نظرية الأزمة الكبرى: التاريخ والمبادئ والحقائق المؤيدة والمعارضة - آرتي - 2025

في أزمة كبيرة، كبير أزمة، أو الكبير انهيار نظرية تقترح أن الكون في نهاية المطاف عقد لإعادة تشكيل التفرد كبير في الزمكان. لذلك فهو نوع من انعكاس الانفجار العظيم.

إذا كان للكون بداياته في التوسع العنيف للفرد الذي يتركز فيه كل الزمكان ، فإن نهايته هي بالضبط العملية العكسية. الفكرة ليست جديدة ، لأن العلماء تساءلوا منذ فترة طويلة عما إذا كانت الجاذبية ، المهندس العظيم للمادة ، ستتمكن يومًا ما من التسبب في انهيارها التام.

الشكل 1. تُظهر هذه الرسوم المتحركة شيئًا مما سيحدث أثناء الأزمة الكبيرة: تقترب المجرات من بعضها البعض حتى تشكل فرادة في مساحة صغيرة. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

يتحدث The Big Crunch عن شكل نهاية الكون إذا سادت قوة الجاذبية. إنها ليست نظرية حول أصله ، على الرغم من وجود نظرية أخرى للكون المتذبذب ، والتي تجمع بين الأزمة الكبيرة والانفجار العظيم لإنتاج صورة لأكوان لا نهائية في دورات مستمرة من التوسع والانكماش.

على الرغم من أن الكون يتوسع في الوقت الحالي ، وهناك الكثير من الأدلة التي تدعم ذلك ، تشير الأزمة الكبيرة إلى أن الجاذبية ستكون في مرحلة ما قوية بما يكفي لإيقاف هذا التوسع.

وليس فقط إيقافه ، بل اعكسه إلى درجة التسبب في تقلص مستمر ، وتقريب النجوم والمجرات أكثر فأكثر. ولكن لن يكون كل شيء ، من خلال الانكماش ، سوف يسخن الكون تدريجياً إلى مستوى لا يمكن تصوره ، مما يتسبب في أن تصبح الكواكب غير مضيافة للحياة.

سيستمر الضغط حتى يتم اختزال الزمكان وكل شيء فيه إلى حالة فردية يمكن أن يولد منها في النهاية كون جديد. أو ربما لا ، لأنه لا توجد طريقة لمعرفة ذلك في الوقت الحالي.

تاريخ ومبادئ نظرية Big Crunch

على الرغم من أن الدليل على أن الكون يتمدد في الوقت الحالي لا جدال فيه ، إلا أن قوة الجاذبية لا تتوقف أبدًا عن الوجود ، فهي قادرة على أن تصبح القوة المهيمنة في أي لحظة وتتسبب في تقارب الكواكب والنجوم والمجرات من بعضها البعض.

يقترح العلماء أن التوسع الحالي ناتج عن الطاقة المظلمة ، وهو حقل يملأ كل الفضاء ولكن طبيعته الحقيقية غير معروفة ، على الرغم من أنه يُعتقد أنه ناتج عن الفضاء نفسه ، ويزداد مع نموه.

وكلما توسع الكون ، كلما زاد الفضاء ، ومعه المزيد من الطاقة المظلمة مع الضغط السلبي ، مما يخلق سيناريو من التوسع غير المحدود والسريع بشكل متزايد.

ومع ذلك ، إذا بدأت من كون مغلق ، فلا يمكن أن يستمر التوسع إلى الأبد ويجب بالضرورة أن تضعف الطاقة المظلمة ، على الرغم من أنه من غير المعروف متى سيبدأ ذلك. يعتقد البعض أنها قد بدأت بالفعل ، على الرغم من أن الكون يبدو أنه يزيد من معدل تمدده.

سيؤدي هذا الضعف إلى جعل الجاذبية تلعب دورًا مرجحًا ، مما يتسبب في زيادة كثافة الكون مرة أخرى. تعتبر كثافة لا تقل عن 3 ذرات / متر مكعب ضرورية لحدوث ذلك.

وبهذه الطريقة ، ستقترب المجرات أكثر فأكثر ، وستصل في وقت تشكل فيه جميعًا مجرة ​​ضخمة ستركز بعد ذلك على إنشاء ثقب أسود فريد ، وهو تفرّد بأبعاد صغيرة بشكل لا يصدق.

الشكل 2. الانحسار المحتمل للمجرات هو سبب للتكهنات الكونية. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

إنه نوع من الانفجار العظيم في الاتجاه المعاكس ، على الرغم من أن خصائص هذا الكون الجديد شديد الحرارة ستكون مختلفة تمامًا ، لأن الكثافة لن تكون موحدة.

الأشكال الهندسية الممكنة للكون

وفقًا لمعيار كوني ، إذا كانت كثافة الكون متجانسة ، يتم تحديد انحناءه من خلال متوسط ​​الكثافة ، مع كون الانحناء ثابتًا. المؤشر هو معامل الانحناء Ωo:

Ωo = متوسط ​​كثافة الكون / كثافة الطاقة الحرجة

حيث تكون كثافة الطاقة الحرجة هي كثافة الكون المسطح الخالي من الانحناء. هناك ثلاثة احتمالات لهذه المعلمة: Ωo = 1 ، أكبر من 1 أو أقل من 1. عندما Ωo> 1 يكون لدينا كون كروي أو مغلق ، حيث تكون الأزمة الكبيرة احتمالًا حقيقيًا للغاية.

تشير القياسات الحالية إلى كون هندسة مستوية ، ومن ثم لا تحظى فرضية الأزمة الكبيرة بدعم الأغلبية في المجتمع العلمي حاليًا ، باستثناء بعض علماء الكونيات ، كما سنرى قريبًا.

الشكل 3. صورة للهندسات الثلاثة الممكنة للكون. السحق الكبير ممكن في كون كروي محدود ومغلق. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

حقائق لصالح

تأتي فرضية Big Crunch من العديد من العلماء الذين لا تُقبل لهم فكرة الكون المتوسع باستمرار. الاعتراف بأن الأزمة الكبرى هي احتمال حقيقي ، سيكون للكون بداية ونهاية ، الأمر الذي قد يكون مطمئنًا للكثيرين.

من ناحية أخرى ، بالنسبة لعلماء آخرين ، يتم قبول الأزمة الكبيرة عندما تكون جزءًا من دورة لا نهاية لها من التوسعات والتقلصات المقترحة في نظرية الكون المتذبذب ، لأن هذا من شأنه أن يتجنب التفكير بدقة في بداية الكون على هذا النحو ، ومدى إزعاج التكهنات. حول ما كان هناك من قبل.

لهذه الأسباب ، يواصل العديد من الباحثين العمل على إنشاء نماذج جديدة للكون. هناك من اقترح تعديلات على قيمة الثابت الكوني ، وهو ثابت اقترحه ألبرت أينشتاين بحيث تؤدي حلول معادلات مجاله إلى كون مستقر.

وفقًا لأحدث البيانات الفلكية ، فإن الثابت الكوني ، الذي يُشار إليه بالحرف اليوناني الكبير lambda ، له قيمة: Λ = ^10-46 كم ^-2.

يدعي بعض علماء الكونيات أن قيمة أقل من هذا الثابت ، وهو صغير بالفعل ، تؤدي بالتأكيد إلى كون محدود ، يكون فيه تقلص الفضاء أمرًا ممكنًا. وبهذه الطريقة ستكون الأزمة الكبيرة نهاية قابلة للحياة للكون.

نظرية الكون المتذبذب

تُعرف أيضًا باسم نظرية الكون النابض أو Big Bounce ، ولها العديد من النقاط المشتركة مع Big Crunch.

تم اقتراحه من قبل عالم الرياضيات ريتشارد تولمان (1881-1948) ، الذي افترض أن الكون يتمدد بسبب الدافع من الانفجار العظيم ، ولكن بعد ذلك يتوقف التوسع عندما تصبح الجاذبية القوة المهيمنة.

كان هذا يحدث بشكل دوري ، لذلك ليس للكون ، ولم يكن له بداية أو نهاية.

نظريات بديلة لنهاية الكون

بصرف النظر عن الأزمة الكبيرة ونظرية الكون المتذبذب ، يزعم العديد من علماء الكونيات أن الكون سينتهي بالأحرى مع التمزق الكبير: ربما يكون التوسع هو الذي ينتهي به الأمر إلى القضاء على المادة ، وتقسيمها أكثر فأكثر.

وجزء آخر من العلماء يعتبر أن التوسع يستلزم تبريدًا مستمرًا. كما هو معروف ، تتوقف حركات الجسيمات المكونة للمادة عندما تصل إلى الصفر المطلق ، وهي درجة حرارة باردة لا يمكن تصورها لم يتم الوصول إليها بعد.

إذا كان الكون مفتوحًا ، يمكن أن يستمر التمدد إلى أجل غير مسمى ، حيث تقترب درجة حرارته من الصفر المطلق. سيؤدي هذا التبريد ، المعروف باسم التجميد الكبير ، إلى الموت الحراري النهائي للكون في المستقبل البعيد.

البيانات ضد

هناك حقيقتان مهمتان تعنيان أن العديد من العلماء لا يؤمنون بالأزمة الكبرى كبديل في تطور الكون.

الأول هو أن الكون يتمدد حاليًا ، وهي حقيقة تم تأكيدها تجريبيًا من خلال مراقبة نجوم المستعر الأعظم البعيدة وقياسات إشعاع الخلفية الكونية ، من بقايا الانفجار العظيم.

بالطبع ، هناك احتمال أنه في المستقبل سيتوقف عن فعل ذلك ، لأن هناك وقتًا كافيًا لذلك ، والأهم من ذلك: هناك العديد من الأشياء التي ما زلنا لا نعرفها عن الكون.

والثاني هو أن قياسات انحناء الكون تشير إلى أن هندسة الكون مسطحة. وفي هندسة مثل هذه ، فإن الأزمة الكبيرة غير ممكنة. تم الكشف عن ذلك من خلال نتائج مهمة بلانك ، والتي تشير إلى أن كثافة الكون أكبر بنسبة 5٪ من تلك المطلوبة لإغلاقه.

مهمة بلانك هي مشروع تابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، والذي يتكون من قمر صناعي مجهز لجمع البيانات حول طبيعة الفضاء. تم إطلاقه في عام 2009 من غيانا الفرنسية ومجهز بمجسات وأجهزة كشف وتلسكوبات.

الشكل 4. نموذج للقمر الصناعي بلانك ، سمي على شرف الفيزيائي الألماني ماكس بلانك (1858-1947) ، رائد ميكانيكا الكم. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. تصوير مايك بيل (www.mikepeel.net).

العلماء يدعمون أزمة Big Crunch

من بين أولئك الذين يدافعون عن احتمال حدوث انهيار وشيك للكون من نوع Big Crunch ، نيمانيا كالوبر وأنطونيو باديلا. يعمل هؤلاء الباحثون مع نموذج قاموا فيه بتعديل قيمة الثابت الكوني ، وحصلوا على كون مستقر ومغلق.

تم نشر نتائجهم في Physical Review Letters ، ومع ذلك ، في الوقت الحالي لا توجد ملاحظات لدعم هذا النموذج الجديد.

المراجع

1. هاريس ، دبليو كيف تعمل نظرية الأزمة الكبيرة. تم الاسترجاع من: science.howstuffworks.com.
2. مان ، أ. كيف سينتهي الكون؟ تم الاسترجاع من: Livescience.com.
3. موسكوفيتز ، سي. الفراغ اللامتناهي أو الأزمة الكبيرة: كيف سينتهي الكون؟ تم الاسترجاع من: space.com.
4. نيوفرونتيراس. هل سيكون هناك أزمة كبيرة؟ تم الاسترجاع من: neofronteras.com.
5. Steinhardt، P. التطور الكوني في كون دوري. تم الاسترجاع من: arxiv.org.
6. UCDavis. يولد بحث البروفيسور نيمانيا كالوبر الجديد حول نهاية الكون تغطية إعلامية قوية. تم الاسترجاع من: physics.ucdavis.edu.
7. ويكيبيديا. أزمة كبيرة. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.
8. ويكيبيديا. الطاقة المظلمة. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.