How the Universe Works

هناك لغزٌ في قلب الكون

لا نعلم عمر الكون

فَهْم عمر الكون

ضروري لفهم الكون في الأساس

إنه قلب كل شيء

إنه أكثر من مجرّد الاحتفال بيوم مولده

نريد معرفة كمية الكتلة به

وكمية الطاقة به وكيف يتصرّف

نريد معرفة ذلك الرقم تحديدًا

عمر الكون

لا يمكنّنا من فهم منشأنا وحسب

..لكن مصير الكون احتمالاً

ما سيحدث بعد ملايين وبلايين السنوات

لكن سعينا في استكشاف عمر الكون

يبدأ حربًا

في العادة، تهمس الطبيعة لنا ليس إلا

الآن، تصرخ الطبيعة في آذاننا

أننا نقوم بشيء خاطئ، وهذا مثير

"طرق عمل الكون" "البحث عن أصل الكون"

نعتقد أن الكون بدأ بانفجار

كل ما يتواجد منسحقٌ

في حيّز أدقّ من رأس الدبوس

وفجأة، بدأ يتوسّع الفضاء

في كل مكان مرة واحدة

فكرة نموّ الكون من

كرة أصغر من رأس الدبوس عسيرة الفهم

لكن معرفة وقت حدوثها

تبدو أنها ينبغي أن تكون يسيرة

يبدو سؤالاً بسيطًا، صحيح؟

لكن اتضح أن معرفة

عمر الكون أمرٌ بالغ الصعوبة

لدى العلماء حقيقة واحدة

..يبدأون بها

الكون يتوسّع

عندما أدرك البشر أن الكون يتوسّع

اعتقدوا أخيرًا أن لديهم

طريقة لتقدير عمر الكون

خذ الكون حاليًا، وأرجعه في الزمن

تتقارب الأشياء وتقترب حتى تصير

نقطة واحدة

الوقت حتى تلك النقطة هو عمر الكون

معدّل التوسّع بالغ الأهمية

..حيث أعطينا له اسمًا

ثابت هابل

ثابت هابل هو معدّل توسّع الكون حاليًا

إنه مكوّن رئيسي لفهم

التاريخ التوسّعي الكامل لكوننا وعمره

اكتشف العلماء إشارة راديو غريبة تتخلّل الكون

إنها بقايا ضوء قديم من باكورة الكون

ندعوها إشعاع الخلفية الكونية الميكروي

إشعاع الخلفية الكونية الميكروي

هو وَهَج ما بعد الانفجار العظيم

ما بدا عليه الكون بعمر 400 ألف عام

أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية قمر بلانك الاصطناعي

باستخدام مستقبلات راديو حساسة

قام القمر بدراسة السماء في كل اتجاه

يقيس أقل اختلافات في حرارة واستقطاب

إشارة الإشعاع

لدى إشعاع الخلفية جميع تلك التفاوتات

في الحرارة ولم تتولّد عشوائيًا

إنها موجودة بسبب العمليات الفيزيائية

التي حدثت عندما كان الكون

في مرحلة الكرة النارية البدائية

النقاط الحمراء حيث المادة أحرّها

والمناطق الزرقاء حيث المادة أبرد

أصغر النقاط الحمراء هي حيث

تتراصّ المواد الساخنة متكدّسة

كانت المادة في الكون هنالك

أكثف، وهناك تكوّنت المجرّات على نحوٍ أفضل

من الرائع النظر إلى تلك المخططات ودراستها

ورؤية كيف نما الكون الوليد

لاحقًا إلى الكون الذي نراه حولنا اليوم

رغم أنه لا يشبه كوننا تمامًا

فيتوارى في الصورة تقريبًا كل شيء

يسعنا معرفته عن الكون

في عملية معقّدة تُعرَف

النماذج الرياضية المختلفة

اكتشف علماء الكون كيف أصبح الكونُ القديمُ المُصوَّر في إشعاع الخلفية

الكونَ الذي نراه اليوم

عرفوا كيف صار الكون

،من الصغر إلى الضخامة ومدى سرعة حدوث التوسّع

البيانات من إشعاع الخلفية الكونية الميكروي

هي المعيار الذهبي الكامل لعلم الكون

،إنها واضحة على نحوٍ رائع بوسعنا فهمها جيدًا

ولدينا كل الثقة

أن ما تعلّمناه منه قويّ

بإرجاع التوسّع للوراء

..حصلنا على عمر

13.82بليون عام

أنجزنا المهمة

لكن ليست بتلك السهولة

يجب تأكيد الرقم

لا نقوم بقياس واحد

باستخدام تقنية واحدة

نقوم بقياسات عديدة عن طريق أساليب متعدّدة

استخدمَت مجموعة أخرى من العلماء

نهجًا مختلفًا تمامًا

لحساب عمر الكون

بقياس الأجسام التي يمكننا رؤيتها

في كوننا لتحديد مدى بُعدها والسرعة

التي تبتعد بها عنا بينما يتوسّع الكون

أكثر قياس مباشر ودقة

ما يستخدم ما يُعرف بالتزيّح

التزيّح هو التغيّر الظاهري في موقع الجِرم بالنسبة

إلى خلفيته المنظورة

من موقعين مختلفين

فلو نظرتُ إلى إبهامي بعينٍ واحدة ثم أغلقتها

ثمّ نظرتُ بعيني الأخرى فيبدو إبهامي يتحرّك

ولو قرّبتُ إبهامي إلى وجهي

فتختلف مسافة تحرّكه للأمام والخلف

يبدو أنه يتحرّك أكثر للأمام والخلف

اختلاف التزيّح ونحن نقرّب الإبهام

ونُبعده عن الوجه

هو طريقة قياسنا للمسافات إلى الأجرام البعيدة

باستخدام التزيّح، يمكننا قياس

المسافة إلى النجوم "اللامعة المسمّاه "القيفاوية

في درب التبانة

النجوم القيفاوية هي النجوم التي تحترق أسطع مائة ألف مرة من شمسنا

فهي شديدة السطوع وتنبض، ما يعني

أنها تصير أسطع وأخفت في فترة زمنية منتظمة

القيفاويات التي تنبض

بنفس المعدّل لديها نفس السطوع

تُعرف بالشمعة المعيارية

الشمعة المعيارية شيء معياري، يعني

نعلم بطبيعة الحال ماهية السطوع

فما علينا سوى قياس

السطوع الذي ندركه على الأرض

فتحلّ أمر المسافة

فتخيّل أنك في الشارع

بالنظر إلى الشارع

ستجد أن أضواء الشارع تخفت وتخفت

كلما ابتعدَت

لكن ذلك ليس سطوعها الفعلي

سطوعها الفعلي مماثل

فبرؤية مدى خفوت أبعدها

بوسعك فهم مدى بُعدها عنك

بوسعنا استخدام الشمعات المعيارية لقياس

المسافة إلى النجوم الأبعد

..لكن ثَمّ مشكلة عويصة عبر الكون

توجد منافسة بين التوسّع الذي يُبعد الأشياء

والجاذبية التي تشدّها

،في درب التبانة

توجد مادة كثيرة فتفوز الجاذبية

حتى بالنظر إلى المجرات في جوارنا

يكون التوسّع قليلاً

لكن بالمقاييس الكونية للمجرات المختلفة

المادة منتشرة أكثر، فيفوز التوسّع

فلا يمكننا قياس التوسّع إلا في المسافات الشاسعة

الطريقة التي بدأنا بها قياس الأشياء

البعيدة والبعيدة للغاية

هي استخدام شيء ندعوه سُلّم المسافات

كل فئة من الأجسام التي نرصدها

على درجة منفصلة من ذلك السلّم

قياس مسافة إحدى الدرجات ستُخبرنا مسافة

الدرجة التالية ثم الثالثة

فتعتمد كل درجة على سابقتها

ومن جمعها معًا، يمكننا البدء بقياس الأجرام

البعيدة للغاية عنا

قياس التزيُّح لقياس النجوم القِفائية

في درب التبانة يُعطينا علامة إرشادية

يمكننا استخدام سطوعها المعياري

لقياس القفائيات في المجرات الأخرى

الدرجة التالية شمعة معيارية أسطع تسمّى

المستعرات العظمى-1 إيه

يمكن رؤيتها في المجرات الأبعد

في النهاية، يمكننا قياس الضوء من المجرات الحلزونية البعيدة

وبالنظر إلى مدى حُمرة الضوء

يمكننا معرفة مدى سرعة تحرّكها بعيدًا عنّا

فتعطينا تلك الأشياء الثلاثة الكون القريب

،وإلى حدّ ما الكون البعيد والكون البعيد للغاية

درجة تلو الأخرى

،مارس 2021

قاس العلماء الضوء من 63 مجرة حلزونية عملاقة

أبعد درجة لسلم المسافات

يأملون الحصول على أدق قياسات

،ثابت هابل حتى الآن والعمر الدقيق للكون

قدّرَت قياساتهم عمر الكون 13.3 بليون عام

ليس بعيدًا عن الرقم 13.82 بليون عام

الذي أعطاه إشعاع الخلفية الكونية الميكروي

اختلاف قرابة ستة بالمئة

هذا يبدو طفيفًا، لكنه يعادل مئات ملايين

السنوات من التاريخ الكوني الذي حدث

أو لم يحدث

قبل خمسين عامًا، حينما لم نكن جيّدين جدًا

في قياس كل شيء في الكون

لكنّا تحمّسنا

باتفاق أرقامنا إلى ذلك المستوى

لكن حاليًا، اختلافٌ كهذا

ليس مقبولاً

من الواضح أن الأسلوبين لا يتفقان

انقسم علماء الكون إلى معسكرَين

كنا نأمل أن الأسلوبين يشبهان بناء

جسر على ناحيتن ثم يتقابلان في المنتصف

لكن لم يحدث ذلك

نعلم الآن أن شيئًا يحدث

لا نفهمه

رغم أن ذلك القياسين

متشابهان تقريبًا

فمن الخطير قبولهما وحسب وافتراض

أن كل شيء جيّد، لأنه في العلم