. مندهشا ، يقرر ترافورد زيارة "في المنزل".
في شقته ، مندهش من لقاء زوجته "" التي لم يرها من قبل - امراة جميلة، غاضبة من "رواياته" العديدة مع نساء أخريات. تلومه على الغش لكنها تلاحظ أن زوجها يشعر بالحيرة. يكتشف ترافورد أن شبيهه شرير ومتحرر ، ويدرك أنه لا يستطيع مقاومة شخص غريب جميل ، على الرغم من أنها تعتبر نفسها زوجته. على ما يبدو ، قام هو وشبيهه بتبديل الأكوان.
يقع ترافورد تدريجياً في حب زوجته "الخاصة". وهو لا يفهم كيف يمكن للمزدوجة أن تتعامل مع هذه المرأة الجميلة باستخفاف. الأسابيع القليلة المقبلة التي يقضونها معًا هي أفضل ما في حياتهم. يقرر ترافورد أن يعدل كل الأخطاء التي ارتكبها شبيهه بزوجته على مر السنين. ولكن عندما يبدو أن الزوجين يتعرفان على بعضهما البعض مرة أخرى ، يجد ترافورد نفسه فجأة قد ألقى به في عالمه ومنفصلًا عن حبيبته. في الكون المألوف ، يقوم ببحث يائس عن "زوجته". وهو يتعلم أن الأشخاص الذين يعيشون في كونه لديهم نظراء في عالم آخر - ليس كلهم ، ولكن معظمهم. توصل ترافورد إلى استنتاج مفاده أن "زوجته" يجب أن يكون لها زوج في مكان ما في هذا العالم.
مثل أي رجل ممسوس ، يمسك بأي فكرة ، ويحاول أن يتذكر كل ما يعرفه عن الأكوان المزدوجة. ذراع لديه معرفة في مجال التاريخ والفيزياء ، ويخلص إلى أن العالمين تباعدا في تطورهما بسبب نقطة تحول في عام 1926 أو 1927دو . يعتقد ترافورد أن حدثًا واحدًا يمكن أن يفصل بين الأكوان.
ثم يبدأ في التحقيق بدقة في تاريخ العديد من العائلات. لقد أنفق كل مدخراته ، وأجرى مقابلات مع عشرات الأشخاص ، ووجد أخيرًا عائلة "زوجته". يكتشف في النهاية نفس المرأة في عالمه ويتزوجها.
جزء من صورة الفضاء السحيق "مجال هابل شديد العمق". كل ما تراه مجرات.
في الآونة الأخيرة ، في عشرينيات القرن الماضي ، تمكن عالم الفلك الشهير إدوين هابل من إثبات أن مجرتنا ليست المجرة الوحيدة الموجودة. لقد اعتدنا اليوم بالفعل على حقيقة أن الفضاء مليء بالآلاف والملايين من المجرات الأخرى ، والتي تبدو مجرتنا صغيرة جدًا في مقابلها. ولكن كم عدد المجرات الموجودة بجانبنا بالضبط؟ اليوم سنجد الجواب على هذا السؤال.
قد يبدو الأمر مذهلاً ، ولكن حتى أجدادنا ، وحتى معظم العلماء ، اعتبروا مجرتنا درب التبانة مجرة ميتاجالا - جسم يغطي الكون بأكمله. تم تفسير أوهامهم بشكل منطقي تمامًا من خلال النقص في التلسكوبات في ذلك الوقت - حتى أفضلهم رأى المجرات على أنها بقع ضبابية ، وهذا هو سبب تسميتها بالسدم بدون استثناء. كان يعتقد أن النجوم والكواكب تشكلت منها بمرور الوقت ، حيث تشكل كوكبنا مرة واحدة. النظام الشمسي. تم تأكيد هذا التخمين من خلال اكتشاف أول سديم كوكبي في عام 1796 ، وكان مركزه نجمًا. لذلك ، اعتقد العلماء أن جميع الأجسام الغامضة الأخرى في السماء هي نفس غيوم الغبار والغاز ، والتي لم يتح للنجوم الوقت لتتشكل فيها.
الخطوات الأولى
بطبيعة الحال ، لم يتوقف التقدم. بالفعل في عام 1845 ، بنى ويليام بارسونز تلسكوب ليفياثان ، العملاق لتلك الأوقات ، والذي كان حجمه قريبًا من مترين. ورغبًا في إثبات أن "السدم" تتكون بالفعل من النجوم ، فقد جعل علم الفلك أقرب إلى ذلك بكثير المفهوم الحديثالمجرات. لأول مرة ، كان قادرًا على ملاحظة الشكل الحلزوني للمجرات الفردية ، وكذلك اكتشاف الاختلافات في لمعانها ، بما يتوافق مع عناقيد النجوم الكبيرة والساطعة بشكل خاص.
ومع ذلك ، استمر الجدل حتى القرن العشرين. على الرغم من أنه تم قبوله بالفعل في المجتمع العلمي التقدمي بوجود العديد من المجرات الأخرى إلى جانب مجرة درب التبانة ، إلا أن علم الفلك الأكاديمي الرسمي احتاج إلى أدلة دامغة على ذلك. لذلك ، فإن أعين التلسكوبات من جميع أنحاء العالم موجودة في أقرب مجرة كبيرة إلينا ، والتي كانت مخطئة أيضًا في السابق على أنها سديم - مجرة أندروميدا.
في عام 1888 ، التقط إسحاق روبرتس أول صورة لأندروميدا ، والتقطت صور إضافية خلال الأعوام 1900-1910. تظهر نواة مجرة ساطعة ، وحتى عناقيد فردية من النجوم. لكن الدقة المنخفضة للصور سمحت بأخطاء. ما كان يُعتقد أنه عناقيد نجمية يمكن أن يكون سدمًا ، أو مجرد بضع نجوم "ملتصقة ببعضها البعض" في واحدة أثناء تعرض الصورة. لكن الحل النهائي للقضية لم يكن بعيد المنال.
اللوحة الحديثة
في عام 1924 ، باستخدام التلسكوب القياسي لبداية القرن ، تمكن إدوين هابل من تقدير المسافة إلى مجرة أندروميدا بشكل أو بآخر. اتضح أنه ضخم جدًا لدرجة أنه استبعد تمامًا أن الكائن ينتمي إلى مجرة درب التبانة (على الرغم من حقيقة أن تقدير هابل كان أقل بثلاث مرات من التقدير الحديث). اكتشف عالم فلك آخر العديد من النجوم في "السديم" ، والتي أكدت بوضوح طبيعة مجرة أندروميدا. في عام 1925 ، على الرغم من انتقادات الزملاء ، قدم هابل نتائج عمله في مؤتمر للجمعية الفلكية الأمريكية.
أدى هذا الخطاب إلى ظهور حقبة جديدة في تاريخ علم الفلك - أعاد العلماء اكتشاف السدم ، وأعطوها لقب المجرات ، واكتشفوا مجرات جديدة. في هذا ساعدهم تطورات هابل نفسه - على سبيل المثال ، الاكتشاف. زاد عدد المجرات المعروفة مع بناء تلسكوبات جديدة وإطلاق مجرات جديدة - على سبيل المثال ، البداية تطبيق واسعالتلسكوبات الراديوية بعد الحرب العالمية الثانية.
ومع ذلك ، حتى التسعينيات من القرن العشرين ، ظلت البشرية في حالة جهل بشأن العدد الحقيقي للمجرات المحيطة بنا. الغلاف الجوي للأرض يمنع حتى أكبر التلسكوبات من الحصول على صورة دقيقة - فالقذائف الغازية تشوه الصورة وتمتص ضوء النجوم ، وتغلق منا آفاق الكون. لكن العلماء تمكنوا من التغلب على هذه القيود من خلال إطلاق واحدة فضائية ، سميت على اسم عالم فلك تعرفه بالفعل.
بفضل هذا التلسكوب ، رأى الناس لأول مرة الأقراص الساطعة لتلك المجرات التي بدت سابقًا أنها سدم صغيرة. وحيث كانت السماء تبدو فارغة ، ظهرت بلايين من السماء الجديدة - وهذه ليست مبالغة. ومع ذلك ، فقد أظهرت دراسات أخرى أنه حتى آلاف المليارات من النجوم المرئية لتلسكوب هابل هي على الأقل عُشر عددها الحقيقي.
الحصيلة النهائية
ومع ذلك ، كم بالضبط عدد المجرات الموجودة في الكون؟ سأحذرك على الفور من أنه سيتعين علينا العد معًا - فهذه الأسئلة عادة ما تكون ذات أهمية قليلة لعلماء الفلك ، لأنها تخلو من القيمة العلمية. نعم ، إنهم يصنفون المجرات ويتتبعونها - ولكن فقط لأغراض عالمية أكثر مثل دراسة الكون.
ومع ذلك ، لا أحد يتعهد بالعثور على الرقم الدقيق. أولاً ، عالمنا لانهائي ، ولهذا السبب المعرفة قائمة كاملةالمجرات إشكالية وخالية من المعنى العملي. ثانيًا ، لإحصاء حتى تلك المجرات الموجودة داخل الكون المرئي ، لا يمتلك الفلكي حياة كافية. حتى لو كان يعيش 80 عامًا ، ويبدأ في عد المجرات منذ الولادة ، ولا يقضي أكثر من ثانية في اكتشاف كل مجرة وتسجيلها ، سيجد الفلكي أكثر من ملياري جسم فقط - أقل بكثير من المجرات في الواقع.
لتحديد الرقم التقريبي ، دعنا نأخذ بعض الدراسات عالية الدقة للفضاء - على سبيل المثال ، "المجال الفائق العمق" لتلسكوب هابل من عام 2004. في منطقة تساوي 1/13.000.000 من مساحة السماء بأكملها ، تمكن التلسكوب من اكتشاف 10000 مجرة. بالنظر إلى أن الدراسات المتعمقة الأخرى في ذلك الوقت أظهرت صورة مماثلة ، يمكننا متوسط النتيجة. لذلك ، ضمن حساسية هابل ، نرى 130 مليار مجرة من جميع أنحاء الكون.
ومع ذلك ، هذا ليس كل شيء. بعد "Ultra Deep Field" تم التقاط العديد من اللقطات الأخرى التي أضافت تفاصيل جديدة. وليس فقط في الطيف المرئي للضوء الذي يعمل به هابل ، ولكن أيضًا في الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية. اعتبارًا من عام 2014 ، ضمن دائرة نصف قطرها 14 مليارًا ، تتوفر لنا 7 تريليون و 375 مليار مجرة.
لكن هذا ، مرة أخرى ، هو الحد الأدنى من التقدير. يعتقد علماء الفلك أن تراكم الغبار في الفضاء بين المجرات يسلب منا 90٪ من الأجسام المرصودة - 7 تريليونات تتحول بسهولة إلى 73 تريليون. ولكن حتى هذا الرقم سوف يندفع أكثر إلى اللانهاية عندما يدخل تلسكوب في مدار الشمس. سيصل هذا الجهاز في دقائق حيث كان هابل يشق طريقه لعدة أيام ، وسوف يتغلغل أكثر في أعماق الكون.
هل الكون لانهائي أم له ميزة؟ يقول الفيزيائي براين جرين إذا كان لانهائيًا ، فهذا يعني أن الأكوان المتوازية يجب أن تكون موجودة.
شرح هذه الفكرة في مقابلة مع NPR باستخدام استعارة: "فكر في الكون كمجموعة أوراق. إذا قمت بخلط البطاقات ، فسيكون هناك الكثير من التغييرات ، كما يقول Brian Green. - إذا قمت بخلط هذه المجموعة لفترة كافية ، فقد يعيد طلب البطاقة نفسه. وينطبق الشيء نفسه على الكون اللامتناهي. مع مجموعة محدودة من مجموعات المادة ، يجب تكرار ترتيب ترتيبها مرة واحدة.
ووفقًا له ، فإن العديد من العلماء النظريين يفكرون بجدية في إمكانية وجود الكون المتعدد. فيما يلي بعض الفرضيات الموجودة.
1. الأكوان الفقاعية
يعتقد عالم الكونيات ألكسندر فيلينكين من جامعة تافتس أن مناطق الفضاء المنفصلة بعد الانفجار العظيم يمكن أن تتوسع ، مما أدى إلى تكوين أكوان فقاعية منعزلة.
وفقًا لنظرية فيلينكين ، توقفت فقاعتنا عن التمدد ، مما خلق ظروفًا معينة في كوننا. ومع ذلك ، ربما استمرت الفقاعات الأخرى في التوسع ، مما تسبب في حدوث ذلك الخصائص الفيزيائيةلا تشبه تلك الأكوان على الإطلاق تلك التي نلاحظها في كوننا.
2. الكون بمثابة صورة ثلاثية الأبعاد
تنظر نظرية الأوتار إلى الكون على أنه مجموعة من الأوتار الرفيعة للغاية والمتذبذبة. هذه الأوتار تخلق قوة تعرف بالجاذبية. عالم الأوتار هو نوع من الهولوغرام المسقط من بُعد كوني منخفض يكون أبسط وأكثر تسطحًا وليس له جاذبية.
3 قد يكون فراغ هائل في الفضاء بابًا لكون آخر
حير فراغ فضائي يمتد على مليار سنة ضوئية العلماء عندما تم اكتشافه في عام 2007. ثم في عام 2009 ، تم اكتشاف فراغ فضائي آخر يمتد 3.5 مليار سنة ضوئية. لا يمكن تفسير هذه الظاهرة بالمعرفة الحديثة حول بنية الكون وتطوره. لا يمكن أن تكون الفراغات بمثل هذه النسب الهائلة قد تشكلت في الوقت منذ الانفجار العظيم. كان الأمر سيستغرق وقتًا أطول لتعليمهم.
تعتقد الفيزيائية لورا ميرسيني هوجتون ، الأستاذة في جامعة نورث كارولينا ، أن هذا أثر لكون آخر خارج كوننا. وفقًا لفرضيتها ، تشابك الكمبين كوننا وكون آخر خلقت هذه الفراغات كقسم بين الأكوان.
4. الأكوان المتوازية التي يمكن أن تصطدم مع بعضها البعض
يمكن أن يكون سبب الانفجار العظيم الذي شكل الكون هو اصطدام كونين ثلاثي الأبعاد في فضاء خارجي آخر. قد يكون الانفجار العظيم مجرد واحد من العديد من الانفجارات الكبيرة. إن تكوين الكون هو عملية دورية ، وفقًا لبول شتاينهارد ، أستاذ الفيزياء في جامعة برينستون ، ونيل توروك ، مدير معهد بيريميتر للفيزياء النظرية في أونتاريو (كندا).
تستند نظريتهم جزئيًا على نظرية الأوتار الفائقة. في مقدمة كتابهم The Infinite Universe Beyond the Big Bang ، كتبوا: "نحن مقتنعون بأن لحظة الخلق كانت مجرد جزء من حلقة لا نهاية لها من الاصطدامات الهائلة بين كوننا وعالم موازٍ."
النسخة الإنجليزية