مضادة معروفة جيدًا ؛ ويوحى التماثل بين المادة والمادة المضادة فى العالم المتناهى
الدقة بأن الكون المبكر كان نصفه من المادة المقسادة ؛ ولهذا الاستتتاج ننائج مهمة
كثيرة فى علم الكون , وإذا وجدت المادة المضادة اليوم - ليس على شكل جسيفات
مضادة بهذا الشكل سيكون لها مظهر وسلوك المادة العادية تمامًا
وعمومًا فإن للجسيمات المفسادة عمرا قصيرًا جدا فى وجود المادة العادية ؛
وتنتهى حياتها القصيرة حتمًا بالفناء التام , وفناء المادة المادة يصاحبه أقوى اتطلاق
ينما يتطلق جزء صغير جد منها فى حال التفاعلات الوية الال فإذا تغينا أن
الاتفجار الناتج تكافئ عدة مئات من القتابل النووية الشراوية الث من لمكن أن حول
اكير تجمع حضرى إلى حفرة مشروطية مملوءة بالدخان
ولا يتبقى بعد فناء الجسيم مع جسيمه المفساد إلا الإشماع - وتحَديدًا أشعمة
جاما لقد كان فتاء الجسيمات المضادة بالتحديد هو الذى أوجد الإشماع الذى تسيد
الكون بعد زمن < ‎١‏ ثانية تقريبًا ‏ أى يعد بدء الانفجار بثانية واحدة
كان اكتشاف وتفسير الجسيمات المضادة واحدا من أهم انتصارات القيزياء
دراك (6ها0 ا 88 يبحث عن وصف رياضى للإلكترونات سريعة الحركة ؛ فإنه تيقن
ويتناوله للتفاصيل فقد تمكن من تفسير الكثير من خواص الإلكترونات مثل الحركة
اللفزلية (هاع) , وقد لاحظ أن المعادلات الناتجة تتطلب حلولها وجود جسيمات تشيهة
عن مقهومنا الحالى للمادة المضادة, لأنه كان من المعتقد خطاً أنها تحمل طاقة سالبة
بالنيوتروثات ؛ لأثه لا توجد جسيمات موجبة لها نفس كتلة الإلكترون فى ذلك الوقت ‎٠‏
يعتمدون على الاشعة الكونية لإثارة التصادمات عالية الطاقة ؛ وبينما كان كارل
أتدرسون «8000:50 اوج من معهد كاليفورئيا التقنية " ١«0هااه6"‏ يدرس تداخلات
الإلكترونات إلا أنها انحرفت فى اتجاه معاكس كما تقعل الجسيمات موجبة الشحتة ؛
جسيمة أخرى جديدة تزيد كتلتها 1-؟ مرة عن كتلة الإلكترون , وقد اتضح أن لهذه
الجسيمة التى أصيحت تعرف باسم المبون (©1809) صورة موجبة الشحنة وأخرى سالية
وكل منهما مضاد للآخر؛ وفى عام ‎١44١‏ ويينما كان كل من "سيسيل باول م 6857©
اكتشفا كذلك جسيمة جديدة تزيد كتلنها عن كتلة الإلكترون 77 مرة وهى البأى ميونت
موجيبة وأخرى سالبة مضادة لها نفس الكتلة ؛ وفور الانتهاء من بناء المعجل القرى
الجسيمات فى معمل أورتس قى بيركلى فى الخمسينيات - تمكن " إيميلير سبجر 10و50 ماقا80
و" أوين تشمبرتين” (8:هد© 00 من اكتشاف البروتون المضاد الأثقل كثيرا
معمل قيزياء الجسيمات التجرييية فى الستينيات كانت قد عرقت دستة أو أكثر من
وقى محاولة لفهم التداخل القوى لبعضض هذة الجسيمات غير العادية مثل »
ماد الفيزيائيين - أمضى المؤلقان عدا لا ثهائيا من الساعات محدقين فى المسارات

الداخلة إلى الفرقة نفسها تتكون من ميزونات » السالبة ( الأجسام المخسادة لل ؟»
ميزوتات الموجبة ) , ويدخول الفرفة فى شكل قوس ذى اتحتاءة خفيفة تاتجة عن مجال
‎١‏ 0000200 وقد ظهرت جسيمات لامدا بصورة غير مباشرة فى شكل حرف 7 كبير
متجِهًا إلى الخلف ثحو القمة التى يبدو أن قد اختفت عندهاء أو قى شكل راد من
المسارات المشحونة؛ ولان جسيمات لاعدا غبر مستقرة فإتها تتحلل فى غضون بضعة
ويمعونة التحليل التقصيلى الكامل بالكمبيوتر للزوايا وانغناءات المسسارات أمكنثا
استيضاح ما الذى يحدث فى كل صورة بدقة ؛ وتعتمد هده التواققات «8ح تمامًا على
الحسابات النسبية لطاقة وعزم الجسيمات وإذا لم تكن النظرية النسبية تتوافق مع
هذه الجسيمات بالضبط تمدد الزمن الذى تمارسه الأجسام التى تتحرك بسرعة فائقة ,
لقد كان هذا الأمر شائعًا على وجه الخصرص فى الصور التى بها زوج من الحلزونات
الرشيقة المنحتية فى اتجاهين مضصادين ؛ وكان ذلك يعتى تكوين زوج إلكترون -
بوزيترون من شماع جاما غير المرثى ؛ أى خلق المادة والمادة المضادة من الطاقة
كلاهما له علاقة مدهشمة بالكون المبكر , فعندما خلقت اللبتونات (جسيعات صغيرة
أدخل الفيزيائيون مقدارًا سمى بعدد لبيتون (ا) لتحديد مسار الجسيمات ‎1١‏ +- ]
والمادة المضادة فى شكل قانون الحقاظ على عدد الليبتون ؛ أى أن العدد الكلى فى أى
المضادة يظل بها تابن ,
وتعرف الجسيمات مثل البروتونات والنيترونات بالباريرتات لصفا (مما يعنى
جسيمات ثقيلة) , وعندما ينتج باريون عضاد له عدد باريون ‎<١‏ 8 مثل البروتون
المضاد الذى ينتج فى تجارب الطاقة العالية,؛ فإن باريرن جديد (1+«8) مثل البروتون
يظهر أيضًاء ويلخض قانون الحفاظ على عدد الباربون هذة المشافدات حول التماثل ,
عن المقهوم أتها تتكون من ثلاثة كواركات (عة:«0) , رهى جسيمات لها ثلث أر ثا
قط تتطلق من البروتون ‎٠‏
والآن ترى لماذا يتفهم علساء الكون أن الكون المبكر كان يحتوى #لى هذا الكم
سادت قى الثاثية الأولى للاتفجار من الممكن أن تتخلق أزواج من جسيمات - جسيمات
مضادة من الإشماع فائق الشدة أو من الصدمات الأخرى عالية الطاقة وإذا كانت
كانت تضاهى بالضبط كمية المادة ولكن هذا التطابق التام يخلق تناقضًا مزعجًا مع
الواقع " يبدو أن كوثنا فى مجمله من المادة ‎١‏
وأحد طرق حل هذه المعضلة هو افتراض أن المادة قد انفصلت عن المادة المضادة
متكونة من مادة مضصادة قد تكونت أثثاء التمدد المتاخر للكون ولا يختلف بالضرورة
مظهر عجرة من المادة المضادة عن مجرة من المادة - فحتى مجزة أندروميدا قد تكون
-ن المادة المضادة ؛ وقد يكون نصف اللكون من المادة المشادة - تزى فل يمكن ذلك ؟
<ترق الواحدة متها الأخرى دون حدوث تصادمات كثيرة بين التجوم ؛ لكن تختلط

دارانها وغبارها جِيدًا , ويؤدى الصدام بين مجرة من المادة اللضادة مع مجرة من
العد القاصل بين المجرتين ؛ واقد سجل الفيزيائيون الفلكيون الكثير من الظواهر
المنسادة من أن تظلا مبتعدتين فى الكون بطريقة أو بأخرى , فقطرة الماء تظل متماسكة
دوق سطع ملتهب لقترة غير قصيرة بشكل مدهل حيث تعمل طبقة من البخار كمازل
فيزيائى البلازما الحاصل على جائزة نويل - أن المادة والمادة المضادة قد يحدث بيتهما
شىء شبيه لما يحدث لنقطة الماء فى المناطق البعيدة من الفضاء لكن ظلت فكرته تلك
تحمينية قى مجملها -
وتحتوى الأشعة الكوتية التى تنهال على الأرخى والمكونة فى معظمها من بروتونات
نشطة (أنوية البيدروجين) ضمثيًا على كل المثاصر الكيميانية الأخرى من الهليوم
المستعرات العظمى فى المناطق البعيدة من مجرة درب اللباتة تعجل هذه الأنوية ؛ كما
الفاريز وآندى بفينيجتون؛ وتشارلز أورث وجورج سموت من معمل لورئس بيركلى
وفى نفس الوقت بوب جوادن (تلميذ سابق آخر لأفاريز ) من مركز جونسون الفضاء
فى تكساس <- قاموا بأبحاث دؤوية عن أتوية المادة المضادة فى الأشعة الكونية وحيث
إن اتجاه آلوية المادة المضادة سالبة الشحتة: فإنها لابد أن تتحرف فى المجال
لك هذا الاكتشاف يمكن تفسيره بسهولة على أنه راجع إلى التصادم بين الاشعة
وقد أظهرت معظم محاولات إبجاد دليل على وجود كميات كبيرة عن المادة المضادة
فى الكوئ أثها غير موجودة ؛ أما المحاولات الأخرى فلم تؤد إلى أية نتيجة والأمر
الواضح من هذا الفشل - وإن كان مجيبًا للآمال - هو عدم وجود أية مادة مضادة فى
الكون ؛ ومن الواضع أن الفناء الذى انتهى فى غضون عشر ثوان قد أخلى الكون من
الجسيمات المضادة تاركًا جسيمات المادة فقط ؛ وقد خلف لنا الفشل فى اكتشاف المادة
المخسادة معضلة أكبر ؛ ألا وهى كيف يمكن أن يوجد فائض من المادة أكثر من المادة
المنشقين - كان أيضنًا أب القتبلة الهيدروجينية السوفيتية ؛ وفى عام 19737 أشار
ساخاروف إلى إنه لكى يتطور الكون مع وجود فائض من البايروئات أكشر من
البايروئات المضادة قلابد من الخروج على ثلاثة من قواتين التمائل فى ظروف "عدم
الاتزان”, والتى كانت موجودة عندما هبطت درجة حرارة الكون بصورة فجائبة
وسريعة” ويؤكد الهبوط الحاد فى درجة الحرارة أن تلك الجسيمات المتكونة أثناء التحلل
لا تستطيع أن تتفاعل مع بعضها لتعيد تكوين الجسيمات الأصلية , وقوانين التماثل
الثلاثة التى يعتيها ساخاروف تضم قانون الحقاظ على عدد البايرون وقانوتين آخخرين
يتضمنا الشحتة وتمائل بمين - يسار (الحفاظ على © م6 '' ؛ وهذه القواتين سارية
فى كل التداخلات تقريبًا عدا أثناء تحلل الجسيم المسمى © ( الذى هو نفسه جسيمته
المضادة ) ؛ وعندما يتم الخُروج على القوائين فإن © يتحلل إلى بوزيترون فى أغلب
الخروج القريب على القواتين فإن سأخاروف لم يتمكن من وضع سيناريو كامل لتفوق
المادء على المادة المضادة فى الكون المبكز
وفى خلال عقد من الزمن تمكثت النظريات الموحدة الكبرى 750 001060 90000
‎٠‏ 1 ا بسيز بمن اليمين واليسار وبالرقم من خروج الكثير من تحفلات الجسيمآت على الحقاظ على ”1 إن

والكهرومفناطمسية والقوية لقد قام عبد السلام وستيقإن وأيتبرج 600819ه/ا موميع
بتوحيد القوى الضعيفة والكهرومغناطسية بينما قام شبلدون جلاشو بتوضيع
العلاقة بين القوى القوية والكهرومغناطيسية , وقد تقاسم الثلاثة جائزة نويل على هذا
العمل ؛ وتتضمن النظريات الموحدة الكيرى جسيمات فائقة الكتلة تسمى ل بوزون ‎*١(‏
‏(80800 التى وجدث فى ظروف درجات الحرارة الفائقة الارتفا ع للكرن قبل مرور زمن
< 10-35 ! ثانية , وهذه الجسيمات قائقة الضخامة ليست مادة أو مادة مضادة +
وليست كذلك بيرونات أر لببتونات, وعندما تتحلل هذه الجسيمات فإئها تخرج على
القواعد العادية ؛ ويذلك يمكن خرق ميدأ الحفاظ على عدد ليبتون ويايرون فى وجود
طاقة عالية ما قيه الكقاية عندما يختقى الحد المميز بين التداخلات القوية والضعيفة
كيف ثم خلق الجسيمات والجسيمات المضادة فى الكون فى المقام الأرل ؟ كانتت
الظروف فى الكون المبكر جد ‎١‏ عند زمن سابق على ١٠-؟؟‏ ثانية مثلاً تختلفٍ
على نفسه كما يتطلب وجود الكون المغلق ؟ لنقترض أنه لم تكن هناك جسيمات فى
البداية بل مجرد فراغ ؛ وطيقًا لنظرية الجسيمات فإن التقلبات العشوائية تستطيع
تخليق أزواج جسيم - جسيم ماد مياشرة من الفراغ ؛ وليس هناك خروج على
قانون الحفاظ على الطاقة طالما أن فناء هذه الأزراج ممكن قبل أن يتم اكتشافها ,
وربما يكون الكون نفسه مجرد تقلبات عشوائية وظاهرة عرضية غير مستقرة , والتى
لا تستطيع حساب معدل خلق جسيم من فراغ ؛ ولكن طبقًا النسبية العامة إن الكتلة
و / أو الطاقة نتسبيب قى تحدب الزمكان الذى يحدد مسار الجسيمات النشطة وريما
تكون الطاقة التى على وشك الانبثاق من الفزاغ قد سببت تحدب الرمكان والذى قاد
خروج الكتلة / الطاقة إلى الوجود فى نقس اللحظة » وبعبارة أخرى فإن الكون قد ولد
نفسه قى ‎*””٠١‏ ثانية أو اقل ,
وعند ما حل زمن ؟ < ‎٠١‏ *” ثانية أضبع الكون يحتوى على حساء أولى من
باعداد متقاربة مع زيادة طفيفة من المادة على المادة المخسادة , وقد ساد اتزان تقريبى
مضادة , وفى زمن ‎"٠١‏ ثانية عندما كانت درجة الحرارة حوالى ‎٠١‏ "' درجة لم تكن
الطاقة المتاحة من متوسط الصدمات كافية لإنتاج أزراج النيوكلنونات والنيوكنوتات
المضادة ؛ وباستمرار عملية القناء بدون توقف اتخقضت بشدة أعداد الجسنيمات قوية
ويتكون كوننا الحالى من هذه "اليقايا” من المادة ؛ ويوجد اليرم حوالى بليوتين من
نتاج الفناء الذى حدث فى الكون المبكر , وريما تكون هده القوتونات قد امستصت
وانبعثت عدة مرات ؛ ويذا فإن عدم التمائل الأصلى بين المادة والمادة المضادة لابد أن
‎٠‏ «عن بعض الفيزيائيين فإئها تكون قد لعيت دورا رئيسيا فى الكون عندما تطور

فإن اليقايا الصغيرة نسبدًا من المادة لم تفقد قدرتها على الإثارة ؛ وحتى زمن # ‎٠٠١‏
‏ثانية تقريبًا فإن أنوية الديوتيريوم (المكون من بروتون ونيوترون) والهليوم (زوج من
البروتونات وزوج من النبوتروتات) كان من"الممكن أن تتكون فى تفاعلات الاتدماج ؛
إلا أنها سرعان ما كانت تتفكك لحظيًا نتيجة التصادم مع الجسيمات السريعة المحيطة
بهاء وفى الدقائق القليلة التالية أثناء التيريد كان التوازن يتجه نحو الاستقرار ويمكن
أن تصف هذا الاتتقال بالاحتراق السريع لان تقاعلات الاندماج عتد الاتزان تولد طاقة ؛
كانت متماسكة على شكل هليوم
حمراء للقوتونات تجاه موجات أطول وأطول ويتهاية "عصر الإشعاع" هذا كانت كمية
الطاقة فى الإشماع وفى المادة متقارية وانخفضت درجة الحرارة إلى +<10 برجة +
التفكك ثانية نتيجة التصادم ؛ رياختفاء معظم الجبسيمات المشحونة إن الفوتونات
انفصلت تمامًا عن المادة » وأصبح الكون شقافًا لأول سرة وهذه القوتونات هى التى
سوف تعائى مزيدًا من الإزاحة الحمراء لتصيح الخلقية الإشعاعية الميكروية فيما بعد
وقد ظل الهليوم الذى تكون فى الدقائق الأولى من لحظة الانفجار الرهيب بنفس
من المادة المعروفة - ماعدا ردذاذ المتاصر الثقيلة - قهى تتكون من الهيدروجين الموجرد
فى التجوم أو قى الغاز بين النجوم ؛ وتعطى تسبة ال 70 / هليوم درجة حرارة ؟ كلفن
تقريبًا الخلفية الإشماعية الميكروية ثبانًا أساسيًا فى اختيار تظرية الانفجار الرهيب
عندها تتحول نسبة ال 8 / من المادة إلى هليوم ؛ وتشكل الاختبارات المتعددة يجانب
التمدد الذى تلاحظه للمجرات والتجانس التقريبى للإشماع المبيكروى كلها حجر
الأساس الى عليه يقوم تقديرنا لإعادة تركيب الكون المبكر من جديد

الأكوان المحدودة واللامحدودة
تعقبنا تعدد الكون من لحظة الاتفجار الرهيب وحتى يومنا ؛ هذا وأوضحنا كيف
أن تلك الأحداث قد آدت إلى إمكانية الحياة البشرية , ولكن ببساطة هل سديستمر
التمدد الذى يحدث الآن؟ وهل ستدوم البشرية وتواضصل تطورها ؟ وهل هناك نقطة
آخضر مررنا عليه مرور الكرام : هل الكون محدود أم لا محدود ؟ وتتعلق هذه الأسئلة
بتحدب الفضاء , فإذا كان الفراغ محدبًا كما شترط النسبية العامة فكيف يتحدب ؟
ويالرغم من أن كل علماء الكون تقريبًا يعملون فى فلل إحدى صور نظرية الانفجار
اتفاق حول نقطة: لابد اقتمدد أن يتباطا؛ فالمواد كلها تتجذب لبعضها بفعل الجاذبية”
الأمر الذى يؤدى حتمَا إلى تناقص سرعة التمدد , ويمكن لمحاكاة بسيطة أن توضح
سرعتها أثناء الارتفاع إلى أن تتوقف تمامًا فى لحظة معيتة ثم تعاود مسرعة إلى
الأرض ؛ وريما سيتباطا تمدد الكون حتى يصل إلى الصدفر ؛ ثم يتعكس عندئذ حين
الممكن أن ينهار الكون ؟
وإذا تثملنا لحظة فى هذه المحاكاة قإنه من الممكن قذف الكرة بسرعة تزيد على
٠١كبلرمترًا‏ فى الثانية ؛ وفى هذه الحالة فإن الكرة ستهرب تمامًا من شد الجاذبية

مثل بعض الندبات العشرين الأخرى على الغلاف الجوى للمشترى - ظاهرًا لشهور
بعد ذلك , وكنتيجة لبعثرة الغبار الكبريتى الناتج عن أكير الصدمات؛ قإن بقعة عظليمة
قد تكوتت حيث غطت مساحة بلع قطرها أكثر من ضعق قطر الأرض
وكما تشاهده من الأرض فهو ثالك أكثر الأجرام لمعانًا فى السماء ليلاً مسبوقًا فى ذلك
بالقمر وكوكب الزهرة فقط يتكون هذا الكوكب المملاق فى الأغلب من الهيدروجين
السائل محاطًا بسحب سميكة من غازات الهيدروجين والهليوم والميثان والإيثان وأول
أكسيد الكربون وسياتيد الهيدروجين ‎٠‏ أما الطيقة النهائية التى تعلو كل ذلك فهى غنية
ببلورات النشادر المتجمد وفى عمق الكوكب يوجد الماء على شكل بلورات من الجليد
وعلى شكل ساتل ؛ وقد توصل الفلكيرن الأن إلى أدلة على وجود مركبات كبريتبة مكل
هيدروكبريتيد الأمونيوم على هذا الكركب
وعند ارتطام كل تنظبة من شظايا المذتب بالغلاف الخارجى المشترى توادت
موجة حرارية فجائية رفعت من درجة حرارة الغلاف عدة الاف من الدزرجات حتى إن
الاولية مباشرة من مساقة ١٠٠عليون‏ عيل , آما المشاهدون من كوكب الارض فكان
عليهم الانتظار لعدة دقائق ليتمكنوا من رؤية الكرة النارية التى تكوتت بعد انفجار
الشظية ؛ وذاك حتى تصبع هذه الكرة فى مجال الرؤية بدوران الكوكب السريع حول
نفسه (يستفرق دوران المشترى حول نقفسه عشر ساعات فقط لكل دورة)ء غير أن
القلكيين حول العالم تمكتوا من مشاهدة السنة طويلة من اللهب خلف أقق المشتزىق
غلاف المشترى تسبيت فى تسخين جؤيئات الفازات مرة أخرى , الأمر الذى أوجد
نقَاطًا لامعة فى مدى أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء , وقد تمكن القلكيون الهواة
واكتشف العلماء لأول مرة غاز كبريثيد الهيدروجين وبعض جزيئات من مركبات أخرى
اتكبريت في مواقع الصدام على كوكب المشترى - وغَار كبريتيد الهيدروجين هر المادة
التى تعطى الرائمة المقززة للبيض الفاسد
اكتشف العلماء فى مرصد تاسا- ففقلا القضائى الطائر كرب -كدان»
السسدمات تكاقئ ما هو موجود فى كرة من الجليد قطرها ‎4٠00‏ متر ,وما ‎١‏ آل العلناء
فى حيرة ؛ هل جاءت هذه المياد من شظية المذتب أو من غلاف المشترىثة ‎٠0‏
بعد أسبوع من ارتطام شظايا المذنب بالمشترى أصبح التصف الجتويى للكوكب
النصف الذى تعرض لهذا الارتطام - مغطى باكثر من النثى عشرة بقعة تميز كل
يدها موقا للصدام -
كيف يمكن لهذه المصائب الكوكبية أن تحدث ؟ وما فهو المعدل الذى ترتطم به
الدسدات أو الأجرام القضائية الأخرى بالكواكب ؟ وهل الأرض معرضة للصدام مثل
هد وفقوا فى الشمس عشرة ستة الأخيرة للإجابة على بعض هذه الأنسئلة فى ثقة
مترامدة , وفى ضوء ما هو مفهوم الآن ؛ فإن أحداث يوليو؟8١١‏ المذزهلة هى تحذير لنا
إن كوكننا ليس فى هآمن كما كنا تتصور من قبل
اكنشف المنتب أشوميكر - ليقى ‎"١‏ 9- /ا:ضا بثناه500 فى مارس ‎١497‏ ؛ وهو سلسلة
أهده سسوات عن مذئيات وأجرام أخرى قريبة من الأرض وكانوا يواظبون على تصوير
اه , الغطم من السماء كل ليلة لسستوات متواصلة منتظرين ظهور كتلة من الجليد
ار معروفة من قبل أو صجرة أو أى جسم آخر يِدخُل القسم الداخلى النظام
الدمسى بشكل دراسىء ويُعَدّ اصطياد المذئيات - كياقى فروع العلم الحديث - لعية
المبومحة ,و الذدول الطويلة
فى عسداء 33 مارس كان هذا الفريق مَحَظوظًا لنغاية ؛ كانوا ييستخدمون واحدا
“ودات عريسة المحال قي مرصد بالومار فى جنوب كاليقورتيا , وكانت ال

الأرسنة ” لأنها عندئذ قد تجاوزت سرعتها "سرعة الهروب" من الأرض أما بالنسبة
الكفاية فإن الجاذبية منتشده إلى الداخل (أى تجبره على الاتهبار) ثمامًا مثل الكرة
اللى قذفت إلى أعلى بسرعة أقل من سرعة الهروب لابد أن تعود إلى الأرشض ؛ أما إذا
امت كثاقة الكون أقل من قيمة حرجة معيتة فإنه بذاك سيتعدد إلى الأبد؛ وفى حالة بين
العامة - تفسيز كل من هذه المواقف ؛ ويتطلب أحد الاحتمالات المفضلة حاليًا - الكون
المتضخم - أن تكزن الكثاقة مساوية تقريبًا للقيمة الحرجة
وفى علم الفلك المرنى مازالت كشافة الكون سؤالاً يدون إجابة + قكمية المادة فى
الاأجسام المرثية مثل النجوم والمجرات لا تبدو كافية تقريبًا ليصبع الكون مفلقًا - أى
لتوففه عن التمدد اللاتهائي ؛ ولا توجد كتلة كاقية لتفسير حركة تجمعات المجزات ؛ مع
آمها تسلك وكآن بها كتلة كاقية لتمكن الجاذبية من جعلها متماسكة مع بعضها إلا أن
ابحانًا موجهة لما يطلق عليه المواد الداكتة فى صورة : إما أجسام غير مرئية مثل
التداخل الضعيف مثل النيوتريتوات , لكن إذا كان ليا كتلة سكون حوالى ‎7٠١‏ من
كدلة المروتون ‎٠‏ فإن النيوترينوات النى تحررت فى المراحل المبكرة للانفجار الرهيب
ستكون هى المسئولة عن كمية من المادة الداكنة تكفي لعكس التمدد قي نهاية المطاف ؛
م كثافة الكتلة , وتتطلب هذه الثمادذج تحديات مختلفة للفضاء الأمر الذى يمتى أن
اها فادسات بنقايبس كبرى وذات خواص غريبة
:رخ النموذج المغلق- الذى اقترح فى سئة 1477 عندما اكتشق عالم الرباضبات
الروسى الكسندر فريدمان 00000مو25 مد هتملة عدة حلول لمعادلات النسبية العامة
مفترضا عددا محدودًا من المجرات فى حجم محدود من القضاء ويبدو ذلك متطقيًً
سا فيه الكقاية , لكنه حذر من أنه لا توجد حدود لهذا الحجم المحدود وليس له مركز ‎٠‏
‏فى كل اتجاه يبدو الفضاء متمائثلاً وأكثر من ذلك فإنتا لا نملك وسبلة بسيطة
لتصور هذا القفضاء الذى يتحدب فى ثلاثة بعاد مكانية ولا نستطيع تخيل هذا "
القضاء أكثر مما تفعله الكائتات ذات البعدين مل مخلوقات موجات الماء - ما سبق ذكرة
فى الفصل 16 <- جندما تتحّيل البعد الثالث العمودى على محيطها فحتى إذا كان عالم
هذه المخلوقات هو سطع كرة كبيزة والذى يمكن تحديد المواقع عليه بواسطة اليعدين
- خطوط المرض وخطوط الطول - فإئها ربما تعتقد أنها تعيش على كوكب مسطع ‎١‏
أثارت خواص القضاء فول العلماء والكتاب لفترة طويلة؛ ومئذ أكثر من مائة
عام طرح " إدوين أبوت” ااه 80810 مفهرم المخلوقات ذات البعدين التى تناضل كى
تدرك مافية العالم ذى الأبعاد الثلاثة فى كلاسيكيته فى الخيال العلمى الأرض
الطحة (808ا0ها والقراء المهتعون بتفاصيل أكثر- بون رياضيات معقدة -
سيتمتعون بقراءة كلاسيكية جورج جامو تواحد ؛ اثثان ثلاثة مالا تهاية )
لتفترض أن مخلوقات الموجات المائية تتمكن من مشاهدة بعضها اليعض بواسطة
النسوء الذى يسير فى أقصر مسار محتمل على سنطح كوكبها؛ أى فى قوس من دائرة
كبرى - عالمهم إذا محدود- وقد شبوا على أن عالهم مسطح ؛ ولا يمكنهم فهم كيف
لا يرجد أحد متهم فى مركز أى شئ ؛ فعالمهم كما تشاهده من الخارج محدب فى بعد
ءالمنا محدب فى بعد رابع غير مرتى بالنسبة لنا؛ وها البعد المكاني الرابع مقيد
,داشنا فى مناقشة التموذج لكن من الصعب أن يتخيله أحد , كما لا يستطيع أحد أن
دول ما إذا كان موجودًا حقيقة أم لا , ويدعى القليل من علماء الري

كيف لمخلوقات تعيش على سطع محدب أن تكتشف أنه غير مسطح ؟ إحدى هذه
الطرق هى رسم دزائر ذات أقطار متزايدة وقوق سطح مستي قإذا قسم محيط
الدائرة على نصف قطرها يعطى 8 2 # 8ر1 تقريبًا؛ وتصدق هذه العلاقة على كوكب
المخلوقات طالما كانت الدوائر صفيرة؛ لكن فى حالة الدوائر التى تغطى مساحة كبييرة
من سطح الكوكب فإِن ناتج قسمة المحيط على نصف القطر سيتناقص بشكل حاد؛
الجثوب ممسكً بشريط لقياس المسافات + فعندما يصل هذا الرفيق إلى خط الاستواء
فإته قد قطم ريع محيط الكوكب ؛ فإذا افترضنا أنه يسير حول الكوكب على طول خُط
الاستواء فإنه بذلك يكون قد رسم دائرة نصف قطرها يساوى ربع محيط الكوكب +
والنسية بين المحيط وتصف القطر ستصيح + وليست 14 , وإذا استمر الرقيق في
السير تجاه القطب الجنوبى ؛ وكان يسير فى دوائر عثد كل خط عرض فإنه سيقيس
الصقر لكن نصف القطر يزداد ليصل إلى ‎١٠٠+‏ ميل (المساقة من القطب الشمالى
إن مجموع زوايا المثث فى هتدسة إقليدس المستوية المالوفة تساوى ‎١8١‏ درجة ‎٠‏
‏لكن على سطع الكرة فإن مجموع زوايا المثلثات الكبيرة يزيد كثيرً عن ‎18٠‏ درجة ‎٠‏
‏وربما يصل إلى ‎77١‏ درجة أو أكثر , فلتاخذ الكرة الأرضية أو كرة السلة كمثال لفهم
ذلك , ارسم مثلكثات بين القطب الشمالي وخط الاستواء ثم در ربع دورة حول الكرة وعد
ثانية إلى نفس القطب ؛ إن كل زوايا النشث ستكون ‎٠0‏ درجة ( ويمكن أن نجد مثلثات
بزوايا أكبر ؛ والحد الأقصى لمجموع هذه الزوايا هو ‎01٠‏ درجة) إذا فعلت مخلوقات
من حساب تحدب عامها من هدّة القياسات -
ما الذى يحدث لو كان عالم تلك المخلوقات المحدود يتمدد كما يبدو عالمنا ؟ ينتشر
سطع كوكب هذه المخلوقات إلى الخارج بمرور الزمن؛ لكن يصعب على المخلوقات أن
تدرك ذلك ؛ لان التغير قى موضع كل منهم يتم فى البعد الثالث غير المرثى (ولتفترض
انهم لا يتحركون) وهم يعتقدون أن التعدد يعنى الحركة على السطع المقوف لهم
كما نميل تحن للاعتقاد أن تمدد عالمنا يعتى أن للمجرات سرعة تباعد فعلية عنا؛ وفى
الواقع وطبِقًا للنموذج النسبى فإن تباعد المجزات عن بعضها يرجع كلية إلى تعدد
الفضاء بينهاء وليس لأى سرعة "تملكها” تلك المجرات (وبالتحديد فإن الإزاحة الحمراء
للمجرات ترجع كلية إلى تمدد القضاء وليس لسرعتها)
وفى النموذج الشسبى المفلق فإن الكون ذا الأبعاد الثلاثة يتتشر " للخارج” فى
اتجاه مواقع جديدة فى بعد رابع غير مرثى: ويزداد حجمه بانتظام فى جميع
الاتجاهات ؛ ومن الممكن تمامً أن يزيد الحجم الكلى الفضاء فى هذا الإطار لأنه يتفير
الجاذبية لا يوجد سبب لثبات الحجم ‏ ويؤدى تحدب الزمكان إلى التعدد؛ بيئما يتسيب
توزيع المادة والطاقة فى تحدب الزمكان بشكل معين ,
وكل ذلك يعتى أن للبعد الرابع تصف قطر تحدب معين يمكن مقارنته بتصف
قطر الكركب الكروى لمخلوقات موجات الماء أو تصف قطر الأرض ؛ ركما رأينا فى
الفصل ‎١١‏ فإن نصف القطر هذا هو المسافة بين أى تقطة فى الفضاء ثلاثى الأبعاد
ومركن” الفضاء رباعى الأبعاد؛ ويمكن الإشارة إلى نصف قطر تحدب هذا فى الكون
على أنه تصف قطر عالمناء وأكثر من ذلك فإن تصف القطر يزيد بمرور الزمن ؛ فإذا
ساقزت فى خط مستقيم فى أى اتجاه لسافة < 21 مضووبة فى تصف القطر
بسرعة لا نهائية - فإنك ستعود إلى نقطة البداية , لذلك ستكون #بعد التقاط بالنسبة
لك وهى النهاية المقابلة للكون "فى كل الاتجاهات" فى 21 مضووية فى نصف القط

رؤية

اضة مثل "بيل
,سئون” 881700100 : أنهم يستطيعون تصور البعد الرايع ؛ وياعتبار العدد الكبير

ر
هذاء واسوء الحظ فَإِن هذا الأمر لا يمكن الحصول عليه من نموذج فريدمان لتمدد
؛ العالم المقلق ‎١‏ لأن طول الرحلة سيكون دائمًا أكبر من سرعة الضوء مضرويًا فى عمز
الكوز
واكثر من ذلك فإن المجراث فى نموذج فريدمان لا تتحرك مكائيًا على الإطلاق
|«النسبة لبعضها البعض) يل تدقع إلى الخارج محمولة على نظام محاور مخشتار
سيصسا لها بتحرك معها ؛ لكنها تتحرك إلى الأمام فى الزمان , أى أن العمر يتقدم
‎٠‏ ولا يتعدد الكون لآن المجرات تتباجد عن بعضها ولكن لان نصف قطر تحدب الكون
,اد وسا مقوله هو أن القضاء يتمدد ويزيد التياعد بين المجرات وترجع الإزاحة