الانفطار

قبل القرن العشرين، كانت الكوسمولوجيا الغربية تعتقد أن الكون عبارة عن فضاء ثابت لا يتغير، ليس له بداية محددة ولا نهاية. وعندما لاحظ علماء الفلك لأول مرة أن المجرات تتباعد عن بعضها البعض، واجهت فكرة أن الكون كان أصغر بكثير في الماضي مقاومة هائلة. وطوال أربعينيات القرن العشرين، دافع الفيزيائيون عن نموذج الحالة المستقرة، مقترحين أن الكون يولد باستمرار مادة جديدة لملء الفجوات المتوسعة، مما يحافظ على جدول زمني أبدي وغير منقطع. لكن السجل التجريبي أشار في النهاية إلى بنية مختلفة: وهي أن للكون بداية فيزيائية مطلقة.

لم يكن أصل الكون انفجاراً حدث داخل فضاء فارغ، بل كان توسعاً سريعاً وخارجياً للفضاء نفسه. في أول جزء من الثانية يمكن قياسه، لم يكن الكون يحتوي على أجزاء منفصلة. فقد كان كل أثر للمادة والطاقة والبعد الفيزيائي مضغوطاً في حالة تفرد (Singularity) - وهي حالة واحدة غير متمايزة من الحرارة والكثافة الشديدة. في هذه البيئة، لم يكن بوسع الجسيمات المتميزة والعناصر الفردية أن توجد، وكانت القوى الأساسية مدمجة بالكامل. لقد كانت حالة فيزيائية غير قابلة للتجزئة تماماً.

من تلك النقطة المفردة، توسع الكون بسرعة. ومع تمدد نسيج الفضاء، بردت الحرارة الداخلية الهائلة، مما أجبر الطاقة التي كانت غير متمايزة سابقاً على الانفصال. أدى هذا الانفصال إلى تأسيس أولى البنى الفيزيائية المتميزة. ترسبت الجسيمات الأساسية من الحرارة، تلتها ذرات بسيطة من الهيدروجين والهيليوم، والتي تجمعت في النهاية لتشكل المجرات الأولى. انتقلت بنية الكون مباشرة من حالة الانضغاط المطلق إلى نطاقات واسعة ومنفصلة.

تم تأكيد هذا التسلسل الميكانيكي من خلال الملاحظة المباشرة. ففي عام 1929، قاس إدوين هابل أن المجرات البعيدة تبتعد عن الأرض أسرع من القريبة منها، مما أرسى ميكانيكية التوسع. وبعد عقود، في عام 1965، اكتشف أرنو بنزياس وروبرت ويلسون في مختبرات بيل البقايا الحرارية لتلك الحالة الأولية المضغوطة: وهي إشعاع ميكروي موحد قادم من كل اتجاه في السماء. هذا الإشعاع الخلفي الكوني هو أقدم ضوء في الكون، وقد انطلق عندما برد الكون أخيراً بما يكفي لتتشكل ذرات متميزة. وبفضل رسم خرائط هذا الضوء القديم بتفاصيل استثنائية بواسطة الأقمار الصناعية الحديثة، أصبح لدينا سجل فيزيائي قاطع لكيفية انفصال نقطة واحدة كثيفة إلى الكون المنظم الذي نلاحظه اليوم.