ظاهرة تَمَدّد الكون تتصلّ بهندسته وقد تجدد ال «بيغ- بانغ»

يعجّ الفَضاء بنجومٍ شبيهة بشمسنا (وهي نجمة)، بل أن أعداداً هائلة منها منتشرة في مجرّتنا المُسمّاة «دَرب التبّانة». وهناك بليونات المجرّات الشبيهة بمجرّتنا، تتجمّع في تكتلات متفاوتة الأحجام في الكون. وتعتبر هذه الهيكلة التراتبية للأجرام الفَلَكية واحدة من ميّزات البنيّة الهَندَسيّة للكون. وثمة هندسة مُشابهة موجودة في الذرّات والمجرّات والأجسام الحيّة.
وعلى مستوى الفَضاء والفَلَك، تمثّل التكتّلات المجرّية الكبيرة حجارة الأساس في بناء الكون، بل أنها تتوالى إلى ما لا نهاية فتُشكّل نوعاً من نسيج مُتجانِس يُسمّى «السائل الكوني». ويملك الضوء سرعة محدّدة. وأحياناً، يحتاج ملايين السنوات وبلايينها، كي يصل إلى الأرض انطلاقاً من نقطة ما في الكون، فتكون الصورة التي يحملها تعبيراً عما حدث في ماضي تلك النقطة.
ويظهر رصد السماء أنّ المَجرّات وتكتّلاتها تتباعد عن بعضها باستمرار، مثلما تتباعد نقاط سود مرسومة على بالون عند نفخه. ما هي حدود هذا الانتفاخ؟ هل أنه لانهائي؟ الأرجح أن الكون يتَمَدّد منذ لحظة نشوئه في «الانفجار الكبير» («بيغ- بانغ» Big Bang)، قبل ما يزيد على 13.7 بليون سنة. حينها، حدث انفجار هائل انطلاقاً من نقطة ذات حرارة وكثافة أسطوريتين. وتمكّن علماء الفَلَك عبر التلسكوب الراديوي من التقاط بصمات الضوء الساطع الذي رافق ذلك الانفجار.
مادة خفيّة
ربما يغري التفكير بما كان قبل ال «بيغ- بانغ»، لكنه أمر فائق الصعوبة علميّاً. ولعله من الأسهل التفكير في المستقبل. هل يستمر تَمَدّد الكون إلى ما لا نهاية؟ ربما. وفي المقابل، ربما توقّف هذا التَمَدّد بعد عشرات بلايين السنين، ثم تسير الأمور في اتّجاه معاكس، فيتقلّص الكون ليتجمّع مُجدّداً في نقطة تشبِه تلك التي انطلق منها ال «بيغ- بانغ»! أي الأمرين أكثر ترجيحاً؟ يتعلق الأمر بأشياء كثيرة، لعل أبرزها هو كميّة المادة الموجودة في الكون.
ويعتقّد كثير من علماء الفلك بوجود كميّة إضافية هائلة من المادة في الكون، لكنها ما زالت مجهولة لحد الآن. ويتّفق الفَلَكيون على أن ما تلتقطه أجهزة البشر من مادة في الكون، يشكل أقل من 10 في المئة من المادة المُفترَض وجودها نظريّاً فيه.
وحتى مع احتمال التَمَدّد اللانهائي، فإن الكون لن يكون أبدياً، إذ أن المادة التي تشكّله سوف تتفكّك وتندثر تدريجياً، بل ربما تحوّلت إلى ضوء. لحسن الحظ، ما زال هذا التلاشي بعيداً جداً.
ربما يتبادر إلى الأذهان أن الإجابة سهلة عن سؤال بديهي من نوع «لماذا يكون الليل أسود»؟
إن الأمور الأكثر بساطة، تلك التي لم نعرها اهتماماً، هي في الغالب الأكثر غنىً بالمعلومات. أولاً هناك تعاقب الليل والنهار. في النهار، تشع الشمس بقوّة، فتنير الأشياء. لكنها مجرد نجم من بلايين النجوم المتناثرة في الكون. في الليل، تبدو تلك النجوم- الشموس مجرد نقاط مضيئة، على رغم أن بعضها أكبر حجماً من الشمس بآلاف الأضعاف بل أشدّ إشعاعاً منها بملايين المرات، لكنها بعيدة ونائية تماماً.
في علم الفَلَك، تقاس المسافات بالزمن الذي يحتاجه الضوء لعبورها. ويحتاج الضوء إلى ثانية مُفرَدَة ليصل من القمر إلى الأرض، بمعنى أن القمر يبعد عن الأرض ثانية ضوئيّة. ويصل ضوء الشمس بعد خروجه منها بثماني دقائق، فتوصف الشمس بأنها تبعد عن الأرض ب8 دقائق ضوئيّة. ولا يزيد قطر الشمس عن أربع ثوانٍ ضوئيّة، وقطر أكبر النجوم المعروفة لا يتعدّى عشرين دقيقة ضوئيّة.
في ظلمة الليل، تتلألأ نجوم ساطعة، يبعد أقربها عن الأرض بمقدار 3 سنوات ضوئيّة. ويبعد أكثر النجوم التماعاً، وهو «الشعرى» Sirius ثماني سنوات ضوئيّة. وتفصل الأرض 22 سنة ضوئيّة عن النجم «فيغا» Véga، فيما تقع النجوم الثلاثة في حزام «كوكبة الجبار» («أوريون» Orion) على بعد 1500 سنة ضوئيّة. إذاً، النجوم متباعدة جداً، كما لو أن السماء فارغة، ما يقلّل إمكان التصادم بين النجوم.
المجرّة بوصفها قرصاً منتفخاً
في الفَضاء الشاسع بين النجوم يسود ظلامٌ بهيم وبرودة شديدة. ولكن داخل النجوم يسود الإشعاع القاتل والحرارة الهائلة. ومناطق الفراغ المحيطة بالنجوم، يحتوي كثير منها مبدئياً منطقة مُعتدلة الحرارة، صالحة لنشوء الحياة. ولم يكن بمقدور الحياة البشرية أن تظهر وتتطوّر إلا في مثل هذه المنطقة، في الفراغ المجاوِر للشمس.
لماذا يبدو الليل أسود؟ لماذا لا يعوض كثرة عدد النجوم عن بُعدها الشاسع عن الأرض؟
ربما تبتدئ الإجابة من ملاحظة أن النجوم ليست موزّعة بالتساوي في كل الاتجاهات على القبة السماويّة، إذ تتكاثف على امتداد شريطٍ أبيض عريض. في الصيف، يظهر هذا الشريط بوضوح في السماء الصافية كأنه في منتصفها: إنه مجرة «درب التبّانة» أو «درب الحليب».
لا يمكن العين المٌجرّدة تمييز نجوم المجرّة كلها، بل تبدو كأوراق شجر في غابة بعيدة. تشبه «درب التبّانة» غيمة بيضاء متقوّسة في السماء، وهي حقل من النجوم الممتدة على مسافة يحتاج الضوء عشرات آلاف السنوات ليعبرها. يشكّل مجموع هذه النجوم، وضمنها شمس الأرض، مجرّة «غالاكسي» Galaxy، وهو مصطلح يوناني معناه «الحليب». وتحتوي هذه المجرّة ما يزيد على مئة بليون نجم، تتناثر في فَضاءٍ يشبه القرص المنتفخ في الوسط. يبلغ قطر هذا القرص مئة ألف سنة ضوئيّة، وسماكته ثلاث سنوات ضوئيّة خارج الانتفاخ المركزي، وعشر سنوات ضوئيّة عند المركز. تقع شمسنا عند ثلثي المسافة التي تفصل المركز عن حدود القرص.
ومن الأرض، تشاهِد الأعين هذا القرص كشريط مقوّس ضيّق. تدور نجوم المجرّة كلها حول محور هذا القرص. وتنجز شمسنا دورة كاملة في غضون مئتي مليون سنة تقريباً: إنها «السنة المجرّية» Galactic Year. ولا يزيد عمر شمسنا على 25 سنة مجريّة، بمعنى أنها شابة تماماً.
وقبل سنة مجرّية، كانت الأرض معمورة بالديناصورات. وحاضراً، يعمرها الجنس البشري. ماذا يكون أمرها عند سنتها المجريّة الثالثة؟ مجرّد سؤال.
اختصاصي لبناني في الفيزياء