الرئيسية
| يسمى ذلك الفرع من العلم الذي يدرس الكون ككل ، أي في مجمله ، بعلم الكون . ولا يتعامل علم الكون مع التفصيلات ، وفي الواقع فإن أقل "كيان" يهتم به العالم المتخصص في علم الكون هو المجرة ! وتحتوى المجرة ، نمطياً ، على حوالي 100 بليون نجم! وعلم الكون هو علم حقيقي ، بالرغم من أن الكثير مما نقرأه عنه يبدو غريباً لدرجة أنه يبدو كخيال علمي . وأقرب العلوم إلى علم الكون هو علم الفلك ، وهو الذي يزوده بالملاحظات والمشاهدات الأولية التي يحتاجها . أما باقي علم الكون فيعتمد على الفيزياء والكيمياء وعلم الإحصاء . وهو يعتمد على علم الفيزياء لأن الفيزياء تحتوى على نظرية أينشتين للجاذبية ، باعتبارها أكبر قوة في الكون ككل . ويعتمد كذلك على علم الكيمياء لأن العناصر المتنوعة حولنا تزودنا بمعلومات عن طبيعة الكون . ويعتمد على علم الإحصاء لأن المتخصصين في علم الكون ، مثلهم مثل القائمين بتقصي الحقائق ، يحاولون دائماً استخراج أكبر قدر من المعلومات من العينات الصغيرة ذات العدد الكبير . وأكثر عمليات المسح المنشورة طموحا سوف تعطي المتخصصين في علم الكون معلومات عن حوالي 0.1% من المجرات التي نستطيع اكتشافها بالمناظير الفلكية الحديثة . وبالنسبة للمتخصصين في علم الكون ، تكون الأسئلة حول تركيب وتاريخ الكون هي أساساً أسئلة حول دور الجاذبية . ونظراً لأن الجاذبية يمكن أن يمتد تأثيرها إلى مسافات بعيده ، فإنها هي القوة الأكثر تأثيراً على شخصية الكون ككل . وأفضل نظرية لدينا حتى الآن عن الجاذبية هي نظرية أينشتين " نظرية النسبية العامة" ولذا يعتبر جزء كبير من علم الفلك محاولة لاكتشاف كيفية تطبيق نظرية أينشتين على الكون . |
| نظرية الكمية</SPAN> |
| غلطة أينشتين الكبيرة هناك غلطة أخرى كبيرة تعود مباشرة إلى الطريقة التي توصل بها أينشتين إلى معادلاته عام 1917 . فالفيزياء هي مواضيع رياضية ، وغالباً ما تتيح لنا الرياضيات التي نستخدمها الاختيار بين الإجابات . فعلى سبيل المثال إذا كانت س2 =1 فإن س يمكن أن تكون 1 أو –1. وكان لدى أينشتين الخيار عند وضع مقدار ثابت في معادلاته وهو المقدار الذي يسمى بالثابت الكون (وتنطق لامدا) . وقد قرر وضعه في البداية لسبب مثير . السحب السالب عرف نيوتن ، الذي قدم أول نظرية عن الجاذبية في القرن 17 ، أن هناك مشكلة في الكون الذي تحكمه الجاذبية ، ويرجع السبب في ذلك إلى أن أي مجموعة من الكتل في الفضاء لن تكون مستقرة؛ فسوف يحدث لها سحب في اتجاه بعضها . والطريقة الواضحة الوحيدة لتجنب ذلك هي إعطاؤها بعض الطاقة بحيث تتباعد عن بعضها . هل يبدو ذلك مألوفاً ؟ ومع ذلك ، فإنه في عام 1917 ظن أينشتين (وكل الناس في هذا الوقت) أن الكون مكان ساكن لا يتمدد ولا ينكمش . وبدون لامدا – الثابت الكوني – لم تكن معادلات أينشتين لتسمح بتخيل الكون الساكن . ولكن مع وجود هذا الثابت ، كان الكون الثابت حلاً مقبولا . وإلى هنا كان الوضع حسنا ، ولكن عندما تم اكتشاف تمدد الكون عام 1923 ، تخلى أينشتين عن الثابت الكوني ووصف إدخاله في المعادلة بأنه كان أكبر خطأ في حياته . ويجعل الثابت الكوني الكون المستقر ممكنا لأنه يمثل "شيئاً" مضادا للجاذبية منتشرا بانتظام في الفضاء ، وهو يؤدي إلى التنافر بدلا من التجاذب . ويمكنك أن ترى كيف يؤدي ذلك إلى عمل توازن بين قوى التجاذب التي تؤدي إلى تجمع الكتل "الحقيقية" . ولكن المشكلة كانت في عدم وجود برهان آخر على وجود تلك الأجسام ذات الجاذبية المضادة ، ومن المحتمل أن يكون أينشتين قد وجد أن وضع هذا الثابت في المعادلة لمجرد جعلها تتفق مع الملاحظات السائدة وقتها هو أمر محرج بالفعل . ومع ذلك ، فإن للثابت الكوني بعض الحق في أن يوجد في المعادلة ، وذلك من وجه النظر الرياضية ، ويتضح من ذلك أن الرياضيات قد عرفت شيئا لم يعرفه أحد من قبلها ! الثابت الكوني يكتسب الاحترام خلال عقد من الزمان ، كانت هناك علامات في فرع آخر من الفيزياء ، كان يمكن أن تكون بالفعل منكرة لفكرة الفضاء الخالي . ونظرية الكَمْ هي اسم ذلك الفرع من الفيزياء التي يمكنك أن تعتبره قوانين نيوتن في الحركة بالنسبة لأجسام في حجم الذرات . ونظرية الكَمْ أغرب حتى من نظرية النسبية . فهي بالإضافة إلى تقديم شرح قريب من الكمال لأعمال من كل الأنواع المألوفة ، بدءا بالأضواء الفلورية وانتهاء بأجهزة فحص الجسم ، فإن في نظرية الكَمْ بعض الأشياء الغريبة المتعلقة بالفضاء الخالي . ويعني الفيزيائيون بتعبير "الفضاء الخالي" ما تأمل بالفعل أن يقصدوه ، أي الفراغ الخالي الذي لا يوجد شئ بداخله . ولكن للأسف ، تخبرنا نظرية الكَمْ أن للفضاء الخالي كتلة . وهذا جزء مما يخبرنا به الثابت الكوني . وإلى هنا لم يكن الأمر شديد السوء ، فلا يوجد سبب معقول يجعلنا نتوقع أن يكون الفضاء الخالي بدون كتلة ، وفوق كل شئ ، فإنك إذا حاولت أن تزن بعضا منه ، فسوف يكون هناك فضاء خال مماثل على الكفة الأخرى من الميزان ! ولكن بالنسبة للكون ككل ، فإن كتلة الفضاء الخالي قد تحدث فرقاً . والجزء الصغير الذي لا أستطيع شرحه لك هو أن كتلة الفضاء الخالي لها تأثير جاذبية عكسي (تنافر) . وهي تؤدي إلى الإسراع في تمدد الكون وليس إلى إبطاء حركته (كما نتوقع من المثال الذي نضربه في المنزل على الحجر المندفع) . وهذا هو أحد الأشياء صعبة الشرح بدون الاستعانة بالرياضيات ، وهي تتضح مباشرة من نظرية أينشتين في النسبية ، وكذلك بطريقة مختلفة تماماً ، من نظرية الكَمْ . وفي كلتا الحالتين تتعلق طبيعة الفضاء الخالي بالطريقة التي تتم بها صياغة النظرية . أما الفكرة الغريبة القائلة بأن الفضاء الخالي يبذل قوة طاردة ، فلا يمكن شرحها بدون الاستعانة بمعلومات أخرى . ولكن يمكننا أن نقيس بعض تأثيرات الفضاء الخالي في المعمل ، وأن نحصل على نتائج متوافقة . ولسوء الحظ لا تستطيع قياس الكتلة في التجارب المعملية ، ولا يوجد في نظرية الكَمْ أي تنبؤ بالتأثيرات الكلية (برغم أنها تقوم ببعض التنبؤات الأخرى بصورة صحيحة). وفي الواقع تحدث عملية التنبؤ بخطأ في حدود 10 140 وهي 10 أمامها 140 صفراً أي أنه خطأ جسيم !. وهذا التنبؤ يرتبط بالعمل الذي لم ينته بعد في أساسيات نظرية الكَمْ . ولكن هذه التنبؤات والتجارب تعطي بعض مبررات الثقة في الثابت الكوني ، وبطريقة مستقلة تماماً عن معادلات أينشتين ومشاكل الأكوان الآخذة في التمدد . |