ماذا حدث قبل الانفجار العظيم؟

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

ما الذي تسبب في نشوء الكون؟ يقول العلماء إن السبب الجذري يجب أن يكون خاصًا. لكن إذا نسبنا بداية كل شيء إلى الانفجار العظيم ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه: ماذا حدث قبل ذلك؟ يقدم المؤلف تفكيرًا رائعًا حول بداية الوقت.

إن سؤال العلم عما كان عليه قبل الوقت يشبه السؤال "من كنت قبل أن تولد؟"

يسمح لنا العلم بتحديد ما حدث في جزء من تريليون من الثانية بعد الانفجار العظيم.

لكننا بالكاد سنعرف سبب الانفجار العظيم.

إنه أمر مخيب للآمال ، لكن بعض الأشياء غير معروفة على الإطلاق. وهذا جيد.

لنكن صادقين: من الغريب أن نعتقد أن تاريخ الكون بدأ بنوع من عيد ميلاد منذ 13.8 مليار سنة. يتماشى هذا مع العديد من المعتقدات الدينية ، والتي بموجبها تم إنشاء الكون من خلال تدخل من أعلى ، على الرغم من أن العلم لا يقول شيئًا عنها.

ماذا حدث قبل بداية الوقت؟

إذا كان كل ما حدث له علاقة سببية ، فما الذي تسبب في نشوء الكون؟ للإجابة على سؤال صعب للغاية حول السبب الأول ، تستخدم الأساطير الدينية حول خلق العالم ما يسميه علماء الأنثروبولوجيا الثقافية أحيانًا "الكائن الإيجابي" أو ظاهرة خارقة للطبيعة. نظرًا لأن الوقت كان له بداية في وقت ما في الماضي البعيد ، يجب أن يكون السبب الأول خاصًا. يجب أن يكون سببًا غير مبرر ، ظاهرة حدثت للتو ولم يسبقها شيء.

لكن إذا نسبنا بداية كل شيء إلى الانفجار العظيم ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه: ماذا حدث قبل ذلك؟ عندما نتعامل مع الآلهة الخالدة ، فهذه مسألة مختلفة تمامًا ، لأن الخلود ليس مسألة بالنسبة لهم. الآلهة موجودة خارج الزمن ، ونحن لسنا كذلك. بالنسبة لنا ، لا يوجد شيء مثل "قبل الوقت". لذلك ، إذا طرحنا السؤال عما حدث قبل الانفجار العظيم ، فسيكون ذلك بلا معنى إلى حد ما ، حتى لو كنا بحاجة إلى إيجاد المعنى. ساويه ستيفن هوكينج ذات مرة بالسؤال "ما هو شمال القطب الشمالي؟" وأنا أحب عبارة "من كنت قبل أن تولد؟"

افترض أوريليوس أوغسطين أن الزمان والمكان ظهرا جنبًا إلى جنب مع خلق العالم. بالنسبة له ، كانت هذه العناية الإلهية بالطبع. وللعلم؟

في العلم ، لكي نفهم كيف نشأ الكون وتطور ونضج ، نعود بالزمن إلى الوراء ، محاولين إعادة بناء ما كان يحدث. مثل علماء الأحافير ، نحدد "الحفريات" ، أي بقايا المادة من الأيام الماضية ، ومن ثم بمساعدتهم نتعرف على الظواهر الفيزيائية المختلفة التي كانت موجودة في ذلك الوقت.

نحن نفترض بثقة أن الكون قد تمدد لمليارات السنين ، وأن هذه العملية مستمرة الآن. في هذه الحالة ، يعني "التوسع" أن المسافات بين المجرات آخذة في الازدياد ؛ تتحرك المجرات بعيدًا عن بعضها البعض بسرعة تعتمد على ما كان داخل الكون في فترات مختلفة ، أي المادة التي ملأت الفضاء.

لم يكن الانفجار العظيم انفجارًا

عندما نتحدث عن الانفجار العظيم والتوسع ، نتخيل الانفجار الذي بدأ كل شيء. هذا هو السبب في أننا سميناها على هذا النحو. لكن هذه فكرة خاطئة. المجرات تبتعد عن بعضها البعض ، لأنها مفصولة حرفيا عن طريق تمدد الفضاء نفسه. مثل النسيج المرن ، يمتد الفضاء ويحمل معه المجرات ، حيث يحمل تيار النهر معه جذوع الأشجار. لذلك لا يمكن تسمية المجرات بالحطام المتطاير من الانفجار. لم يكن هناك انفجار مركزي. الكون يتمدد في كل الاتجاهات ، وهو ديمقراطي بالكامل. كل نقطة لها نفس القدر من الأهمية.شخص ما في مجرة بعيدة يرى إزالة المجرات الأخرى بنفس الطريقة التي نرى بها ذلك.

(ملاحظة: المجرات القريبة لها انحرافات عن هذا التدفق الكوني تسمى "الحركة المحلية". سببها الجاذبية. على سبيل المثال ، يقترب سديم أندروميدا منا.)

العودة إلى الماضي

إذا قمنا بتدوير الفيلم الكوني للخلف ، فسنرى كيف يتم ضغط المادة أكثر فأكثر في الفضاء المتقلص. ترتفع درجة الحرارة ، يرتفع الضغط ويبدأ الاضمحلال. تنقسم الجزيئات إلى ذرات ، وتتحول الذرات إلى نوى وإلكترونات ، وتتحول النوى الذرية إلى بروتونات ونيوترونات ، ثم تتحول البروتونات والنيوترونات إلى كواركات. يحدث هذا التحلل المتسلسل للمادة إلى مكوناتها الأساسية والأولية عندما تدق الساعة في الاتجاه المعاكس نحو الانفجار.

على سبيل المثال ، تتحلل ذرات الهيدروجين قبل حوالي 400000 عام من الانفجار العظيم ، وتتحلل النوى الذرية في حوالي دقيقة واحدة ، والبروتونات مع النيوترونات في جزء من مائة من الثانية (عند النظر إليها في الاتجاه المعاكس بالطبع). كيف لنا أن نعرف هذا؟ وجدنا بقايا الإشعاع من الوقت الذي تشكلت فيه الذرات الأولى (بقايا إشعاع الخلفية الميكروويف) ، واكتشفنا كيف ظهرت النوى الأولى لذرات الضوء عندما كان عمر الكون بضع دقائق فقط. هذه بالضبط الحفريات الكونية التي تبين لنا الطريق في الاتجاه المعاكس.

حاليًا ، يمكننا تجريبياً محاكاة الظروف التي كانت موجودة عندما كان الكون جزءًا من تريليون من الثانية. قد تبدو لنا قيمة ضئيلة ، ولكن بالنسبة لجسيم ضوء من الفوتون ، فهذه فترة طويلة ، مما يسمح لها بالطيران لمسافة تبلغ تريليون ضعف قطر البروتون. عندما نتحدث عن الكون المبكر ، يجب أن ننسى المعايير البشرية والأفكار المتعلقة بالوقت.

بالطبع ، نريد الاقتراب قدر الإمكان من اللحظة التي كان الوقت فيها يساوي 0. ولكن في مرحلة ما ، اصطدمنا بجدار الجهل ولا يمكننا سوى استقراء نظرياتنا الحالية على أمل أن تعطينا على الأقل بعض التلميحات تحدث في بداية الوقت ، في مثل هذه الطاقات ودرجات الحرارة التي لا يمكننا إنشاؤها في المختبر. لكننا نعرف شيئًا واحدًا مؤكدًا. عندما يقترب الوقت من الصفر ، فإن نظريتنا الحالية لخصائص المكان والزمان ، وهي نظرية النسبية العامة لأينشتاين ، لا تعمل.

هذا هو عالم ميكانيكا الكم ، حيث تكون المسافات صغيرة جدًا بحيث يتعين علينا تخيل الفضاء ليس كصفيحة متصلة ، ولكن كهيكل حبيبي. لسوء الحظ ، ليس لدينا نظرية نوعية تصف مثل هذا الحبيبات في الفضاء ، حيث لا توجد قوانين فيزيائية للجاذبية على المقياس الكمي (المعروفة باسم الجاذبية الكمومية). المرشحين ، بالطبع ، هم ، على سبيل المثال ، نظرية الأوتار الفائقة والجاذبية الكمومية الحلقية. لكن لا يوجد حاليًا دليل على أنهم يصفون الظواهر الفيزيائية بشكل صحيح.

علم الكونيات الكمومي لا يجيب على السؤال

ومع ذلك ، فإن فضول الشخص يتطلب تقريب الحدود من القيمة الصفرية للوقت. ماذا تستطيع ان تقول؟ في الثمانينيات ، اقترح ألكسندر فيلينكين وأندريه ليند وجيمس هارتل وستيفن هوكينغ ثلاثة نماذج لعلم الكونيات الكمومي ، حيث يوجد الكون كذرة والمعادلة مشابهة لتلك المستخدمة في ميكانيكا الكم.

في هذه المعادلة ، الكون عبارة عن موجة احتمالية ، والتي ، في جوهرها ، تربط منطقة الكم الخالدة بالمنطقة الكلاسيكية ، حيث يوجد وقت ، أي بالكون الذي نعيش فيه ، والذي يتوسع الآن. الانتقال من الكم إلى الكلاسيكيات يعني حرفيًا ظهور الفضاء ، ما نسميه الانفجار العظيم. وبالتالي ، فإن الانفجار العظيم هو تقلب كمي لا سبب له ، مثل العشوائية مثل الاضمحلال الإشعاعي: من غياب الوقت إلى وجوده.

بافتراض صحة أحد هذه النماذج البسيطة ، هل سيكون تفسيرًا علميًا للسبب الأول؟ هل يمكننا التخلص من ضرورة سبب ما تمامًا باستخدام احتمالات فيزياء الكم؟

للاسف لا. بالطبع ، سيكون مثل هذا النموذج إنجازًا فكريًا مذهلاً. ستكون خطوة هائلة إلى الأمام في فهم أصل كل شيء. لكن هذا لا يكفى. لا يمكن أن يوجد العلم في فراغ. إنها بحاجة إلى جهاز مفاهيمي ، مثل مفاهيم مثل المكان والزمان والمادة والطاقة. إنها بحاجة إلى حسابات ، وتحتاج إلى قوانين لحفظ مثل هذه الكميات مثل الطاقة والزخم. لا يمكنك بناء ناطحة سحاب من الأفكار ، تمامًا كما لا يمكنك إنشاء نموذج بدون مفاهيم وقوانين. إن مطالبة العلم بـ "تفسير" السبب الأول يشبه مطالبة العلم بشرح بنيته الخاصة. هذا طلب لتقديم نموذج علمي لا يستخدم السوابق ، ولا توجد مفاهيم سابقة للعمل عليها. لا يمكن للعلم أن يفعل هذا ، تمامًا كما لا يمكن للإنسان أن يفكر بدون عقل.

يبقى لغز السبب الجذري دون حل. كإجابة ، يمكنك اختيار الدين والإيمان ، ويمكنك أيضًا افتراض أن العلم سيكتشف كل شيء بمرور الوقت. يمكننا أيضًا ، مثل المتشكك اليوناني القديم بيرهو ، أن نعترف بتواضع بأن هناك حدودًا لمعرفتنا. يمكننا أن نفرح بما حققناه ونستمر في فهمه ، بينما ندرك أنه ليست هناك حاجة لمعرفة كل شيء وفهم كل شيء. يكفي أن نستمر في الاهتمام بالفضول.

الفضول من دون أحجية هو أمر أعمى ، واللغز بدون فضول معيب.