مراحل الإنفجار الكبير

سعود سالم
كاتب وفنان تشكيلي
(Saoud Salem)

الحوار المتمدن-العدد: 8077 - 2024 / 8 / 22 - 14:04
المحور: الفلسفة ,علم النفس , وعلم الاجتماع
    

أركيولوجيا العدم
العقل المحاصر
١٠ عصور الإنفجار الكبير

"المفاهيم الفيزيائية هي إبداعات حرة للفكر البشري، وليست كما يمكن أن يُعتقد، محددة فقط من طرف العالم الخارجي وحده". ألبرت إينشتاين

قصة الإنفجار الكبير تبدو لغير المتخصص كأسطورة دينية، تقوم عليها هذه الديانة العلمية الجديدة والتي لها أنبيائها ورسلها ومبشريها. وكأي نظرية علمية أو إجتماعية، لا بد من دراستها والإلمام بتفاصيلها للوصول إلى تقييمها بطريقة موضوعية خالية من الأحكام المسبقة والتي لا تقوم إلا على المعتقدات الإجتماعية والثقافية الموروثة. لذلك نرى ضرورة الإلحاح على إعطاء صورة واضحة ومبسطة لهذه النظرية وذلك لهدف تفنيد فكرة بداية العالم في لحظة معينة أو تكوّن المادة من العدم وتفنيد فكرة إمكانية فناء المادة.
لقد قسم علماء الفيزياء الفترة بعد الإنفجار الكبير إلى مجموعة من الفترات أو الحقب أو العصور عددها ١٥ حقبة، ستة منها تقع في الثانية الأولى من حدوث الإنفجار، وتسعة عصور بعد الثانية الأولى حتى الوقت الحالي.
١ - عصر بلانك Planck Epoch، من الصفر إلى حوالي 10 قوة (-43) من الثانية ( 1 من زمن بلانك وهو رقم رياضي إفتراضي لا يمكن تخيله في الواقع، صفر فاصلة ٤٣ صفرا قبل الواحد ): هذا هو أقرب ما يمكن للفيزياء الحالية الوصول إليه من البداية المطلقة للزمن حسب فرضية البق بانق، ولا يمكن معرفة سوى القليل جدًا عن هذه الفترة. تقترح النسبية العامة وجود تفرد جاذبية gravitational singularity قبل هذا الوقت (على الرغم من أن حتى ذلك قد ينهار بسبب التأثيرات الكمومية)، ويُفترض أن القوى الأساسية الأربع (الكهرومغناطيسية، والقوة النووية الضعيفة، والقوة النووية القوية والجاذبية) لها نفس القوة، وربما تكون موحدة في قوة أساسية واحدة، متماسكة معًا من خلال تناسق مثالي شبهه البعض بقلم رصاص حاد يقف على طرفه (أي متماثل للغاية بحيث لا يدوم). في هذه النقطة، يمتد الكون على مساحة 10 قوة (-35) مترًا فقط (1 من طول بلانك)، ودرجة حرارته تزيد عن 10 قوة (-32) درجة مئوية (درجة حرارة بلانك).
٢ - عصر التوحيد العظيم Grand Unification Epoch، من 10 قوة (-43) من الثانية إلى 10 قوة (-36) من الثانية: وفيه تنفصل قوة الجاذبية عن القوى الأساسية الأخرى (التي تظل موحدة)، وتبدأ الجسيمات الأولية (والجسيمات المضادة) في التكون.
٣ - عصر التضخم Inflationary Epoch، من 10 قوة (-36) من الثانية إلى 10 قوة (-32)من الثانية: بسبب انفصال القوة النووية القوية، يخضع الكون لتوسع أسي سريع للغاية، يُعرف بالتضخم الكوني. تزداد الأبعاد الخطية للكون المبكر خلال هذه الفترة التي تبلغ جزءًا ضئيلًا من الثانية بعامل لا يقل عن 10 قوة (26) إلى حوالي 10 سنتيمترات (بحجم رمانة أو برتقالة كبيرة تقريبًا). تصبح الجسيمات الأولية المتبقية من عصر التوحيد العظيم (بلازما كوارك-غلوون quark-gluon plasma ساخنة وكثيفة، تُعرف أحيانًا باسم "حساء الكوارك - quark soup" موزعة بشكل رقيق للغاية عبر الكون.
٤ - عصر الكهروضعيف Electroweak Epoch، من 10قوة (-32) من الثانية إلى 10 قوة (-12) من الثانية: مع انفصال القوة النووية القوية عن القوتين الأخريين، تخلق تفاعلات الجسيمات أعدادًا كبيرة من الجسيمات الغريبة، بما في ذلك bosons بوزونات W وZ - وبوزونات هيغز (يبطئ مجال هيغز الجسيمات ويمنحها كتلة، مما يسمح للكون المصنوع بالكامل من الإشعاع بدعم الأشياء التي لها كتلة).
٥ - عصر الكواركات Quark Epoch، من 10قوة (-12) من الثانية إلى 10قوة (-6) من الثانية: تتكون الكواركات والإلكترونات والنيوترينوات بأعداد كبيرة مع تبريد الكون إلى أقل من 10 كوادريليون درجة، وتتخذ القوى الأساسية الأربع أشكالها الحالية. تدمر الكواركات والكواركات المضادة بعضها البعض عند التلامس، ولكن في عملية تُعرف باسم الباريوجينيسيس baryogenesis، يبقى فائض من الكواركات (حوالي واحد لكل مليار زوج)، والتي ستتحد في النهاية لتكوين المادة.
٦ - عصر الهادرونات Hadron Epoch، من 10قوة (-6) من الثانية إلى ثانية واحدة: تبرد درجة حرارة الكون إلى حوالي تريليون درجة، وهي درجة كافية للسماح للكواركات بالتجمع لتكوين الهادرونات (مثل البروتونات والنيوترونات). تندمج الإلكترونات التي تصطدم بالبروتونات في ظل الظروف القاسية لعصر الهادرونات لتكوين النيوترونات وتطلق النيوترينوات عديمة الكتلة، والتي تستمر في الإنتشار بحرية عبر الفضاء بسرعة الضوء أو بالقرب منها. تتحد بعض النيوترونات والنيوترينوات مرة أخرى لتكوين أزواج جديدة من البروتونات والإلكترونات. والقواعد الوحيدة التي تحكم كل هذا التجمع العشوائي وإعادة التجمع هي أن الشحنة الكلية والطاقة (بما في ذلك الكتلة والطاقة) يجب أن تكون ثابثة ومحفوظة.
٧ - عصر اللبتون Lepton Epoch، من ثانية واحدة إلى 3 دقائق: بعد أن تفني أغلب (ولكن ليس كل) الهادرونات والهادرونات المضادة بعضها البعض في نهاية عصر الهادرونات، تهيمن اللبتونات (مثل الإلكترونات) واللبتونات المضادة (مثل البوزيترونات) على كتلة الكون. ومع اصطدام الإلكترونات والبوزيترونات وفنائها لبعضها البعض، تتحرر الطاقة في هيئة فوتونات، وتؤدي الفوتونات المتصادمة بدورها إلى خلق المزيد من أزواج الإلكترونات والبوزيترونات.
٨ - التخليق النووي Nucleosynthesis، من 3 دقائق إلى 20 دقيقة: تنخفض درجة حرارة الكون إلى (حوالي مليار درجة) وهي النقطة التي فيها يمكن أن تبدأ النوى الذرية atomic nuclei في التكون عندما تتحد البروتونات والنيوترونات من خلال الاندماج أو الإنصهار النووي nuclear fusion لتكوين نوى العناصر البسيطة من الهيدروجين والهيليوم والليثيوم. بعد حوالي 20 دقيقة، تنخفض درجة حرارة وكثافة الكون إلى النقطة التي لا يمكن عندها استمرار الاندماج النووي.
٩ - عصر الفوتون Photon Epoch (أو هيمنة الإشعاع)، من 3 دقائق إلى 240.000 سنة: خلال هذه الفترة الطويلة من التبريد التدريجي، يمتلئ الكون بالبلازما، وهي عبارة عن حساء ساخن معتم من النوى الذرية والإلكترونات. وبعد أن أبادت معظم اللبتونات واللبتونات المضادة بعضها البعض في نهاية عصر اللبتونات، تهيمن الفوتونات على طاقة الكون، والتي تستمر في التفاعل بشكل متكرر مع البروتونات والإلكترونات والنوى المشحونة.
١٠ - إعادة التركيب/الانفصال Recombination/Decoupling، من 240.000 إلى 300.000 سنة: مع انخفاض درجة حرارة الكون إلى حوالي 3000 درجة (نفس درجة حرارة سطح الشمس تقريبًا في بعض المناطق المعتمة) ومع استمرار انخفاض كثافتها، تلتقط ذرات الهيدروجين والهيليوم المؤينة الإلكترونات (المعروفة باسم "إعادة التركيب")، وبالتالي تحييد شحنتها الكهربائية. ومع ارتباط الإلكترونات الآن بالذرات، يصبح الكون أخيرًا شفافًا للضوء، مما يجعل هذا أقدم عصر يمكن ملاحظته اليوم. كما يطلق الفوتونات في الكون التي كانت حتى هذا الوقت تتفاعل مع الإلكترونات والبروتونات في سائل فوتون-باريون معتم (يُعرف باسم "الانفصال")، ويمكن لهذه الفوتونات (نفس الفوتونات التي نراها في إشعاع الخلفية الكونية ) الآن الإنتقال بحرية. بحلول نهاية هذه الفترة، أصبح الكون نوع من الضباب يتكون من حوالي 75٪ من الهيدروجين و 25٪ من الهيليوم، مع آثار قليلة من الليثيوم.
١١ - العصر المظلم Dark Age، من 300000 إلى 150 مليون سنة: يشار أحيانًا إلى الفترة بعد تكوين الذرات الأولى وقبل حدوث النجوم الأولى باسم العصر المظلم. فعلى الرغم من وجود الفوتونات، فإن الكون في هذا الوقت مظلم حرفيًا، حيث لم تتشكل أي نجوم لإصدار الضوء. مع بقاء المادة المنتشرة فقط، تضاءل النشاط في الكون بشكل كبير، مع مستويات طاقة منخفضة للغاية ومقاييس زمنية كبيرة جدًا. لا يحدث الكثير من الأشياء الجديرة بالملاحظة خلال هذه الفترة، ويهيمن على الكون "المادة المظلمة dark matter" الغامضة.
١٢ - عصر إعادة التأين Reionization، من مليون إلى 1 مليار سنة: تتشكل الكوازارات quasars الأولى من الانهيار الجاذبي، والإشعاع الشديد الذي تنبعث منه يعيد تأين الكون المحيط، وهو ثاني تغيّرين طورييّن رئيسيين لغاز الهيدروجين في الكون (الأول هو فترة إعادة التركيب). من هذه النقطة فصاعدًا، يتحول معظم الكون من كونه محايدًا إلى كونه مكونًا من بلازما متأينة ionized plasma.
١٣ - تكوين النجوم والمجرات Star and Galaxy Formation وهي فترة ما بين، 300 - 500 مليون سنة فصاعدًا: تعمل الجاذبية على تضخيم التغيرات الطفيفة في كثافة الغاز البدائي وتصبح جيوب الغاز أكثر كثافة، حتى مع استمرار الكون في التوسع بسرعة. تبدأ هذه السحب الصغيرة الكثيفة من الغاز الكوني في الانهيار تحت تأثير جاذبيتها الخاصة، وتصبح ساخنة بدرجة كافية لتحفيز تفاعلات الاندماج النووي بين ذرات الهيدروجين، مما يؤدي إلى خلق النجوم الأولى. النجوم الأولى هي نجوم ضخمة فائقة الكتلة لكنها قصيرة العمر، تبلغ كتلتها حوالي مائة ضعف كتلة شمسنا، والمعروفة باسم نجوم المجموعة الثالثة Population III (أو "الخالية من المعادن"). في النهاية، تبدأ نجوم المجموعة الثانية ثم المجموعة الأولى في التكون أيضًا من المواد المتبقية من جولات سابقة من تكوين النجوم. تحترق النجوم الأكبر بسرعة وتنفجر في supernova ضخمة، ويشكل رمادها أجيالًا لاحقة من النجوم. تنهار كميات كبيرة من المادة لتكوين المجرات وتجذب الجاذبية المجرات نحو بعضها البعض لتكوين مجموعات وعناقيد clusters وعناقيد عملاقة superclusters من المجرات.
١٤ تكوين النظام الشمسي، 8.5 - 9 مليار سنة: شمسنا هي نجم من الجيل المتأخر، حيث تضم حطام أجيال عديدة من النجوم السابقة، وقد تشكلت هي والنظام الشمسي من حولها منذ ما يقرب من 4.5 إلى 5 مليار سنة (8.5 إلى 9 مليار سنة بعد الانفجار العظيم).
١٥ - العصر الحالي، منذ 13.7 مليار سنة: يستمر توسع الكون وإعادة تحويل أو تدوير recycling مادة النجوم القديمة أو الميتة إلى نجوم جديدة.

يتبع

#سعود_سالم (هاشتاغ)       Saoud_Salem#          

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين	حوار مع الكاتبة السودانية شادية عبد المنعم حول الصراع المسلح في السودان وتاثيراته على حياة الجماهير، اجرت الحوار: بيان بدل

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات