موجز لتاريخ الفيزياء الكونية

منذ العام 340 قبل الميلاد، قدم ارسطو ادلة على كروية الأرض، وكذلك خمّن انها مركز الكون، وان الشمس وبقية الأجرام السماوية تدور حولها.
في العام 1609، بدأ غاليلي غاليليو مراقبة النجوم بالتلسكوب، مما جعله ينقض نظرية ارسطو، ليقول إن الأرض ليست مركز الكون، وانها مجرد كوكب سيار يدور حول الشمس.
في العام 1676، اثبت الفلكي اولي كريستنسن رومر ان الضوء يسير بسرعة معلومة. لم توصله حساباته الى معرفة سرعة الضوء التي تدل القياسات الراهنة الى انها تبلغ 300 مليون متر في الثانية.
في العام 1687 ، نشر السير اسحاق نيوتن كتابه "المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية" شارحاً فيه قوانين الجاذبية الأرضية والكونية. وفسر حركة الكواكب وافلاكها بأثر جاذبية أجسامها.
في العام 1865، نجح البريطاني جايمس كلارك ماكسويل في توحيد نظرية الكهرباء مع المغناطيسية، متحدثاً عن حقل كهرومغناطيسي موحد، له سرعة ثابتة.
في العام 1887 أجرى العالمان البرت ميشلسون اول اميركي ينال جائزة فيزياء وادوارد مورلي اختباراً قاسا فيه سرعة الضوء اثناء توجهه بصورة أفقية الى الأرض، وقارناه مع سرعته عندما يكون في زاوية قائمة معها. ووجدا ان السرعتين متساويتان، مما اكد ان سرعة الضوء ثابتة. ولاحقاً، شكلت السرعة الثابتة للضوء أحد أهم ركائز نظرية النسبية عند اينشتاين.
في العام 1900، اقترح العالم ماكس بلانك Max Planck ان الضوء واشعة اكس وغيرهما من اشكال الموجات، تنبعث في حزم معينة، سماها "كم" بالجمع "كوانتا" Quanta وبالمفرد "كوانتم" Quantum. ولكل "كم" مقدار معين من الطاقة يلزم لبثه. وترتفع كمية تلك الطاقة كلما ارتفعت درجة تردد الموجات. ففي التردد العالي، يتطلب بث "كم" مفرد مقداراً من الطاقة اكثر مما يتطلبه بث الكم نفسه في تردد أبطأ. ويعني الأمر أن الأجسام الحارة، مثل الشموس، تبرد بمعدلات ثابتة عبر بثها كميات ثابتة من الكمومات، لكن عبر ترددات مختلفة.
في العام 1905، وضع الفرنسي هنري بوانكاريه والالماني البرت اينشتاين الذي كان موظفاً مغموراً في مكتب البراءات السويسري، بفارق اسابيع قليلة لمصلحة الثاني، نظرية تنفي وجود الزمن المطلق الذي افترضته فيزياء نيوتن. واعتمد بوانكاريه ادلة رياضية محضة، فيما استند اينشتاين الى مقولات فيزيائية، مما ساعد في نسبة الفضل اليه في تلك النظرية، على رغم ان اسم بوانكاريه يبقى ملتصقاً بها ايضاً.
- 1911 صاغ البريطاني ارنست راذرفورد نظرية تقول ان الذرات لها تركيب داخلي معقد. وتتألف من نواة تؤلفها اجسام مشحونة بكهرباء موجبة بروتون، تدور حولها الكترونات ذات شحنة كهربائية سالبة. ولاحقاً، اثبت البريطاني جايمس تشادويك وجود النيوترونات الحيادية الكهربائية في النواة.
- 1926 قدّم الالماني ورنر هايزنبرغ مبدأ "الارتياب" الكمومي Uncertainity Principle، الذي تحدى كل انواع التفكير بالحتميات العلمية. ونبّه هايزنبرغ الى ان قياس سرعة الجسيمات الصغيرة في الذرات، تفترض القدرة على معرفة موقعها، التي تفترض بدورها تسليط كمية من الضوء لتدل إليها. ولكن الضوء يتألف من كموم من الطاقة، مما يجعله يضرب الجسيمات ويؤثر في حركتها، مما يجعل معرفة موقعها امراً مستحيلاً. ويعرف مبدأ الارتياب عبر "ثابت بلانك". ويعتبر من اساسيات النظرية الكمومية.
لاحقاً، طوّر ايرفينغ شرودنغر وبول ديراك، مبدأ الارتياب، وجعلاه اساساً في نوع جديد من الفيزياء حملت منذئذ اسم "فيزياء الكمومية" Quantum Physics. وبالنسبة اليهما، لا يمكن تحديد موقع الاجسام، وبالتالي سرعاتها، في الكون، فيكون وضعها احتمالياً بالنسبة الى ظروف محددة.
- 1929 رصد الفلكي ادوين هابل ظاهرة تباعد المجرات باستمرار بعضها عن بعض، مما يعني انها كانت اقرب الى بعضها في ازمنة اكثر قدماً. ومهد ذلك لظهور نظرية "الانفجار العظيم" Big Bang، التي تفترض ان الكون باكمله كان متجمعاً في نقطة واحدة، فائقة الكثافة والسخونة، مما ادى الى انفجاره، وتمدده. ومع التمدد بردت الطاقة للتحول الى مادة نظرية تبادل المادة والطاقة عند اينشتاين. وبناء على ذلك، استطاع الفيزيائي ستيفن هوكينغ وضع نظرية عن انبثاق الكون من نقطة واحدة، جاءت من الفراغ المطلق. كما صاغ نظرية عن الثقوب السود، باعتبارها نقاطاً كثيفة تلبثت من بقايا الانفجار العظيم، اضافة الى امكان تشكلها نتيجة لانهيار الشموس العظيمة. وفي السنة الماضية، تراجع هوكينغ عن آرائه بالنسبة الى تلك الثقوب، مما جعل كثير من العلماء يشكون بوجودها اصلاً.
- 1969 اثبت الأميركي مواري جل مان وجود الكوارك Quark، الذي اعتبر حينها اصغر جسيمات الذرة.