نظرية الانفجار العظيم والشكوك حولها (2)

يحيى محمد
2016 / 10 / 24


مشاكل النظرية
يمكن تصنيف المشاكل المتعلقة بنظرية الانفجار العظيم الى صنفين مترابطين، احدهما مناط بالتنبؤات القائمة على الارصاد والملاحظات الفلكية، فيما يرتبط الثاني بالتفسير النظري للظواهر الكونية الكبرى. وسوف يقتصر حديثنا في هذه الحلقة على مشاكل الصنف الاول، ونؤجل ما تبقى الى حلقة قادمة.
 
مشاكل التنبؤ والرصد الفلكي
وتتحدد هذه المشاكل بالتنبؤات التي لها علاقة بالادلة الرصدية كما عولت عليها النظرية.. وهي ثلاثة كما عرفنا: دليل الازاحة الحمراء واشعاع الخلفية الكونية والعناصر الخفيفة. وسنلقي الضوء على ما ينتابها من خلل وثغرات..
 
أـ الازاحة الحمراء
يعتمد دليل الازاحة على ظاهرة دوبلر وفقاً للانحراف نحو الطرف الاحمر لضوء الطيف عندما تكون النجوم والمجرات مبتعدة عنّا، كالذي سبق عرضه خلال الحلقة الاولى من هذه الدراسة. والمشكلة الاساسية التي يواجهها الدليل المشار اليه هي ان هذا التفسير ليس هو الوحيد المسبب للازاحة الحمراء، فهناك اسباب اخرى تسبب الانحراف اللوني المذكور من دون ان يكون لها علاقة بالابتعاد. فقد تحصل هذه الازاحة بسبب تقدم العمر ولا علاقة لها بمفعول دوبلر. كما قد يفترض وجود غبار يسبب عتمة النجم بدل التعويل على كون النجم بعيداً، تماماً مثلما تحمرّ الشمس والقمر بسبب الغبار في الغلاف الجوي. ويعتقد الفلكيون بان اغلب الخطوط الطيفية الخاصة التي رصدت تعود الى وجود غاز منتشر ورقيق جداً يُظهر الانحراف نحو الاحمر. كما قد يحصل هذا الانحراف بسبب حقل الجاذبية الشديدة التي تنهك طاقة الضوء المغادر منها، كالثقوب السوداء هائلة الحجم في مراكز بعض المجرات. هذا بالاضافة الى وجود اسباب اخرى قد يكون لها صلة بالفيزياء النووية تعمل على توليد الازاحة الحمراء وليس بسبب الابتعاد والسرعات المتفاوتة.
وطبقاً لما سبق شكك عدد من الفلكيين البارزين في ان يكون لهذه الظاهرة صلة بمفعول دوبلر او بتوسع الكون. واغرب ما في الامر هو ان هابل نفسه صاحب الاكتشاف المتعلق بهذا الصدد كان كثير التشكك فيما تعنيه الازاحة الحمراء، ففي اواسط الثلاثينات من القرن الماضي انهمك في جدل محتدم مع عدد من علماء الكون النظريين بشأن التفسير المناسب لانزياح طيف الضوء الوارد من المجرات الهاربة نحو الاحمر. فقد كان هابل يشعر بان قياسات هذا الانزياح لم تكن جديرة بالثقة بسبب الإحكام الذي يجب القيام به لمعادلة نقصان طاقة الضوء الوارد من المجرات المرصودة، فهذا النقصان يجعل الضوء يبدو اكثر وهناً مما يمكن ان يكون. وعليه رفض ان يفسر الازاحة الحمراء كدليل على ابتعاد المجرات عنا بسرع اقل من سرعة الضوء، وقد ادى به الرفض المشار اليه (عام 1936) الى الاستنتاج القائل بان المجرات ساكنة بلا توسع، فتعرّض استنتاجه الى هجوم من قبل العديد من علماء الكون النظريين، رغم ان اعمال هابل الرصدية كانت موضع ثقة واعتماد من دون اعتراض. وهو موقف يذكّر بالمنقول عن وصية الامام الحسن العسكري في بني فضال من الشيعة الفطحية: خذوا ما رووا وذروا ما رأوا..
ومن هذه التشكيكات ما اشار اليه الفلكي البارز هالتون آرب من وجود تجمعات مجرية في السماء يشعّ بعضها انحرافات طيفية مختلفة جداً عن البعض الاخر، فاذا كانت متجمعة مع بعض فانه يصعب ان تكون سرعاتها مختلفة للغاية، كما لا يمكن افتراض ان المسافات بينها شاسعة.
وعلى هذه الشاكلة اكتشف شميدت (عام 1964) ان لبعض اصناف الاجرام مظهر النجوم الا انها تظهر انحرافات طيفية هائلة نحو الاحمر قد تبلغ (300%)، وهي تعني انه اذا كانت هذه الاجرام بعيدة جداً الى الحد الذي يشير اليه انحرافها فلا بد من ان تشع طاقة هائلة خارقة. ويصعب في هذه الحالة تعيين العلاقة بين السرعة والمسافة لشدة البعد. ويطلق عليها اشباه النجوم او الكوازارات (Quasars). فهي اجرام بعيدة جداً عنا، بل هي ابعد النجوم وفي غاية اللمعان والضياء، الى درجة ان الكوازار الواحد يعادل ضياء (100 مجرة)، لذلك لا يُعرف لحد الان مصدر هذه الطاقة الضخمة، فلا يُعرف عن حقول القوى او الجسيمات التي يمكن ان تفسر منابع الطاقة المركزة كهذه. ومن الكوازارات ما يصل بعده الى (10 مليار سنة ضوئية)، ويزداد عددها كلما كانت اكثر بعداً عنا.
وفي مطلع ثمانينات القرن الماضي وجد الفلكيون ان اعتماهم على قياسات الازاحة الحمراء تجعلهم ينتهكون احياناً السرعة الثابتة للضوء كما جاءت بها النسبية الخاصة لاينشتاين، اذ وجدوا ان بعض الكوازارات تبعث على نفثات من المادة تنتقل باسرع من الضوء، وهذا ما جعل البعض لا يتقبل ذلك ويعتبر الكون اصغر بكثير مما مقدر له، بل لم يقترح احد – انذاك- الانقلاب على نظرية النسبية الخاصة في دعواها بثبات سرعة الضوء، وتم رفض اي سرعة تتنافى مع الاخيرة واعتبارها من الاوهام البصرية، كما هو الحال فيما يخص بعض الكوازارات او النفاثات الفائقة السطوع.
وهناك من نقد طريقة هابل وما توصل اليه من نتائج قبل تشكيكه فيها، ومن هؤلاء الفيزيائي الشهير ستيفن واينبرغ الذي شكك فيما توصل اليه الاول من ارتباط بين المسافات والسرعات المجرية. واشار الى انه في (عام 1929) قدّر هابل المسافة لثماني عشرة مجرة فقط اعتماداً على التألق الظاهري لاكثر نجومها لمعاناً، ووازن بين هذه المسافات والسرعات الموافقة لها تبعاً لانحرافات دوبلر، واستنتج بان هناك علاقة خطية بينهما. فهذه هي نظرية هابل التي اعترض عليها واينبرغ قائلاً: >الحقيقة ان فحص المعطيات التجريبية التي كانت بحوزة هابل تجعلني في حيرة حول الطريقة التي استطاع بها ان يتوصل الى هذا الاستنتاج، اذ يبدو انه ليس ثمة ارتباط بين المسافات وبين السرعات المجرية، هذا فيما عدا ميل خفيف الى تزايد السرعات مع المسافات. في حقيقة الامر يجب ان لا نتوقع علامة تامة بين المسافات والسرعات من اجل ثماني عشرة مجرة، وان هذه المجرات قريبة جداً منا، اذ لا يبعد كل منها اكثر من كومة العذراء. ويصعب علينا ان لا نخلص من ذلك ان هابل كان قد عرف الجواب الذي كان يريده، باعتماده على الحجج البسيطة التي سقناها اعلاه، او على التفصيلات النظرية التي ترتبط بهالقد كنا منذ السبعينات غير قادرين على تفسير لماذا تختلف مستويات الديوتيريوم في كل مكان<.
وخلال (عام 2006) اظهر القمر الصناعي الخاص بناسا ان تركيز الديوتيريوم المحلي في مجرة درب التبانة هو أكثر مما كان متوقعاً بكثير. وقد تفاجأ الفلكيون حيث وجدوا كميات كبيرة لم تحرق في النجوم، ليس كما هو المتوقع في السابق..
اما الليثيوم فله مشكلة ثابتة، اذ لم يجد العلماء ما توقعوه من الوفرة المفترضة له، وهم لا يعرفون سبب ذلك على وجه التعيين، وان كانت هناك بعض التكهنات المتعلقة بتحديد السبب؛ مثل افتراض وجود كثرة من الفوتونات ادت الى تدمير الليثيوم. وفي تقرير منشور (عام 2015) تبين بان تقدير العلماء لكمية الليثيوم المفترض هو ثلاث مرات اكثر من المرصود فلكياً.
وبحسب الناقدين لنظرية الانفجار العظيم فان افتراض المادة المظلمة قد خلق عدداً من المشاكل ومن بينها ما يخص العناصر الخفيفة والتناقضات التي تتضمنها التوقعات مقارنة بالملاحظات الرصدية. ففي الماضي كانت التنبؤات حول هذه العناصر معقولة ومتفقة الى حد ما مع الارصاد الفلكية، فاُعتبر ذلك ما يدعم نظرية الانفجار، لكن ابتداء من ابريل (عام 1991) اصبحت المشاهدات الرصدية تتنامى عدداً ضد تلك التنبؤات، فهناك كمية اقل من الهليوم في الكون مقارنة بالتنبؤات المطروحة، وكميات اقل كثيراً من الديوتيريوم والليثيوم. ومعلوم ان نسب هذه العناصر بعضها يؤثر في البعض الاخر، فعندما يكون الهليوم صحيحاً (ويقدر بحوالي 23% في الكون) فان توقع نسبة الديوتيريوم سيصبح في مثل هذه الحالة ثمانية مرات اكثر وفرة من الملحوظ. لذلك تم افتراض انه تعرض للاحتراق في النجوم ولم يبق منه سوى (18)، كمحاولة لتعليل النقص في وفرة هذا العنصر.
وبلا شك ان توفر العناصر الخفيفة يعتمد على ما عليه كثافة المادة الكونية، فلو كانت المادة المظلمة مادة عادية فان الحساء النووي للانفجار العظيم سوف ينتج لنا الكثير جداً من الهليوم والليثيوم مع كمية غير كافية من الديوتيريوم، وذلك قبل اكتشاف الطاقة المظلمة او افتراضها. ففي هذه الحالة ستكون نسبة الكثافة او الاوميكا حوالي (02 أو 03) اكثر مما هو مشاهد، اي ان الكون سيكون مقوساً. وبالتالي فان حاجة نظرية الانفجار في صيغتها التضخمية هي ان تبلغ نسبة الكثافة او الاوميكا واحداً ليكون الكون مسطحاً بدل التقوس. لهذا تم افتراض وجود مادة مظلمة غريبة ليس فيها الكترونات ولا بروتونات؛ كي لا تؤدي الى تلك النسبة العالية من الكثافة المادية، ولكي يمكن حل مشكلة تكوين المجرات.
يبقى ما يخص الهليوم، فقد طُرح تفسير اخر يعلل وفرة هذا العنصر وكذلك طابع التجانس الحاصل في اشعاع الخلفية الكونية، فكلاهما يمكن ان يفسرا بنفس السبب طبقاً لنظرية البلازما الكونية بريادة الفيزيائي السويدي هانز ألفن (Hannes Alfven). اذ تتنبأ هذه النظرية بان هناك كمية ضخمة من النجوم هي التي انتجت تلك الوفرة. ففي (عام 1978) اقترح الفيزيائي الفلكي مارتن ريس بان هذه النجوم قد انتجت في بضعة ملايين سنة (24%) من الهليوم كما نراها اليوم. وبعد ان تحول قسط من الهايدروجين الى هليوم انفجرت النجوم الى مستعرات عظمى (السوبرنوفا) وتوزع الهليوم في الفضاء. وفي وقت لاحق تكونت نجوم صغيرة من غاز الهليوم المخصب، وتم امتصاص الطاقة المنتجة للنجوم الضخمة من قبل الغبار ما بين النجوم والتي يمكن ان تظهر في اشعاع الخلفية الكونية.
على ان التنافس بين النظريتين (البلازما الكونية والانفجار العظيم) ما زال قائماً حول طبيعة ما يتميز به اشعاع الخلفية الكونية، فهل هناك تجانس تام لهذا الاشعاع كما تفترضه النظرية الاولى، ام ان هناك تقلبات في هذا الاشعاع كما يفترضه المؤيدون لنظرية الانفجار العظيم في نسختها التضخمية؟..
للبحث صلة..
 
 

دور ومكانة اليسار والحركة العمالية والنقابية في تونس، حوار مع الكاتب والناشط النقابي
التسجيل الكامل لحفل فوز الحوار المتمدن بجائزة ابن رشد للفكر الحر 2010 في برلين - ألمانيا