حجم ومساحة كوننا المرئي

تحية للجميع

كلنا نعلم بان الكون واسع وفسيح وذا مساحة وحجم لا يتخيلها عقلنا , لكن دائما السؤال يطرح علينا الفيزيائيين هو
كيف نقيس مساحة وحجم الكون العظيمة ؟

لنجيب على سؤال كهذا واجب ان نعلم بان مساحة الكون تحسب ليس بالكيلومترات او الاميال التي نستخدمها بحياتنا اليومية بل عن طريق استخدام وسائل قياسية اخرى مثل السنة الضوئية !
السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ المفرغ اي الفضاء الخارجي , والمسافة التي يقطعها الضوء خلال سنة واحدة ارضية هي تقريبا تسعة تريليون كيلومتر 9,000,000,000,000 كم
قطر مجموعتنا الشمسية هو حوالي 9,000,000,000 كم والضوء ياخذ حوالي ثمان ساعات ضوئية لكي يقطعه .
وقطر مجرتنا درب التبانة هو مئة الف سنة ضوئية او ما يعادل كوينتيليون كيلومتر 1,000,000,000,000,000,000 كم
والان للنتقل الى مساحة وكبر الكون الفسيح , وهنا واجب معرفة القراء الاعزاء باننا عندما نقيس مساحة الكون فنحن (((فقط))) نقيس كوننا المرئي !
وهنا اقصد فقط الكون الذي وصلنا ضوئه لكي نعرف بعد المسافة التي اتى منها الضوء ومصدره ,فهنالك الكثير من كوننا الحالي هو غير مراقب او غير مرئي ليصح التعبير لانه البعد السحيق هو كامل البعد والضوء المبعوث من هنالك لم يصلنا بعد .
ولحساب كوننا المرئي فهو مثل الكرة التي نصف قطرها بما يعادل 46 الى 49 مليار سنة ضوئية او لنقل 92 الى 98 مليار سنة ضوئية من طرف الى طرف اخر .
وهذا الرقم واجب علينا معرفة بان العلماء لم يمسكوا الة قياس واقاموا قياس الكون باكمله بل عن طريق حساب سرعة التوسع الكوني مع العمر الحالي لكوننا ومنها ننطلق بالحجم الاجمالي .
كما نعلم حاليا عمر الكون هو ما بين 13,8 الى 14,2 مليار سنة.
وهذا العمر هو البعد والوقت للفوتون الواحد لكي يصلنا (باعتبارنا المركز)من ابعد نقطة بكوننا بعيدة عنا .
فعند حسابنا لابعد فوتون ومصدره الذي بعث الضوء الذي وصلنا نصل الى قياس بعد لنصف القطر من كوننا الحالي وهذا بالضبط هو ما بين 46 الى 49 مليار سنة ضوئية !
وهنا ارجو الملاحظة لان كوننا على توسع بالشكل الدائم من خلال الطاقة السوداء التي تبقى تدفع بالتوسع الدائم ولن تبطئه.
واكتشف ايضا العلماء بان الطاقة السوداء لم تكن بهذه القوة والسرعة منذ نشوء الكون بل ابتدات بالتزايد والدفع عند وصول الكون الى منتصف عمره الحالي .
فاي قياس نعمله هو يعتبر قياس في الماضي وليس قياس الحاضر .
وهذا كان احدى اهداف ادوين هبل !
لانه اراد ان يعرف مدى وقياس سرعة تمدد الكون من خلال مراقبته للسماء بتلسكوبه العملاق انذاك ,وكان دقيقا بعض الشئ بحساباته لكنه لم يتوقع زيادة السرعة .
وحتى وضع احدى الثوابت التي تسمى (ثابت هبل)
وبعد ثمان سنوات من عمله اثبت مرصد سيفايد بان التوسع يزداد 70كم في الثانية الواحدة كل 3,26 مليون سنة ضوئية كلما نظرنا ابعد واعمق في الفضاء .
لكن ايضا واجب معرفة بان التوسع هو للفضاء فقط وليس للمادة التي هي في الفضاء مثل المجرات والنجوم والكواكب .
لاعطي لكم مثال لاقر ب لكم الصورة ,
امسكوا بالون وقبل ان تنفخوها ضعوا عدة نقاط بمختلف الاماكن حوالي البالون , قبيل النفخ نلاحظ بان النقاط قريبة من بعضها البعض , لكن كلما نفخنا اكثر واكثر وتوسعت البالونة ستلاحظون ابتعاد النقاط من بعضها البعض , والان تخيلوا بان البالونه هي الكون والفضاء الذي يتوسع بشكل دائم والنقاط هي المجرات . اتمنى وصلت الفكرة لكم .
ولحساب كوننا المرئي فهو مثل الكرة التي نصف قطرها بما يعادل 46 الى 49 مليار سنة ضوئية او لنقل 92 الى 98 مليار سنة ضوئية من طرف الى طرف اخر .
فواجب عندما نقيس ان نعرف ونعلم مدى سرعة التوسع الحالي وهنا نجد المعضلة , وهي كيف نقيس الكون وحجمه اذا السرع تتفاوت للتمدد وواجب علينا معرفة سرعة التمدد على كل الاوقات التي ابتدا بها التمدد ؟
وهنا نحن نستخدم مبدا الانزياح الاحمر الكوني cosmological redshift
وهي مثل البصمة الضوئية والزمنية للكون اجمعه .
فعند حسابنا لابعد فوتون ومصدره الذي بعث الضوء الذي وصلنا ,نصل الى قياس بعد نصف القطر من كوننا الحالي وهذا بالضبط هو ما بين 46 الى 49 مليار سنة ضوئية !
اذا المجرة الباعثة للضوء قريبة يتعطي موجة ضوئية قصيرة زرقاء واذا زاد البعد سوف تطول الموجة وتصلنا على شكل موجة حمراء طويلة او حتى ببعض الاحيان المجرات لها بعد يتجاوز الموجة الحمراء ويصلنا الضوء على شكل موجات راديو !
وطبعا السؤال البديهي هو كيف نعرف بعد او قرب كل المجرات عنا ؟
وللاجابة عن هذا السؤال هو ببساطة نحن نعمل خارطة لقياس كل الضوء وموجاته التي تصلنا وحسب الانزياح الاحمر الذي نقيسه نستطيع تحديد موقعها الحالي وايضا بعد مدة نقوم بنفس القياس لنتعرف من خلال الموجة وترددها وانزياحها المدى الذي ابتعدت به المجرة عنا .
ومن ذلك القياس ننطلق بمعرفة سرعة تمدد الفضاء في الماضي و (((زائدا))) معرفة مدى توسع الكون حاليا من خلال تمدد الفضاء الحالي !
ولمعرفة عمر كوننا وقياسه فهذا ايضا امر بسيط وهو عن طريق اعادة الشريط الى الوراء وكانما نشاهد فلم فيديو لكنه يعاد من النهاية الى البداية ومنها ننطلق بمعرفة عمر كوننا الحالي .
بالطبع البعض منكم اعزائي وعزيزاتي قد يتسائل بانني ذكرت بالبداية بان هذا فقط قياس للكون ((المرئي)) فماذا عن غير المرئي ؟
وهذا الشان ساكتب له منشور مخصص لهذه الحالة لانه فعلا توجد مجرات ابعد من عمر كوننا الحالي قد تصل الى 19 مليار سنة او حتى 20 مليار لكن هذا موضوع معقد ويحتاج منشور خاص له او ربما منشوران على حده من هذا المنشور .
اشكركم للاطلاع واتمنى الافادة للجميع .
المصادر العلمية
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/hubble.html
ثابت هبل
http://abyss.uoregon.edu/~js/ast123/lectures/lec16.html
المادة والطاقة السوداء
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/redshf.html
مبدا الانزياح الاحمر الكوني

ولكم كل الحب والاحترام والتقدير