10 نظريات جامحة حول الكون

بالعربي/ لماذا الكون على ما هو عليه؟ اكتشف العلماء طرقًا عديدة لشرح الكون ، مما أدى إلى بعض الأفكار التي تبدو مجنونة.

لماذا الكون على ما هو عليه؟ على مر السنين ، اكتشف العلماء العديد من الأفكار لشرح كوننا ومستقبله. إليكم بعضًا من أغرب الأفكار ، بدءًا من سيناريو عالم braneworld الذي يتضمن الكون عائمًا في فضاء ذي أبعاد أعلى ، إلى “Big Splat” الذي يصف اصطدام مثل هذا الغشاء بآخر ليشكل كونًا جديدًا تمامًا.

1. برانوورلد

أحد جوانب الكون الذي نأخذه كأمر مسلم به هو أنه ثلاثي الأبعاد – هناك ثلاثة اتجاهات متعامدة يمكنك التحرك فيها. ومع ذلك ، تشير بعض النظريات إلى بُعد مكاني آخر – لا يمكننا إدراكه بشكل مباشر – في اتجاه عمودي آخر. يشار إلى هذا الفضاء ذو ​​الأبعاد الأعلى باسم “الكتلة” ، بينما كوننا عبارة عن غشاء ثلاثي الأبعاد – أو “غشاء” – يطفو داخل الكتلة.

على الرغم من تعقيدها ، فإن صورة braneworld تحل العديد من المشكلات في الفيزياء. على سبيل المثال ، اقترح عالما الفيزياء النظرية ليزا راندال ، من جامعة هارفارد ، ورامان سوندرم من جامعة ماريلاند ، نسخة من عالم النخالة تشرح عدم التناسق في القوى دون الذرية من خلال اقتراح وجود أغشية أخرى موازية لنا. لكن لا يكفي أن تشرح النظرية الحقائق التي نعرفها بالفعل – يجب أن تقدم تنبؤات جديدة يمكن اختبارها تجريبيًا. في حالة نموذج Randall-Sundrum ، يمكن أن تتضمن مثل هذه الاختبارات قياس موجات الجاذبية المنبعثة من الثقوب السوداء التي تربط غشاء بأخرى.

2. الضخامة الكبيرة

في المستقبل البعيد ، سوف تنجرف المجرات في نهاية المطاف بعيدًا جدًا بحيث لا يمكن للضوء المنبعث من أحدهم أن يصل إلى الآخر. في الواقع ، مع تقدم النجوم في العمر وتموت ، سيأتي وقت لا يتبقى فيه ضوء – أو حرارة -. سيكون الكون فراغًا مظلمًا باردًا وفارغًا. تبدو وكأنها نهاية كل شيء ، ولكن وفقًا لإحدى النظريات ، إنها في الواقع بداية الكون التالي في دورة لا تنتهي من التكرار. تذكر نظرية عالم النخالة؟ هذا ما يحدث عندما تصطدم غشاء بارد وفارغ بآخر – وهو الأمر الذي لا بد أن يحدث في نهاية المطاف ، مع إعطاء الوقت الكافي. يعتقد عالما الكونيات نيل توروك وبول شتاينهاردت أن مثل هذا الاصطدام سيولد طاقة كافية لخلق كون جديد بالكامل . يسمونها “نظرية ekpyrotic” ، على الرغم من أن الفيزيائي ميتشيو كاكو أطلق عليها اسم “. “

3. الكون المليء بالبلازما

تظل نظرية الانفجار العظيم النظرية المفضلة للعديد من العلماء ، مدعومة بملاحظتين رئيسيتين – توسع الكون وخلفية الميكروويف الكونية (CMB). مباشرة بعد الانفجار العظيم ، كان الكون أصغر بكثير وأكثر سخونة ، مليئًا بالبلازما المتوهجة مثل الشمس. ما زلنا نرى نهاية هذه المرحلة فائقة الحرارة على شكل بحر من الإشعاع يملأ الفضاء كله. أدى توسع الكون على مدى بلايين السنين إلى تبريد الإشعاع إلى 454 درجة فهرنهايت تحت الصفر (ناقص 270 درجة مئوية) ، ولكن لا يزال من الممكن اكتشافه بواسطة التلسكوبات الراديوية.

يبدو الإشعاع CMB متماثلًا تقريبًا في كل اتجاه ، وهو أمر لا يمكن تفسيره إذا كان الكون قد تمدد دائمًا بمعدله الحالي. يعتقد العديد من العلماء أنها مرت بفترة وجيزة من ” التضخم ” السريع للغاية بعد جزء من الثانية بعد الانفجار العظيم ، وتضخم حجمها فجأة من مقياس دون ذري إلى عدة سنوات ضوئية.

4. الكون الهولوغرافي

فكر في صورة ثلاثية الأبعاد للأمان. هذا في الأساس كائن ثنائي الأبعاد يشفر صورة ثلاثية الأبعاد كاملة. وفقًا لهذه النظرية ، يمكن “ترميز” الكون ثلاثي الأبعاد بأكمله على حدوده ثنائية الأبعاد. قد لا يبدو الأمر مثيرًا مثل العيش داخل محاكاة ، لكن لها ميزة أنها نظرية قابلة للاختبار علميًا – أظهر بحث في عام 2017 من جامعة ساوثهامبتون ، المملكة المتحدة ، أنها تتفق مع النمط الملحوظ لتقلبات CMB.

5. عالم الحالة المستقرة

وفقًا لوكالة ناسا ، فإن الانفجار العظيم هو أفضل تخمين لدينا حول كيفية نشوء الكون . كان أكثر كثافة في الماضي ، وسيصبح أقل كثافة في المستقبل. لم يكن كل العلماء سعداء بذلك ، لذلك توصلوا إلى طريقة لتبقى الكثافة ثابتة ، حتى في الكون الآخذ في الاتساع. يتضمن هذا القرار الإنشاء المستمر للمادة بمعدل حوالي ثلاث ذرات هيدروجين لكل متر مكعب لكل مليون سنة. لم يكن هذا النموذج محبوبًا مع اكتشاف CMB ، والذي لا يستطيع النموذج تفسيره بسهولة.

6. الكون المتعدد

من وجهة النظر التقليدية للانفجار العظيم ، من أجل شرح انتظام الإشعاع CMB ، من الضروري افتراض طفرة مبكرة من التوسع الفائق السرعة المعروف باسم التضخم. يعتقد بعض العلماء أنه عندما خرج كوننا من هذه المرحلة التضخمية ، كانت مجرد فقاعة صغيرة واحدة في بحر شاسع من الفضاء المتضخم. في هذه النظرية ، المسماة “التضخم الأبدي” التي اقترحها بول شتاينهاردت ، تظهر أكوان فقاعية أخرى باستمرار في أجزاء أخرى من البحر المتضخم ، حيث تشكل المجموعة بأكملها “كونًا متعددًا”.

تصبح النظرية أكثر غرابة ، لأنه لا يوجد سبب يجعل الأكوان الأخرى لديها نفس قوانين الفيزياء مثلنا – قد يكون لبعضها جاذبية أقوى ، أو سرعة ضوء مختلفة. على الرغم من أننا لا نستطيع مراقبة الأكوان الأخرى بشكل مباشر ، إلا أنه من الممكن تصور تصادم أحدها مع الأكوان الخاصة بنا. حتى أن العلماء أشاروا إلى أن “البقعة الباردة” في الإشعاع CMB هي بصمة لمثل هذا الاصطدام.

7. لقد أخطأنا في الجاذبية

تعتمد نظريات الكون على فهم دقيق للجاذبية – القوة الوحيدة في الفيزياء التي تؤثر على المادة على نطاقات كبيرة جدًا. لكن الجاذبية وحدها لا تستطيع تفسير بعض الملاحظات الفلكية. إذا قمنا بقياس سرعة النجوم على أطراف مجرة ​​، فإنها تتحرك بسرعة كبيرة بحيث لا يمكنها البقاء في المدار إذا كان الشيء الوحيد الذي يعيقها هو الجاذبية للمجرة المرئية. وبالمثل ، يبدو أن عناقيد المجرات تتماسك معًا بقوة أقوى مما يمكن تفسيره بواسطة جاذبية المادة المرئية.

هناك نوعان من الحلول الممكنة. المعيار القياسي – الذي يفضله معظم العلماء – هو أن الكون يحتوي على مادة مظلمة غير مرئية ، والتي توفر الجاذبية المفقودة. البديل المنشق هو أن نظرية الجاذبية لدينا خاطئة ، ويجب استبدالها بشيء يسمى الديناميكيات النيوتونية المعدلة (MOND) ، كما اقترح العلماء في عام 2002 في المجلة السنوية لعلم الفلك والفيزياء الفلكية . يتوافق الخياران – MOND والمادة المظلمة – بشكل متساوٍ مع الملاحظات ، لكن لم يتم إثباتهما بعد. هناك حاجة إلى مزيد من التجارب.

8. الزمكان الفائق الميوعة

حتى لو كان للفضاء ثلاثة أبعاد فقط ، فلا يزال هناك بعد رابع في شكل الزمن ، لذلك يمكننا أن نتخيل وجود الكون في الزمكان رباعي الأبعاد . وفقًا لبعض النظريات ، مثل تلك التي اقترحها ستيفانو ليبراتي من المدرسة الدولية للدراسات المتقدمة ولوكا ماكيوني من جامعة لودفيج ماكسيميليان ، في مجلة Physics Review Letters ، فإن هذا ليس مجرد إطار مرجعي مجرد يحتوي على أشياء مادية مثل النجوم والمجرات ، ولكنها مادة مادية في حد ذاتها ، مماثلة لمحيط من الماء. مثلما يتكون الماء من جزيئات لا حصر لها ، فإن الزمكان – وفقًا لهذه النظرية – يتكون من جسيمات مجهرية على مستوى أعمق من الواقع مما يمكن أن تصل إليه أدواتنا.

تصور النظرية الزمكان باعتباره مائعًا فائقًا له لزوجة صفرية. من الخصائص الغريبة لمثل هذه السوائل أنه لا يمكن جعلها تدور بطريقة بالجملة ، كما يفعل السائل العادي عند تحريكها. تنقسم إلى دوامات صغيرة – والتي في حالة الزمكان الفائق ، قد تكون البذور التي تتشكل منها المجرات.

9. نظرية المحاكاة

حتى الآن ، جاءت جميع النظريات من العلماء – ولكن هذه واحدة من الفلاسفة. إذا كانت جميع المعلومات حول الكون تدخل إلى أدمغتنا عبر حواسنا وأدواتنا العلمية ، فمن سيقول أنها ليست مجرد وهم مصمم بذكاء؟ قد يكون الكون بأكمله مجرد محاكاة حاسوبية فائقة التطور. إنها فكرة روجت لها أفلام “ماتريكس” ، ولكن بقدر ما تبدو الفكرة غريبة ، فإن بعض الفلاسفة يأخذونها على محمل الجد. ومع ذلك ، فإنه يفشل في اختبار النظرية العلمية الحقيقية ، لأنه لا توجد طريقة يمكن إثبات صحتها أو خطأها.

10. رحلة الأنا الكونية

تتضمن قوانين الفيزياء عددًا قليلاً من الثوابت الأساسية التي تحدد قوة الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوى دون الذرية . على حد علمنا ، يمكن أن يكون لهذه الأرقام أي قيمة محتملة – ولكن إذا انحرفت قليلاً عن القيم التي لديها بالفعل ، فسيكون الكون مكانًا مختلفًا تمامًا. والأهم بالنسبة لنا هو أن الحياة كما نعرفها – بما في ذلك أنفسنا بالطبع – لا يمكن أن توجد. يرى بعض الناس في هذا دليلاً على أن الكون قد صُمم بوعي لكي تتطور الحياة الشبيهة بالإنسان – ما يسمى بالنظرية الأنثروبولوجية المتمحورة حول الذات ، التي اقترحها نيك بوستروم في كتابه ” التحيز الأنثروبي “.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com