ما هو شكل الكون؟
قد يبدو الكون بلا شكل لأنه شاسع جدًا ، لكن له شكل يمكن لعلماء الفلك ملاحظته. إذن ، ما هو شكلها؟
يعتقد الفيزيائيون أن كون مسطح. تشير عدة أسطر من الأدلة إلى هذا الكون المسطح: الضوء المتبقي من الانفجار العظيم، ومعدل توسع الكون في مواقع مختلفة ، والطريقة التي “يبدو” بها الكون من زوايا مختلفة ، كما قال الخبراء لـ Live Science.
ديفيد سبيرجيل (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم الفيزياء الفلكية النظرية والأستاذ الفخري لعلوم الفيزياء الفلكية بجامعة برينستون ، وقد بحث في شكل الكون لعقود. في دراسة أجريت عام 2003 ونشرت في مجلة الفيزياء الفلكية (يفتح في علامة تبويب جديدة)، قام سبيرجيل بقياس الشذوذ في الخلفية الكونية الميكروية (CMB) ، الضوء المتبقي من الانفجار العظيم ، والذي تم ملاحظته بواسطة مسبار ويلكنسون الميكروويف تباين الخواص (WMAP) التابع لناسا ولاحقًا بواسطة مركبة الفضاء بلانك التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية.
إن مقادير الطاقة الموجبة والسالبة في الكون المسطح هي نفسها تمامًا ، وبالتالي تلغي بعضها البعض. إذا كان للكون انحناء ، فسيكون أحدهما أعلى من الآخر. قال سبيرجيل لـ Live Science: “الكون المسطح يتوافق مع كون بلا طاقة”.
متعلق ب: كم عدد الذرات في الكون المرئي؟
في هذه الحالة ، اقترحت قياسات WMAP لتقلبات CMB أن الكون كان لانهائيًا ومسطحًا. قارن سبيرجيل أيضًا هذه القياسات مع تلك التي أجرتها مركبة الفضاء بلانك التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي فرضت مزيدًا من القيود على الأشكال المحتملة التي يمكن أن يتخذها الكون.
قال سبيرجيل: “يمكننا قياس الانحناء ببعض عدم اليقين ، لذا يمكننا القول إن الانحناء صفر مع بعض عدم اليقين”. “بينما يمكننا تقليل عدم اليقين ، فإننا في أفضل الأحوال نقيد الهندسة فقط.”
السبب الآخر الذي يجعل Spergel إيجابيًا هو أن الكون مسطح هو تمدده السريع ، والذي تم التقاطه بواسطة ثابت هابل. لأن الكون خرج من الوجود على شكل كرة مضغوطة قضيه للتوسع إلى الخارج بسرعات ملحوظة ، كل ذلك التمدد جعله مسطحًا ، أو على الأقل أقرب ما يكون إلى المسطح قدر الإمكان.
تظهر الأدلة على استواء الكون أيضًا فيما يعرف بالكثافة الحرجة. عند الكثافة الحرجة ، سيكون الكون الافتراضي مسطحًا وسيتوقف في النهاية عن التوسع ، ولكن فقط بعد وقت غير محدود ، وفقًا لـ جامعة سوينبورن للتكنولوجيا (يفتح في علامة تبويب جديدة) في استراليا. إذا كان الكون الافتراضي أكثر كثافة من هذا ، فسيكون منحنيًا مثل الكرة وينهار في النهاية على نفسه بسبب الجاذبية – ظاهرة مقترحة تعرف باسم “أزمة كبيرة”.
لكن جميع قياسات كوننا الحقيقي تشير إلى أنه أقل بقليل من الكثافة الحرجة ، مما يعني أن الكون مسطح وسيتوسع إلى أجل غير مسمى.
هناك دليل آخر يشير إلى أن الكون مسطح: إنه خواص الخواص ، مما يعني أنه يبدو متماثلًا من كل زاوية. انطون شودايكين (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم فيزياء في معهد الأبحاث النووية في روسيا ، وزملاؤه نظروا في البيانات الخاصة بالتذبذبات في المادة العادية أو “الباريونية” ، بالإضافة إلى نماذج عن كيفية تكوين النوى الذرية الأثقل من الهيدروجين بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم ، تقدير انحناء الكون.
قال تشودايكين لـ Live Science: “في أشكال هندسية مختلفة ، تتطور المادة والضوء بشكل مختلف ، مما يسمح لنا باستخراج الشكل ثلاثي الأبعاد للكون من بيانات المراقبة”.
البحث المنشور في المجلة المراجعة الجسدية د (يفتح في علامة تبويب جديدة)، وجد أن الكون كان مسطحًا في حدود 0.2٪ من الدقة ، وكتب الباحثون في الدراسة: “تشير البيانات التي جمعناها إلى أن الانحناء المكاني يتوافق مع الصفر”. “هذا يعني أن كوننا ضمن عدم اليقين الإحصائي غير محدود.”
