الكثافة الحرجة للكون

_c=(3c2H02)/8piGρ

وهي معدل كثافة الطاقة المطلوبة لتسطح شكل الكون.

في الواقع تشير القياسات ومنذ 5 سنوات من البحث على أن كوننا مسطح في الواقع، وبالتالي فله كثافة الطاقة هذه. لقد حسبت قيمة ثابت هابل بدقة بالغة أنها: H0= 71 km/s per Mpe مع نسبة ضئيلة في الزيادة أو النقصان، خلال 5 سنوات الماضية.

فما هي كثافة الكون ؟

نحن نعرف قيمة: G ،c ، pi وبذلك يسهل حسابها. وبمعرفة ذلك يمكن أن نعرف فقدت من CMB منذ الانفجار العظيم، ومعرفة الجزء الكسري من الطاقة المرئية المتبقية، والطاقة التي انتشرت مع الإشعاع وغيرها.

إن معرفة كثافة الكون أمر ضروري في فهم كيف ستكون نهاية الكون. فيما إذا كان من وراء نتيجتها الانجماد الكبير، أو مع أزمة كبيرة أو ارتداد كبير، قد يؤدي إلى زيادة في الجاذبية (انكماش) أو توسع، كل هذه تعتمد على كثافة الكون. فإذا كانت الكثافة الكونية أقل من الحرجة فسيكون مرد ذلك التوسع. وإذا كانت أكبر فسيخرج الكون منتصراً من الخطورة. ويعتقد أن تكون الكثافة الحرجة أو القيمة التي تفصل بينها، هي 30 - 10 غم سم3. رغم أن سبب عدم دقتها يعود إلى اكتشاف العلماء للمادة المظلمة (غير المرئية) والطاقة المظلمة والتي لها دور بذلك هذا احتمال أن يكون للكون نصف قطر (3 × 1023 كم). مع التأكيد على عدم معرفة كثافة الكون الفعلية، باعتبارها مجهولة لحد الآن.

تعتبر الكثافة الحرجة للكون مقياساً لشكل الكون، ويتخذ الكون شكله الهندسي من مقدارها، وملخص ذلك:

إذا كانت كثافة الكون تجاوزت مقدار الكثافة الحرجة فإن الفضاء في هذه الحالة سينحني (بتقوس) أشبه بالكرة الضخمة، ولو كانت أقل من الكثافة الحرجة فإن القضاء يصبح منحنياً نسبياً أشبه بسرج الفرس، وإذا كانتا متساويتين يكون الشكل المسطح أشبه بسطح ورقة الكتابة. وهكذا تؤكد العبارة السابقة أن قيمة كثافة الكون تلعب دوراً أساسياً في التحكم بشكله. ويعتقد الكثير من العلماء أن شكل الكون ماض في اتجاه التسطح والانبساط لذاته.. ولكن بشكل عام وضعت ملاحظات التوقعات المختلفة إلى المستقبل، والقيام بمناقشة حول ما توفر من القليل والاطلاع على الكثير حولها.

وما في الملخص، في حين أن المادة المظلمة لديها عدد من النماذج الواعدة، فإن الكشف المباشر هو احتمال حقيقي جداً في المستقبل القريب، ولا تزال الطاقة المظلمة لغزا وتوجد عدة نماذج لتفسير البيانات الحالية، ولكن كل منها يقترب من النضج مثل نماذج المادة المظلمة. وسوف تكون الملاحظات قادرة على وضع المزيد من القيود على المعادلة الحالية وتغيراتها مع مرور الزمن. لكن اختبار هذه النماذج بالتفصيل هو أمر بالغ الصعوبة. كما هو الحال مع أي مجال من مجالات البحوث النظرية الحالية، وسيكون علينا الانتظار أكثر البيانات المتاحة، وتقديم النظرية قبل الإدلاء بتصريحات أكثر تفصيلاً.

في صيف عام 2007، تم نشر معلومات من قبل (د. مراد الشبلي) عن الجامعة الأردنية في المؤتمر IEEE الذي عقد في تركيا بتأريخ (14- 16 يونيو 2007)، حول التطورات الحديثة لتكنولوجيا الفضاء، وقد اعتمدت الورقة (كأساس النظرية الطاقة المظلمة: وإيجاد حل وتفسير مادي، للثابت الكوني لأينشتاين، كثافات الكتلة، الطاقة، توسع الكون ، قوانين نيوتن، وكيبلر، والمصير النهائي للكون).

ويستند هذا التفسير في ورقته على أن النمذجة الهندسية من الزمكان هو ذو أبعاد كونية أربعة متصلة الانسياب، وإن الزخم يولد مع الوقت. في هذه النمذجة، يعتبر للوقت طبيعة ميكانيكية، حيث إن الزخم المرتبط به يساوي إلى الطاقة السالبة الكلية للكون.

يقترح القانون الرابع من الديناميكية الحرارية، تقديم صياغة جديدة للتفسير المادي القوانين كيبلر الثلاثة، إضافة إلى ذلك، واستناداً إلى حقيقة أن ما تلاحظه هو مجرد تاريخ لكوننا، على نظرية الانفجار الكبير، النسبية العامة لأينشتاين، معلمة هابل، افتراض عمر الكون، نظرية التضخم الكوني، وعلى ملاحظات وكالة ناسا للسوبرنوفا 1a. وثم النموذج المحصل عليه من ورقة الشبلي لوصف التوسع المتسارع للكون. هذا النموذج يدل على أن الكون يقترب من خط الأفق الكوني، وسوف يمر من خلال نقطة حرجة من شأنها أن تؤثر تأثيراً كبيرا على مصيره.

عند الأخذ بعين الاعتبار كسر نموذج التماثل ومبدأ التغاير الميكانيكا، فإن الكون سيشهد حالة ثابتة لامتناهية، مع كسر التناظر. ونتيجة لذلك، سيكون هنالك دفع هائل للغاية دفع هائل ذو قيمة 1033 مرة التي هي للزخم الخطي للكون) سوف يحدث قريباً وبالمقابل فإن الكون ينهار. وأخيراً، فقد أظهرت نتائج المحاكاة التحقق من النماذج المقترحة .

مواضيع ذات صلة

Cosmic synchrotron radiation

Universal gravitation

Kepler’s laws

The Relation of Physics to Astronomy

الكوارث الكونية والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء

نشأة علم فلك الأشعة السينية

الجدات ورواد الفضاء

قانون الجذب العام (نيوتن وثمرة التفاح)

حساسات النانو في خدمة رحلات الفضاء الخارجي

الأجسام الصلبة والفضاء الخاوي

العوالم الأخرى: قد لا نكون بمفردنا في هذا الكون

كوكبة الحوت الجنوبي Piscis Australis