إن حقيقة ان التغيرات التي حدثت لا تعطي وقتاً كافياً للمادة لتتكتل في مجرات ليست هي المشكلة الوحيدة مع السيناريو. بل هناك مشكلة أخرى قابلة للنقاش بشكل أكثر جدية وهي تهتم ببساطة الأشعة الخلفية الكونية.

تصل الأشياء إلى نفس درجة الحرارة عندما تنتقل الحرارة من الجسم الساخن إلى البارد. فمثلاً إذا وضعت يدك الباردة على زجاجة ماء ساخن فالحرارة ستنتقل من الزجاجة إلى يدك وستصبح بنفس درجة الحرارة. ان الأشعة الخلفية الكونية اساساً بنفس درجة الحرارة. وهذا يعني أنه عندما نما حجم الكون البدائي، وتأخرت بعض القطع عن الأخرى بدرجة الحرارة فإن الحرارة انتقلت إليها من القطع الأكثر دفئاً؛ معادلة درجة الحرارة.

وتبرز المشكلة إذا تصورت أن تمدد الكون يجري للخلف أشبه بفيلم سينمائي معكوس. وفي الوقت الذي كان فيه الاشعاع الكوني السابق على اتصال مع المادة – بحوالي 300,000 سنة بعد ذلك – فإن قطع الكون التي هي اليوم على جوانب متضادة في السماء بعيدة جداً عن الحرارة بحيث يصعب انتقال هذه الحرارة من قطعة إلى أخرى. والسرعة القصوى التي من الممكن أن تتدفق فيها هي سرعة الضوء، وان 300,000 التي احتاجها الكون ليصبح موجوداً ليست طويلة بشكل كاف. لذا كيف يكون الاشعاع الكوني بنفس درجة الحرارة أينما كنت اليوم؟

وصل الفيزيائيون للجواب المميز. تتدفق الحرارة للخلف والامام خلال الكون بدرجة حرارة متساوية، فقط إذا كان الكون المبكر أكثر صغراً من الجريان الخلفي للفيلم الخاص بنا والمطبق علينا. فإذا كانت المناطق أكثر قرباً من بعضها، فهناك الكثير من الوقت للحرارة لتتدفق من الاتجاه الساخن إلى البارد بدرجات حرارة متساوية. لكن إذا كان الكون أكثر صغراً مما ابتدأ به، فيجب أن يظهر زيادة كبيرة في النمو للوصول إلى حجمه الحالي.

وطبقاً لنظرية التضخم "تضخم" الكون خلال أول ثانية للوجود، خاضعاً لتمدد ظاهري عنيف. وما قاد التمدد هو سمة غريبة لفراغ الفضاء الخالي بالرغم من انه ما يزال باهتاً بالنسبة للفيزيائيين. والهدف هو ان هذا التمدد الضخم كان سريعاً، والذي جرى أسرع من النهر. وعندئذ حدث التمدد الأكثر رزانة الذي نراه اليوم. ان تمدد هذا الفعل الجبار هو أشبه بتمدد حزمة من الديناميت، فالتضخم من الممكن ان يشبه الانفجار النووي. وكما قال رائد التضخم ألان غيث: "ان نظرية حدوث التغيرات القياسية تقول أنه لا شيء حول حدوث الضجيج، ولماذا يحدث الضجيج أو ماذا حدث قبل الضجيج". التضخم هو على الأقل محاولة لمخاطبة هذه الأسئلة.

فمع التضخم والمادة المعتمة، فإن سيناريو هذه التغيرات يمكن أن يحدث. وبالحقيقة، حين يتحدث الفلكيون عنها هذه الايام، فغالباً ما يقصدون أنها تحدث مع التضخم والمادة المعتمة. وعلى كل حال، التضخم والمادة المعتمة لم يوجدا افكاراً مماثلة. وبدون أي شك، نعرف ان الكون بدأ حالة كثيفة ساخنة وتوسع وبرد حتى الآن، هذا هو سيناريو ما حدث. وذلك التضخم ما يزال غير مؤكد؛ وحتى الآن لا يوجد تعريف للمادة المعتمة.

إحدى نبضات التضخم هي انه يجهز شرحاً ممكناً لأصول التراكيب مثل المجرات في كوننا اليوم ولمثل هذه التراكيب التي شكلت، هناك نوعاً ما شيء من عدم الاستقرار في الكون في مرحلة مبكرة جداً. تلك الخشونة الأولية تتسبب بما يسمى التذبذب الكمي. اساساً، تسبب قوانين الفيزياء الدقيقة مناطق صغيرة جداً في الفضاء والمادة لتهتز بشكل شبيه بالماء المغلي في قدر. هذه التذبذبات في كثافة المادة كانت صغيرة؛ وأصغر من ذرات اليوم. والتمدد الظاهري للفضاء الذي حدث بسبب التضخم حسن رؤيته بحجم ملاحظ. وبشكل غريب، التراكيب الأكبر في كوننا اليوم هي عناقيد كبيرة من المجرات، التي ربما انتجت بذوراً أصغر من الذرات!

التضخم على كل حال يتوقع ببعض الأمور حول كوننا التي لا يبدو أنها تتوافق مع الحقائق. حالياً، الكون يتمدد. وجاذبية كل المادة في الكون تعمل على كسر التمدد. وهناك احتمالان رئيسان، الأول ان الكون يحتوي على مادة كافية تتباطأ فعلياً وتعكس تمددها، ليندمج الكون للخلف مما يسبب ازمة كبيرة، وهو نوع من صورة المرآة لما حدث عند ولادة الكون. والثاني انه يحتوي على مادة غير كافية تتمدد للابد. والتضخم يتوقع بأن الكون يجب أن يكون متوازناً على حافة السكين بين هذين الاحتمالين. وسيستمر بالتمدد ولكنه يتباطأ كل الوقت، واخيراً يجري أسرع من النهر في مستقبل غير متناه. ولكي يحدث هذا، يجب أن يعرف الكون ما هي الكتلة الحرجة. المشكلة أنه حتى عندما هي تجتمع كل المادة في الكون – مادة مرئية ومعتمة – فإنها الكمية لحوالي ثلث الكتلة الحرجة والتضخم يبدو غير مستهل به. حسناً هكذا ظل الأمر حتى حصل الاكتشاف المدهش في العام 1998.

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