كان خلق الكون مفهوماً غامضاً ومهملاً لدى الفلكيين، والسبب في ذلك هو القبول العام لفكرة أن الكون أزلى في القدم وموجود منذ زمن لا نهائي.

وبفحص الكون افترض العلماء أنه كان مزيجاً من مادة والطاقة، ويظن أنهم لم يكونا ذا بداية، كما أنه لا توجد لحظة خلق تلك اللحظة التي أتى فيها الكون وكل شيء للوجود، وتضمنت أن المادة والطاقة كانتا الشيء الوحيد الموجود في الكون، وأن الكون وجد منذ زمن اللانهائى وسوف يبقى إلى الأبد.

وأهمية هذا الموضوع تكمن في أن له أبعادا كثيرة، فهو الذي سوف تبنى عليه كافة معارفنا "وعقائدنا" عن هذا الكون، فالأساس الفيزيائى الموثق لطبيعة وخصائص الكون، هو الذي يسمح لنا معرفة خصائص الوجود وبالتالي معرفتنا أنفسنا وكل شيء في هذا الوجود.

نظرية الانفجار الأعظم .

يفترض الكثير من العلماء الآن آن الكون بشكله الحالي نشأ عن إنفجار هائل ، إلا أنهم يختلفون حول السبب الذي أدى إليه، وما إذا كانت هناك قوة دافعة وراء حدوثه.

إن هذه النظرية تثير الحيرة في عقول العلماء من مختلف اختصاصات الفيزياء والرياضيات والكيمياء والهندسة وغيرها.

ولعله مما يثير العجب كثرة العلماء الذين يعتبرونها صحيحة ويبنون القوانين الكونية التي تعتمد عليها، ولكن هناك عدة آراء لعلماء تحاول التشكيك بها.

تستمد نظرية الانفجار الأعظم صحتها عن طريق 3 قضايا أساسية:

الأولى : تمدد الكون .أن المجرات تتباعد عن بعضها بسرعة أكبر كلما كانت أبعد عنا، وهذا بالاعتماد على "ظاهرة دوبلر" التي تقول بانخفاض التردد عندما يتحرك مصدره مبتعدا عنا.

الثانية:الخلفية الإشعاعية أو الحرارية التي أثبت وجودها منتشرة في الكون المنتشر حولنا.

الثالثة: كمية الهيدروجين والهليوم ونسبته في الكون تؤيد هذه النظرية.

اكتشاف تمدد الكون

كانت الأعوام التي تلت 1920 هامة في تطور علم الفلك الحديث. ففي عام 1922 كشف الفيزيائي الروسي ألكسندر فريدمان حسابات بين فيها أن تركيب الكون ليس ساكناً. حتى أن أصغر اندفاع فيه ربما كان كافياً ليسبب تمدد التركيب بأكمله أو لتقلصه وذلك طبقاً لنظرية أينشتاين في النسبية.

لم تحظ التأملات النظرية لهذين العالمين في تلك الفترة باهتمام يذكر، غير أن الأدلة التي نتجت عن الملاحظات العلمية في عام 1929كان لها وقع الصاعقة في دنيا العلم. ففي ذلك العام توصل الفلكى الأمريكى الذي يعمل في مرصد جبل ويلسون في كاليفورنيا إلى واحد من أعظم الاكتشافات في تاريخ علم الفلك.

ادوين هابل هو باختصار الشخص الذي غيّر رؤيتنا إلى الكون، ففي العام 1929 اثبت أن المجرات تبتعد عنا بسرعة متناسبة مع المسافة التى تفصل ما بينها. وتفسير ذلك بسيط مع انه ثوري . الكون يتوسع.

فقد أظهرت أرصاد هابل وفق هذا المبدأ أن المجرات تتحرك بعيداً عنا، وبعد فترة وجيزة توصل هابل إلى اكتشاف آخر مهم، وهو أن المجرات لم تكن تتباعد عن الأرض بل كانت تتباعد عن بعضها البعض أيضاً، والاستنتاج الوحيد لتلك الظاهرة هو أن كل شيء في الكون يتحرك بعيداً عن كل شيء فيه، وبالتالي فالكون يتمدد، ومع تقدم العلم والتقنيات ظهرت صحة استنتاج هابل. فالمجرات تبتعد عنا والكون يتمدد، ومع نظرية النسبية العامة التي وضعها ألبرت اينشتاين في العام 1915، أصبح من المسلم به أن جميع المجرات والكون برمته يتوسع.

إكتشاف الخلفية الأشعاعية .

في عام 1948 طور العالم جورج غاموف حسابات جورج لوميتر عدة مراحل للأمام وتوصل إلى فكرة جديدة تتعلق بالانفجار الكبير، مفادها أنه إذا كان الكون قد تشكل فجأة فإن الانفجار كان عظيماً ويفترض أن تكون هناك كمية قليلة محددة من الإشعاع تخلفت عن هذا الانفجار والأكثر من ذلك يجب أن يكون متجانساً عبر الكون كله.

خلال عقدين من الزمن كان هناك برهان رصدى قريب لحدس غاموف، ففي عام 1965 قام باحثان هما آرنوبنزياس وروبرت ويلسون بإجراء تجربة تتعلق بالاتصال اللاسلكى وبالصدفة عثر على نوع من الإشعاع لم يلاحظه أحد قبل ذلك وحتى الآن، وسمى ذلك بالإشعاع الخلفي الكوني، وهو لا يشبه أي شيء ويأتي من كل مكان من الكون وتلك صفة غريبة لا طبيعية، فهو لم يكن موجوداً في مكان محدد.

وبدلاً من ذلك كان متوزعاً بالتساوي في كل مكان، وعرف فيما بعد أن ذلك الإشعاع هو صدى الانفجار الكبير، والذي مازال يتردد منذ اللحظات الأولى لذلك الانفجار الكبير. وبحث غاموف عن تردد ذلك الإشعاع فوجد أنه قريب وله القيمة نفسها التي تنبأ بها العلماء، ومنح بنزياس وويلسون جائزة نوبل لاكتشافهما هذا.

في عام 1989 أرسل جورج سموت وفريق عمله في ناسا تابعاً اصطناعياً للفضاء، وسموه مستكشف الإشعاع الخلفي الكوني "cobe" وكانت ثمانية دقائق كافية للتأكد من النتائج التى توصل إليها كل من بنزياس وويلسون، وتلك النتائج النهائية الحاسمة قررت وجود شيء ما له شكل كثيف وساخن بقى من الانفجار الذي أتى منه الكون إلى الوجود، وقد قرر العلماء أن ذلك التابع استطاع التقاط وأسر بقايا الانفجار الكبير بنجاح.

نسبة كمية الهيدروجين إلى كمية الهليوم

وإلى جانب ذلك، فثمة دليل آخر مهم يتمثل في كمية غازي الهيدروجين والهليوم في الكون. فقد أشارت الأرصاد إلى أن مزيج هذين العنصرين في الكون أتى مطابقاً للحسابات النظرية لما يمكن أن يكون قد بقى منهما بعد الانفجار الكبير، مما أدى إلى دق إسفين فى قلب نظرية الحالة الثابتة، لأنه إذا كان الكون موجوداً وخالداً ولم تكن له بداية فمعنى ذلك أن كل غاز الهيدروجين يجب أن يكون قد احترق وتحول إلى غاز الهليوم.

وبفضل جميع هذه الأدلة كسبت نظرية الانفجار الكبير القبول شبه الكامل من قبل الأوساط العلمية. وفي مقالة صدرت في عام "1994" في مجلة "الأمريكية العلمية" ذكر أن نموذج الانفجار الكبير هو الوحيد القادر على تعليل تمدد الكون بانتظام، كما أنه يفسر النتائج المُشاهَدة.

أن الكون الذي يتوسع باستمرار تنقص كثافته شيئا فشيئا منذ بداية ولادته، ففي اللحظة التي ولد فيها الكون كان حجمه صغيراً وكثافته عالية جداً، وفي اللحظة التي ابتدأت فيها ولادة الكون ابتدأ التوسع وأخذت الكثافة تنقص شيئا فشيئا. والمراحل التى مر بها الكون منذ ولادته سنوردها موجزة "مع التذكير بأن ما يلى هو في إطار نظرية الانفجار الأعظم والنظرية التضخمية التي تعتبر أن ولادة الكون هي اللحظة التي ولد فيها الزمن أيضا" وهذا يعنى أنه لا يصح أن نسأل عما قبل ولادة الزمن لأن ما قبل الزمن أو ما قبل الكون سؤال ليس له معنى من وجهة نظر هذه النظرية.

ونظرية التضخم أو الانفجار الأعظم  تتنبأ بأن الكون كان في البداية أكثر حرارة بكثير مما ترى نظرية البيغ بانغ الأساسية وأنه قد تعرض لفترة توسع كونى هائل في اللحظات الأولى "ما بين 10 34- و 10 32- ثانية" في بداية ولادته.

وتشير نظرية الانفجار الأعظم ( أوالبيغ بانغ ) إلى أن الكون ابتدأ حياته بكثافة عالية جدا "كثافة المادة أكثر من 10 93 كغ/م3 فور ولادته"، ومعدل توسع مرتفع جدا 10 61 "نانومتر/سنة"/كم وهذا المعدل يقابل بلغة مفهومة 100 مليون مليار سنة ضوئية في كل ثانية ولكل نانو متر من أبعاد الكون أو بشكل آخر تضخم الكون خلال هذه الفترة 10 150 مرة.

وهذا المعدل المرتفع جدا لو تتابع لأدى لانحلال الكون خلال الجزء الثاني من الثانية. ولكن هذا التوسع السريع جدا رافقه انخفاض درجة الحرارة والكتلة الحجمية مما أتاح للكثافة الكونية أن تنخفض إلى معدل أصبحت معه ولادة الكون بالشكل الذى نراه اليوم ممكنة. هذا الانخفاض هو الذي أدى إلى هذا التوسع الكوني اللا معقول، بحيث أصبح هناك في الكون تناسب بين التوسع والكثافة لضبط هذا التوسع والتخفيف من حدته:

تنخفض الكتلة الحجمية بفعل التوسع الكوني وهذا الانخفاض في الكتلة الحجمية يجعل معدل التوسع أكثر انخفاضا.

وتشير النظرية إلى أنه في فترة التضخم من 3310- ثا إلى 3210- ثا لم يكن في الكون سوى نوع واحد من الجسيمات يخضع لقانون فيزيائى واحد تتوحد من خلاله القوى الكونية الأربعة "الجاذبية، القوية، الضعيفة والإلكتروكهرطيسية".

وفي تلك الفترة التي كانت فيها القوى الكونية متحدة كانت الشروط الفيزيائية غريبة جدا عما نعرفه نحن. إذ تدل الحسابات "كما دلت بأن للفوتونات كتلة كبيرة في الأزمنة الأولى لولادة الكون" بان هناك كتلة للفراغ بل وهى كبيرة جدا 7310 كغ/م3 ثم تناقصت إلى أن أصبحت حاليا معدومة. ففي اللحظة 3310- ثا بعد البيغ بانغ وصل الأمر بالتوسع الكونى إلى الحد الذى جعل فيه الكتلة الحجمية للفراغ تطغى على المادة.

وهنا حصلت ظاهرة غريبة "أيضا": فمع أن الكون يتوسع فإن الكتلة الحجمية الكونية لا تنقص. حيث تدل الحسابات على أنه مع توسع الفراغ ذو الكتلة إلا أن كتلته الحجمية لا تنقص عن 7310- كغ/م3. أي أن الذي يحصل في النتيجة هو ازدياد الفراغ لا أكثر.

ومع انتهاء فترة التضخم أخذت القوى الكونية تتمايز إلى القوى الأربعة التي نعرفها اليوم ويتتابع التوسع الكوني كما هو وفق النظرية التقليدية. وسيبقى التوسع الكوني الحالي على ما هو طالما بقيت كتلة الفراغ مهملة.

وقد فسرت النظرية التضخمية العديد من الأمور التي كانت عالقة أو غير مفهومة في النظرية بنسختها التقليدية. فمثلا بالنسبة لنقاط ضعف النظرية الأساسية الثلاث، تجيب النظرية التضخمية:

1- بأن المادة كانت كلها محتواة في حيز صغير بحيث أمكن لجميع الجزيئات تبادل الطاقة في اللحظة 3410- ثانية.

2- التضخم الكوني يسطح الكون تماما كما يفعل التوسع بسطح كرة.

3- بالنسبة للمادة المضادة يمكن أن نجد الحل في الفيزياء الجزيئية التى تحاول شرح الأمر من خلال النظر في مسألة توحد القوى الكونية.

وهذه هي باختصار نظرية البيغ بانغ الأساسية والنظرية التضخمية اللتان تتكاملان لتفسير نشوء الكون وتطوره إلى ما هو عليه اليوم .

  نظريات أخرى لنشوء الكون

يوجد عدد من النظريات ( أو نماذج أو سيناريوهات ) الأخرى طورها علماء قبلوا بنظرية الانفجار الكبير، لكنهم حاولوا إبعادها من فكرة أن للكون بداية، وأحد تلك النماذج هو "الكون ذو النموذج الكوانتي"، وهو محاولة أخرى لتنظيف الانفجار الكبير من متطلبات التخلقية وتخليصها من حقيقة الخلق، وقد بنى الداعمون لهذا النموذج محاولتهم تلك على المشاهدات الكوانتية للفيزياء ما دون الذرية . في الفيزياء الكوانتية لا توجد المادة إذا لم تكن موجودة قبلاً، وما يحدث هو أن طاقة مختفية تصبح فجأة مادة وكماً.

نموذج الكون الهزاز :

طُور هذا النموذج من قبل الفلكيين الذين لم تعجبهم فكرة أن الانفجار الكبير كانت بداية الكون، ويقضى ذلك النموذج بأن التمدد الحالي للكون سوف ينعكس أخيراً عند نقطة معينة ويبدأ بالانكماش والتقلص.

وهذا الانكماش سوف يسبب انهيار واندماجاً لكل شيء في نقطة واحدة، ومن ثم تعود تلك النقطة لتنفجر ثانية مستهلة جولة جديدة من التمدد، وكما يقولون فهذه العلمية تتكرر بشكل لا محدود مع الزمن، ويفترض هذا النموذج أن الكون عانى لغاية الآن هذا التحول عدداً لا نهائياَ من المرات، وأن تلك العملية سوف تستمر إلى الأبد، وبكلمة أخرى سيبقى الكون سرمدياً خالداً رغم أنه يتمدد وينهار خلال فواصل زمنية مختلفة مع حدوث انفجار هائل يختم كل دورة، والكون الذي نحن فيه هو واحد فقط من هذه الأكوان اللانهائية والتي تمر عبر الدورة نفسها.

في سباق علماء الفيزياء الفلكية لمعرفة أصول الكون، اليابانيون هم اليوم الأكثر تقدماً. فقد تمكنوا، بمقرابهم العملاق "سوبارو" من اكتشاف أبعد مجرة معروفة الآن "إس دى إف 132418" على مسافة 12,8 مليار سنة ضوئية من الأرض.

في الواقع، حسب نظرية الانفجار الأعظم، تبتعد الأجرام عنا بسرعة قريبة من سرعة الضوء، محمولةً بتمدد الكون. ومن منطلق هذا التمدد الإجمالى للزمكان، فإن الضوء الذي تطلقه ينزاح بمفعول دوبلر باتجاه الأطوال الموجية الأكبر.

والنتيجة هى أن فوتونات الضوء فوق البنفسجي، التى انبعثت منذ 12,8 مليار سنة، تنزاح اليوم في الأشعة تحت الحمراء. وفي الصورة التى التقطها "سوبارو"، هناك أكثر من 50 ألف مجرة، من بينها 60 مجرة اكتشفتها برمجيات استكشاف تلقائي، وهى تطلق أشعة منزاحة جداً في الأحمر.

ومنذ عشر سنوات، كان الأمريكيون هم من حطم أرقام البعد القياسية. من المؤكد أن الأمر ليس مجرد مأثرة تكنولوجية بالنسبة إليهم، فالرصد بعيداً في الفضاء بالنسبة إلى عالم الفلك يعنى العودة في الزمن. ولما كانت صور الكون تصلنا بسرعة الضوء

"300 ألف كم/ثا"، فإن الجرم الكوني الذي يقع على مسافة مليار سنة ضوئية من الأرض يشاهد كما لو كان موجوداً قبل مليار سنة ماضية، إلا أن المجرة التي اكتشفها الفريق اليابانى موجودة على بعد 12,8 مليار سنة ضوئية، غير أن عمر الكون، وفقاً لجميع قياسات القمر الصناعى "دبليو إم إى بي" هو 13,7 مليار سنة. بعبارة أخرى، إذن هذا الجرم رُصد كما كان عقب الانفجار الأعظم بـ900 مليون سنة فقط.

وهكذا، فإن ما يجرى اكتشافه إبان فجر الكون مثير للحيرة يوماً بعد يوم. وفي الواقع، فإن الرهان الرئيسي لقياس عمر الكون يقوم على فهم كيف بُنى الكون عقب الانفجار الأعظم. ولكن، كلما أعطى علماء الفلك الكونَ عمراً أصغر، وتلك هي الحال منذ عشرين سنة، تضاءل زمن التشكل المعطى للنجوم والمجرات!