ماذا حدث قبل الانفجار العظيم؟ فترة التضخم (إذا كانت كذلك حقًا). ماذا نعرف عما حدث قبل التضخم؟
لا شيء.
بالطبع ، هناك العديد من الحجج التي يدعمها نهج علمي حول ما حدث من قبل. لكن هناك الكثير منهم ، يتعارضون مع بعضهم البعض ، واليوم ليس لدينا بيانات يمكن أن تساعد في معرفة أي من هذه الحجج صحيحة. لا توجد حتى نظرية رائدة ، والتي من المرجح أن يصفها معظم العلماء بأنها الأعظم. الأمر فقط أنه لا يوجد شيء معروف. قد يتبين أن عملية التضخم تستمر حتى يومنا هذا ، وتستمر في الجزء الأكبر من الكون ، وأحيانًا تتوقف في أقسامه الصغيرة (كبيرة ، بالمقارنة مع جزء الكون الذي لاحظناه ، ولكنها صغيرة مقارنة بالكون ككل).
وبعد التضخم ، كان هناك انفجار كبير حار. في
مقال سابق يشرح الارتباك الذي يحيط بالانفجار الكبير ، تم شرح أن الكون لا يتوسع "إلى شيء" - ليس لديه شيء مثل "الخارج". الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على الانفجار الكبير نفسه ، والذي لم يكن في الواقع "انفجارًا" ، بل كان توسعًا في المساحة ، على الرغم من حقيقة عدد لا يحصى من الكتب ومقاطع الفيديو والمقالات والبيانات التي تصفها في كثير من الأحيان. دعونا ننظر إلى الاختلافات بين انفجار شيء ما في الفضاء وتوسيع المساحة نفسها.
التين. 1في الشكل. 1 ـ يبين الوضع قبل وبعد الانفجار. في البداية ، في هذا المثال ، هناك مساحة معينة مع بذرة في المنتصف ، يلعب دورها قنبلة ، قنبلة يدوية ، نجمة ، شكل آخر من أشكال الطاقة المخزنة. كل من الفضاء والبذور موجودان مسبقًا. ثم يحدث شيء وينفجر البذرة. يخضع محتوى البذور لبعض التحول - على سبيل المثال ، يحدث تفاعل كيميائي أو نووي - مع إطلاق الطاقة. هذا يخلق درجة حرارة وضغط هائلين داخل البذرة. تؤدي القوى المرتبطة بدرجة الحرارة والضغط المضغوطة إلى تمدد داخل البذرة إلى الخارج على شكل كرة ساخنة من المادة. تهرب الطاقة منه بسرعة عالية ، مع درجة حرارة مساوية في البداية لتلك التي كانت داخل البذرة ، ثم ينخفض الضغط ودرجة الحرارة تدريجيًا ، بينما يتسع الجزء الداخلي من البذرة للخارج إلى الفضاء الموجود حولها ، حيث كانت موجودة في الأصل.
لاحظ أن سبب الانفجار كان رد فعل خلق ضغطًا ودرجة حرارة عالية للغاية داخل منطقة صغيرة. إن عدم التوازن بين الضغط الهائل ودرجة الحرارة داخل البذرة والضغط المنخفض ودرجة الحرارة الخارجية هي التي تتسبب في انفجار البذرة في الخارج. وكان كل شيء بالداخل يتحرك بعيدًا عن الموقع الأصلي بسرعة عالية. لا يمكن أن تتجاوز سرعة الإزالة من نقطة البداية سرعة الضوء ، لذلك هناك قيود على مدى سرعة تحركهم بعيدًا عن بعضهم البعض.
في الشكل. يوضح الشكل 2 العملية (التي ، من حيث المبدأ ، كان يمكن أن تستمر قبل اللحظة الموضحة على اليسار) لتوسيع الفضاء. بين الصورة على اليسار والصورة على اليمين ، تضاعفت المساحة ، والتي يمكن رؤيتها على طول خطوط الشبكة. لا يتوسع كل ما هو موجود داخل الفضاء ، وتتماسكه قوى قوية - كراسي وطاولات وقطط وأشخاص. يوسع فقط المساحة التي تقع فيها جميعًا. باختصار ، هناك مساحة أكبر ، لذا هناك مساحة أكبر للكائنات داخلها.
في الوقت نفسه ، لا تتحرك الأشياء في الواقع! لا يتم دفعهم بالضغط أو درجة الحرارة ، لا أحد يركلهم. الأمر فقط هو أن المسافة بينهما وحولها تنمو ، وتظهر من العدم ، وتجعل المسافة بينهما أكثر من ذي قبل. وهذه الزيادة موحدة (للتوسع المنتظم). في الصورة الصحيحة ، تضاعفت المسافة بين القطة والطاولة ، وكذلك المسافة بين القطة والكرسي. هذا ما يحدث عندما يتضاعف حجم الكون.
التين. 2مثل هذا التغيير في الفضاء ممكن وفقًا لنظرية أينشتاين عن الجاذبية ، ولكن ليس وفقًا لنظرية نيوتن القديمة. مع أينشتاين ، الفضاء ليس مجرد مكان يحدث فيه كل شيء ؛ إنه شيء في حد ذاته ، قادر على النمو والتعاقد والتشويه والتقلب وتغيير الشكل. (بتعبير أدق ، المكان والزمان يفعلان كل ذلك معًا). تسمى تموجات الزمكان بموجات الجاذبية.
بما أن الفضاء يتوسع والأشياء لا تتحرك ، فإن نظرية النسبية لا تفرض قيودًا على معدل نمو المسافة بين الأشياء ، أي على معدل ظهور مسافة جديدة بينهما. يمكن أن تزيد المسافة بين جسمين بشكل أسرع من سرعة الضوء. لا يوجد تناقض مع نظرية النسبية.
غالبًا ما يتحدث الناس باستخدام عبارات غير دقيقة وعامة ، مثل "نظرية النسبية تدعي أن لا شيء يمكن أن يتحرك أسرع من الضوء." لكن الكلمات "لا شيء" و "التحرك" غامضة ، ويخبرنا العلم أن استخدام الكلمات غير الدقيقة يمكن أن يؤدي إلى مشاكل. إن كلمات أينشتاين ، إذا قرأتها ، غالبًا ما تعاني من الغموض ويسهل فهمها بسهولة ، على الرغم من أنه حاول التحدث بالتأكيد. لكن معادلات أينشتاين ليست غامضة. العبارة الدقيقة لنظرية النسبية هي أنه إذا مر جسمان بعضهما البعض في مكان واحد في الفضاء ، وانتقل مراقب مع أحدهما ، فإن سرعة الجسم الآخر من وجهة نظر هذا المراقب لن تكون أكبر من سرعة الضوء. لكن هذا لا يتعارض مع ما أعلن عنه: أن المسافة بين جسمين تقع في أماكن مختلفة يمكن أن تنمو بشكل أسرع. وهذا بالضبط ما سيحدث في الكون الآخذ في الاتساع إذا كان هناك جسمان متباعدان بما فيه الكفاية.
لاحظ أيضًا أن سبب تمدد الكون ، على عكس الانفجار ، ليس درجة الحرارة أو الضغط. لقد رسمت على وجه الخصوص أشياء وطاولات وكراسي عادية ، بحيث يمكنك أن ترى أنه ، مقارنة بالانفجار الذي يضر أو يدمر الأشياء العادية ، فإن التمدد يتركها دون مساس ، فهي تتحرك بعيدًا عن بعضها البعض. يمكن أن يحدث التمدد في عالم ساخن جدًا - وفي المراحل الأولى من تاريخ كوننا ، حدث ذلك أثناء الانفجار العظيم. لكن التوسع يمكن أن يذهب في عالم بارد للغاية. هناك شك في أن هذا حدث أيضًا خلال فترة التضخم الكوني. وبالطبع ، فإن كوننا بارد جدًا اليوم ، ومع ذلك ، فهو لا يتسع فقط ، بل يتسع مع التسارع.
بدأ عصر الانفجار الكبير الساخن ، في المراحل الأخيرة التي نعيشها ، في وقت ما على شكل قطعة كبيرة من المساحة مليئة بحساء الجسيمات الساخنة والكثيفة ، والتي توسعت أولاً وبردت بسرعة كبيرة ، ثم فعلت ذلك ببطء وبطيء أكبر ، إلى لحظة جاءت قبل عدة مليارات من السنين. لم تبدأ ككائن نقطة انفجرت في مساحة فارغة. كيف يمكن أن يبدأ الانفجار العظيم الساخن بعد التضخم ، سننظر في المقالات التالية.