تسمى دراسة الكون بعلم الكونيات

تسمى دراسة الكون
تسمى دراسة الكون

علم الكونيات هو فرع من فروع علم الفلك يتضمن نشأة الكون وتطوره ، من الانفجار العظيم إلى اليوم وإلى المستقبل. وفقًا لوكالة ناسا ، فإن تعريف علم الكونيات هو "الدراسة العلمية للخصائص واسعة النطاق للكون ككل."

يحير علماء الكونيات حول المفاهيم الغريبة مثل نظرية الأوتار والمادة المظلمة والطاقة المظلمة وما إذا كان هناك كون واحد أو العديد (يسمى أحيانًا الكون المتعدد ). بينما تتعامل الجوانب الأخرى في علم الفلك مع الأشياء الفردية والظواهر أو مجموعات الأشياء ، فإن علم الكونيات يمتد الكون بأكمله من الولادة إلى الموت ، مع ثروة من الألغاز في كل مرحلة. 

تاريخ علم الكونيات والفلك

تطور فهم البشرية للكون بشكل ملحوظ بمرور الوقت. في بداية تاريخ علم الفلك ، كان يُنظر إلى الأرض على أنها مركز كل الأشياء ، حيث تدور الكواكب والنجوم حولها. في القرن السادس عشر ، اقترح العالم البولندي نيكولاس كوبرنيكوس أن الأرض والكواكب الأخرى في النظام الشمسي تدور في الواقع حول الشمس ، مما أحدث تحولًا عميقًا في فهم الكون. في أواخر القرن السابع عشر ، قام إسحاق نيوتن بحساب كيفية تفاعل القوى بين الكواكب – خاصة قوى الجاذبية -.

جلب فجر القرن العشرين مزيدًا من الأفكار لفهم الكون الشاسع. اقترح ألبرت أينشتاين توحيد المكان والزمان في نظريته العامة للنسبية. في أوائل القرن العشرين ، كان العلماء يناقشون ما إذا كانت مجرة درب التبانة تحتوي على الكون بأكمله في نطاقها ، أو ما إذا كانت مجرد مجموعة من مجموعات النجوم العديدة . قام إدوين هابل بحساب المسافة إلى جسم غامض غامض في السماء وقرر أنه يقع خارج مجرة درب التبانة ، مما يثبت أن مجرتنا هي قطرة صغيرة في الكون الهائل. باستخدام النسبية العامة لوضع الإطار ، قاس هابل المجرات الأخرى وقرروا أنهم كانوا يندفعون بعيدًا عنا ، مما دفعه إلى استنتاج أن الكون لم يكن ساكنًا بل يتمدد.

في العقود الأخيرة ، قرر عالم الكونيات ستيفن هوكينج أن الكون نفسه ليس لانهائيًا ولكن له حجم محدد. ومع ذلك ، فإنه يفتقر إلى حدود محددة. هذا مشابه للأرض. على الرغم من أن الكوكب محدود ، فإن الشخص الذي يسافر حوله لن يجد "النهاية" أبدًا ولكنه بدلاً من ذلك يدور حول الكرة الأرضية باستمرار. اقترح هوكينج أيضًا أن الكون لن يستمر إلى الأبد بل سينتهي في النهاية.

البعثات والأدوات الكونية

تم إطلاق مستكشف الخلفية الكونية (COBE) التابع لناسا في نوفمبر 1989 ، وأخذ قياسات دقيقة للإشعاع عبر السماء. عملت البعثة حتى عام 1993.

على الرغم من أن تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا قد اشتهر بصوره المذهلة ، إلا أن المهمة الأساسية كانت كونية. من خلال قياس المسافات إلى متغيرات Cepheid بدقة أكبر ، النجوم ذات النسبة المحددة جيدًا بين سطوعها ونبضاتها ، ساعد Hubble في تحسين القياسات المتعلقة بكيفية تمدد الكون. منذ إطلاقه ، واصل علماء الفلك استخدام هابل لإجراء قياسات كونية وتحسين القياسات الموجودة.

قال عالم الكونيات آدم ريس من معهد علوم تلسكوب الفضاء في بيان: "بفضل هابل ، إذا وضعت في صندوق كل الطرق التي قد تختلف بها الطاقة المظلمة عن الثابت الكوني ، فسيكون هذا الصندوق الآن أصغر بثلاث مرات" . "هذا تقدم ، ولكن لا يزال أمامنا طريق طويل لتحديد طبيعة الطاقة المظلمة."

كان مسبار ويلكينسون للتباين الميكروي (WMAP) التابع لناسا عبارة عن مركبة فضائية تعمل من عام 2001 إلى عام 2010. ورسمت WMAP تقلبات صغيرة في الخلفية الكونية الميكروية (CMB) ، الضوء القديم من الكون المبكر ، وقرر أن الذرات العادية تشكل فقط 4.6٪ من الكون بينما المادة المظلمة تشكل 24٪.

قال عالم الكونيات تشارلز سيف في مجلة Science: "تلاشت الشكوك المستمرة حول وجود الطاقة المظلمة وتكوين الكون عندما التقط القمر الصناعي WMAP الصورة الأكثر تفصيلاً على الإطلاق للخلفية الكونية الميكروية" .

استمرت مهمة الفضاء بلانك التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية من 2009 إلى 2013 واستمرت في دراسة الخلفية الكونية الميكروية.

تعمل وكالة الفضاء الأوروبية حاليًا على تطوير مهمة إقليدس ، والتي من المفترض أن تطير بحلول نهاية العقد. سوف يدرس إقليدس المادة المظلمة والطاقة المظلمة بدقة أكبر ، متتبعًا توزيعها وتطورها عبر الكون.

وقال ديفيد باركر من وكالة الفضاء الأوروبية في بيان "في قلب المهمة يوجد سؤال من مليار جنيه في الفيزياء ."

الأسئلة الكونية الشائعة

ماذا حدث قبل الانفجار العظيم؟
بسبب الطبيعة المغلقة والمحدودة للكون ، لا يمكننا أن نرى "خارج" كوننا. بدأ المكان والزمان مع الانفجار العظيم . في حين أن هناك عددًا من التكهنات حول وجود أكوان أخرى ، فلا توجد طريقة عملية لرصدها ، وبالتالي لن يكون هناك أبدًا أي دليل عليها (أو ضدها!).

أين حدث الانفجار العظيم؟
و الانفجار الكبير لم يحدث في نقطة واحدة ولكن بدلا من ذلك كان ظهور المكان والزمان في جميع أنحاء الكون كله في وقت واحد.

إذا بدت جميع المجرات الأخرى تندفع بعيدًا عنا ، ألا يضعنا ذلك في مركز الكون؟
لا ، لأننا إذا سافرنا إلى مجرة بعيدة ، يبدو أن جميع المجرات المحيطة كانت تندفع بالمثل. فكر في الكون على أنه بالون عملاق. إذا حددت نقاطًا متعددة على البالون ، ثم فجرته ، فستلاحظ أن كل نقطة تبتعد عن جميع النقاط الأخرى ، على الرغم من عدم وجود أي نقطة في المركز. يعمل توسع الكون بنفس الطريقة.

ما هو عمر الكون؟
وفقًا للبيانات الصادرة عن فريق Planck في عام 2013 ، يبلغ عمر الكون 13.8 مليار سنة ، أي يزيد أو يقل عن مائة مليون سنة أو نحو ذلك. حدد بلانك العمر بعد رسم خرائط لتقلبات درجات الحرارة الصغيرة في الإشعاع CMB.

قال تشارلز لورانس ، عالم المشروع الأمريكي في بلانك ، في بيان: " تخبرنا الأنماط فوق بقع ضخمة من السماء عما كان يحدث على أصغر المقاييس في اللحظات التي أعقبت ولادة كوننا مباشرة" .

يعتمد ما إذا كان الكون سيقضي على نهايته أم لا على كثافته – كيف يمكن أن تنتشر المادة داخله. قام العلماء بحساب "الكثافة الحرجة" للكون. إذا كانت كثافته الحقيقية أكبر من حساباتهم ، فإن تمدد الكون سوف يتباطأ في النهاية ثم ينعكس في النهاية حتى ينهار. ومع ذلك ، إذا كانت الكثافة أقل من الكثافة الحرجة ، فسيستمر الكون في التوسع إلى الأبد.

أيهما جاء أولاً ، الدجاجة… إيه ، المجرة أم النجوم؟
كان عالم ما بعد الانفجار العظيم مكونًا في الغالب من الهيدروجين ، مع القليل من الهيليوم الذي تم إلقاؤه كمقياس جيد. تسببت الجاذبية في انهيار الهيدروجين للداخل مكونة الهياكل. ومع ذلك ، فإن علماء الفلك غير متأكدين مما إذا كانت النقط الضخمة الأولى قد شكلت نجومًا فردية سقطت معًا فيما بعد عن طريق الجاذبية ، أم أن الكتلة تجمعت معًا في كتل بحجم المجرة شكلت نجومًا لاحقًا.

[zombify_post]