أسئلة عن الكون | الجزء ١

عندما ننظر إلى النجوم في الليل، ونرى عددها الهائل وتنوع أشكالها، واختلاف بريقها، تنتابنا الكثير من الأسئلة. إليك أسئلة عن الكون مع إجاباتها.

١- كم عمر الكون؟

يبلغ عمر الكون ١٣.٨ مليار عام تقريباً. ويستخدم تلسكوب هابل معدل توسع الكون لتحديد عمره. ويحسب تلسكوب هابل ومرصد غايا التابع لوكالة الفضاء الأوربية هذا المعدل عن طريق قياس المسافات بين المجرات القريبة باستخدام نوع خاص من النجوم المتغيرة نقطةً مرجعية.

ويقاس معدل توسع الكون الأخير بدراسة الكون المحلي. وهذا أشبه بقياس سرعة سيارة وقياس المسافة التي قطعتها لمعرفة المدة التي تحركت بها.

٢- كم تبلغ ضخامة الكون؟

يمكننا أن نرصد جزءاً من الكون فقط، فلأن الكون عمره ١٣.٨ مليار عام فقط، كان أمام الضوء ١٣.٨ مليار سنة يتحرك خلالها. ومع أن الكون المنظور محدود، إلا أنه من المحتمل أن يكون الكون الكامل أكبر بكثير، وربما هو في حالة توسع لا نهائي بكل الاتجاهات.

٣- الكون يتوسع بأي معنى؟

مع أننا نرى أن المجرات تتحرك مبتعدة عنا بكل الاتجاهات، فهذا لا يعني أن مجرتنا في مركز انفجار من نوع ما. فالراصد في مجرات أخرى سيرى ذات الشيء. وهذا يعني أن الفراغ بين المجرات يتوسع.

٤- ما هي الطاقة المظلمة؟

الطاقة المظلمة طاقة طاردة، وهي نوع مجهول من الطاقة تتخلل الفضاء وتسرع تمدد الكون. اكتشفت الطاقة المظلمة عام ١٩٩٨ على يد فريقين من علماء الفلك، كما أدى هابل دوراً محورياً في ذلك. ويعتقد أن هذا التسارع قد بدأ منذ ٥ مليارات عام تقريباً.

٥- ما هي المادة المظلمة؟

هي مادة غير مرئية تشكل ٨٠٪ تقريباً من كتلة الكون. ولا تتداخل مع الضوء أو غيره من الإشعاعات الكهرومغناطيسية، لذلك لا يمكن رؤيتها مباشرة. إنما ترصد عن طريق قياس آثارها الثقالية. فمثلاً، قد يتمزق الكون بسبب الضغط نحو الخارج الذي تمارسه الطاقة المظلمة لولا الجاذبية المعاكسة التي توفرها كتلة المادة المظلمة الهائلة.

ويعتقد العلماء أنها قد تكون نوعاً مراوغاً من الجسيمات دون الذرية أو الجسيمات، التي تفوق أعداد جسيمات المادة العادية بنسبة ٥ إلى ١.

٦- ما هو الثقب الأسود؟

الثقب الأسود منطقة من الفضاء كثيفة المادة تمنع جاذبيتها الهائلة أي شيء من الإفلات حتى الضوء. ويمكن للثقوب السوداء أن تتكون عندما ينفد وقود النجوم الضخمة وتنهار تحت ثقلها، لتنشأ جاذبية هائلة تجعلها غير مرئية. ومع أن الثقوب السوداء لا ترى أبداً، إلا أن لها تأثيراً ثقالياً على المادة المحيطة.

٧- كيف تتكون الثقوب السوداء؟

تنشأ الثقوب السوداء النجمية عندما ينهار مركز نجم ضخم في نهاية عمره على نفسه. وقد يسبب هذا الانهيار أيضاً مستعراً أعظم، أو نجماً متفجراً، يقذف الأجزاء الخارجية من النجم نحو الفضاء.

وإذا كان اللب الذي يبقى بعد انفجار المستعر الأعظم ذو كتلة كبيرة، فالجاذبية تؤدي لانهيار اللب إلى ثقب أسود ذي كثافة لا نهائية.
وقد تشكلت الثقوب السوداء الفائقة في الوقت نفسه الذي تشكلت فيه المجرات التي تقع ضمنها. ويرتبط حجم الثقب الأسود الفائق بحجم وكتلة مجرته المضيفة.

٨- هل تتحول جميع النجوم إلى ثقوب سوداء؟

تتحول النجوم ذات الكتلة الكبيرة جداً فقط إلى ثقوب سوداء. فشمسنا مثلاً، ليست كتلتها كافية لتتحول إلى ثقب أسود. فبعد أن ينفد وقود شمسنا النووي من لبها بعد حوالي ٥ مليارات عام من الآن، ستموت موتاً هادئاً. إذ تنتهي النجوم من هذا النمط بصورة أقزام بيضاء. أما النجوم ذات الكتلة الأكبر تنخمص إلى ثقوب سوداء في نهاية أعمارها.

٩- إذا كان الضوء بلا كتلة، لماذا يتأثر بالسحب الثقالي للثقب الأسود؟

اعتقد نيوتن أن الأجسام ذات الكتلة فقط تؤثر على بعضها بقوى ثقالية. وبهذا لا تؤثر الجاذبية على الضوء وفق نيوتن.

إلا أن أنشتاين قال بأن كتلة الجسم تؤدي إلى انحناء في نسيج الزمكان، وكلما زاد حقل جاذبية الجسم ازداد انحناء نسيج الزمكان حوله. أي أن الخطوط المستقيمة تصبح منحنية إذا تعرضت لحقل جاذبية قوي.

ولأن الضوء يسير في خطوط مستقيمة بصورة طبيعية، فإنه يتبع مساراً منحنياً عند مروره في حقل جاذبية قوي. ولأن جاذبية الثقب الأسود هائلة فالانحناء هائل (مثل البئر) فينحني معه الضوء ولا يستطيع الإفلات.

١٠- ما هو شكل الثقب الأسود؟

الثقب الأسود غير مرئي، لأن الضوء لا يستطيع الإفلات منه. ولكن المادة المحيطة به مرئية. إذا أن المادة التي تسقط فيه تشكل قرصاً يشبه الدوامة. حيث ترتفع درجة حرارة المادة التي تدور حوله وتصدر إشعاعاً يمكن رصده.
وتتكون هذه المادة المحيطة بالثقوب السوداء النجمية من الغاز، أما الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مركز المجرات لا تكون محاطة بغاز فقط بل وبنجوم.

١١- ماذا يحدث لمدار الأرض لو حل ثقب أسود محل الشمس؟

لا شيء على الإطلاق. فالجاذبية حول الثقب الأسود تبقى طبيعية ما لم تصبح قريباً جداً منه. فإذا تحولت الشمس إلى ثقب فجأة (وهذا غير ممكن)، ستستمر الأرض والكواكب الأخرى بالدوران حولها  كما لو لم يتغير شيء.

ملخص المقال

يطرح المقال أسئلة عن الكون مع إجاباتها، وهي:

• كم عمر الكون؟
• كم تبلغ ضخامة الكون؟
• الكون يتوسع بأي معنى؟
• ما هي الطاقة المظلمة؟
• ما هي المادة المظلمة؟
• ما هو الثقب الأسود؟
• كيف تتكون الثقوب السوداء؟
• هل تتحول جميع النجوم إلى ثقوب سوداء؟
• إذا كان الضوء بلا كتلة، لماذا يتأثر بالسحب الثقالي للثقب الأسود؟
• ما هو شكل الثقب الأسود؟
• ماذا يحدث لمدار الأرض لو حل ثقب أسود محل الشمس؟

المصدر

هنا