في علم الكون الفيزيائي , نظرية الانفجار العظيم أحد النظريات المطروحة في علم الكون و التي ترى بأن الكون قد نشأ من وضعية حارة شديدة الكثافة تقريبا قبل حوالي 14 بليون سنة (حوالي 13.7 بليون سنة). نشأت نظرية الإنفجار العظيم نتيجة لملاحظات هبل حول تباعد المجرات عن بعضها , مما يعني عندما يؤخذ بعين الإعتبار مع المبدأ الكوني أن الفضاء المتري يتمدد وفق نموذج فريدمان-ليمايتري للنسبية العامة Friedmann-Lemaître model . هذه الملاحظات تشير إلى أن الكون بكل ما فيه من مادة و طاقة انبثق من حالة بدائية ذات كثافة و حرارة عاليتين شبيهة بالمتفردات الثقالية gravitational singularity التي تتنبأ بها النسبية العامة . ولهذا توصف تلك المرحلة بالحقبة المتفردة.

فإذا كان الكون يتمدد فما من شك أن حجمه في الماضي كان أصغر من حجمه اليوم، وأن حجمه في المستقبل سيكون أكبر منهما. وإذا تمكنا من حساب سرعة التمدد يمكننا التنبؤ بالزمن الذي احتاجه الكون حتى وصل إلى الحجم الراهن، وبالتالي يمكننا تقدير عمر الكون وهو 14 مليار سنة تقريباً. تتحدث نظرية الانفجار العظيم عن نشوء و أصل الكون إضافة لرتكيب المادة الأولى primordial matter من خلال عملية الاصطناع النووي nucleosynthesis كما تتنبأ بها نظرية ألفر-بيث-غامو Alpher-Bethe-Gamow theory .

تاريخ الانفجار العظيم

تطورت نظرية الانفجار العظيم من ملاحظات و اعتبارات نظرية . الملاحظات الأولى كانت واضحة منذ زمن و هي ان السدم اللولبية spiral nebulae تبتعد عن الأرض , لكن من سجل هذه الملاحظات لم يذهب بعيدا في تحليل هذه النتائج . في عام 1927 قام الكاهن البلجيكي جورج لايمتري Georges Lemaître باشتقاق معادلات فريدمان-ليمايتري-روبرتسون-ووكر Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker equations إنطلاقا من نظرية آينشتاين العامة و استنتج بناء على تقهقر السدم الحلزونية spiral nebulae أن الكون قد بدأ من إنفجار "ذرة بدئية" , و هذا ما دعي لاحقا بالانفجار العظيم Big Bang .
علم الكون الفيزيائي 

مراحل تطور الانفجار

بناءا على قياسات الانفجار الكوني باستخدام مستعر أعظم نمط Iأ Type Ia supernova و قياسات إشعاع الخلفية الميكروية الكونية cosmic microwave background radiation , و قياسات دوال الارتباط للمجرات , يمكن حساب عمر الكون على أنه 13.7 ± 0.2 مليون عام . توافق هذه القياسات الثلاثة يعتبر دليلا قويا على ما يدعى نموذج لامبدا-سي دي ام Lambda-CDM model الذي يصف تفصيلا طبيعة محتويات الكون .

الكون البدئي كان مملوءا بشكل متجانس بكثافة طاقية عالية و درجات حرارة و ضغط عاليين . يقوم الكون بالتوسع و التبرد (كنتيجة لتوسعه) ليمر بمرحلة انتقال طور phase transition مماثلة لتكاثف البخار أو تجمد الماء عند تبرده , لكنها هنا انتقال طور للجسيمات الأولية .

تقريبا بعد 10-35 ثانية من فترة بلانك يؤدي الانتقال الطوري إلى خضوع الكون لنمو أسي exponential growth خلال مرحلة تدعى التوسع الكوني cosmic inflation . بعد توقف التوسع , تكون المكونات المادية للكون بشكل بلاسما كوارك-غلوون quark-gluon plasma ([1]) و في حين يستمر الكون بالتوسع تستمر درجة الحرارة بالانخفاض . عند درجة حرارة معينة , يحدث انتقال غير معروف لحد الآن يدعى اصطناع باريوني baryogenesis , حيث يتم اندماج الكوراكات و الباريونات معا لانتاج باريونات مثل البروتونات و النترونات , منتجا أحيانا اللاتناظر الملاحظ بين المادة و المادة المضادة . درجات حرارة أكثر انخفاضا بعد ذلك تؤدي للمزيد من انتقالات الأطوار الكاسرة للتناظر التي تنتج القوى الحالية في الفيزياء و الجسيمات الأولية كما هي حاليا .

جدول زمني للانفجار العظيم

فترة بلانك

فترة بلانك تغطي الفترة الزمنية من 10-43 إلى 10-35 ثانية بعد حدوث الإنفجار العظيم , تنخفض درجة الحرارة خلال هذه الفترة من 1032 إلى 1027 كلفن .

10-43 ثانية

تعرف فترة بزمن بلانك . في هذه اللحظة تنفصل قوة الثقالة (الجاذبية ) عن القوى الثلاثة الأخرى التي تعرف مجتمعة بالقوة الإلكترونووية . من المفترض أن تقوم النظرية الكاملة للثقالة الكمومية مثل نظرية الأوتار الفائقة بفهم جميع هذه الأحداث المبكرة جدا لكن التفسيرات التي تقدمها نظرية الأوتار ما زالت محدودة . يقدر قطر الكون في هذه اللحظة من عمر الكون ب 10-35 م و هو ما يعرف بطول بلانك .

10-36 ثانية

انفصال القوى القوية عن القوة الإلكترونووية لتصبح هذه الأخيرة مؤلفة من نوعين من القوى فقط : القوة الإلكترومغناطيسية و القوى النووية الضعيفة . تعتتبر عادة الجسيمات المرافقة و المشاركة للقوى القوية أثقل من جسيمات المرافقة للقوتين الأخريين لذا يعتقد بأنها تتشكل و تتكاثف في مرحلة أبكر .

فترة التوحيد الكبير

تغطي هذه الفترة زمنا يمتد من 10-35 إلى 10-12 ثانية بعد الإنفجار العظيم . يقدر انخفاض درجة الحرارة في هذه الفترة من 1027 كلفن إلى 1015 كلفن

في هذه الفترة من الزمن الممتدة من 10-35 ثانية و 10-33 من المعتقد أن يتمدد الفضاء الكوني إلى حجم يقدر ب : 10-32 م إلى 10-22 م. هذه الفترة على غاية من الأهمية بالنسبة لتشكل المادة حيث يكون سلوك القوى الإلكترو مغناطيسية و القوى الضعيفة متماثلا بالنسبة للمادة و المادة المضادة بما أن هاتين القوتين مندمجتين و تسلكان سلوك قوة وحيدة . و تقترح نظريات التوحيد الكبرى أن هذه الحالة الإندماجية لهاتين القوتين تسمحان بتفاعلات جسيمية تؤدي إلى تشكل المادة أكثر من المادة المضادة . في المراحل اللاحقة حين يحدث الإنفصال , يكون من المتعذر تأمين تشكل للمادة بشكل أكبر من مادتها المضادة , لذلك تشكل هذه المرحلة فترة ذهبية للتشكل المادي .

----------

ويكيبيديا
 

أضف أول تعليق

أضف تعليقاً
يجب أن يكون التعليق على المادة المنشورة فقط - التعليقات تتم مراجعتها من قبل الإدارة قبل الظهور على صفحات الموقع - تلغى التعليقات المسيئة والخارجة عن الأخلاق العامة والمسيئة للأديان السماوية - تهمل التعليقات التي تتضمن محتوى يثير النزاعات الطائفية والعنصرية
الاسم:
عنوان التعليق:
أكتب تعليقك:
رمز التأكيد:*

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved