كيف حسبنا عمر الكون
النص:
تم تقدير عمر الكون بما يقارب الأربعة عشر مليار عام
لكن كيف حصلنا على هذا الرقم لعمر الكون
وما مقدار صحة هذه الحسابات
هذا ما سنعرفه اليوم في حلقة برنامج لم أكن أعلم
شارة
هنالك عدة طرق استخدمت من قبل العلماء لتقدير عمر الكون
الطريقة الأولى تعتمد على قياس عمر النجوم القديمة باستخدام علم التسلسل الزمني الكوني
وهي طريقة مشابهه لطريقة التأريخ الاشعاعي التي يستخدمها علماء الأثار
والتي تعتمد على تحديد نسبة كمية العناصر المشعة في النجوم بالنسبة الى كمية العناصر المستقرة
بعد تطبيق هذه الطريقة على عدد من النجوم تبين ان عمر الكون يجب ان يكون أكبر او يساوي ال 7.8 مليار عام
العوامل التي تحد من صحة هذه الطريقة هي قلة الدقة في مشاهدات النجوم الخافتة وعدم التأكد من وفرة العناصر المشعة الأصلية فيها.
الطريقة الثانية لقياس عمر الكون تعتمد على منحنى التبريد للأقزام البيضاء
القزم الأبيض هو نوع من أنواع النجوم في المجرة، لكن حجمه صغير في حدود حجم الكواكب، وكثافته عالية جدا
اذ تصل إلى مليون ضعف من كثافة الشمس.
مع تقدم الأقزام البيضاء في العمر، تصبح أكثر برودة واقل بريقا. وبالتالي، يمكن استخدام كمية لمعان الأقزام البيضاء الخافتة لتقدير عمرها وبالتالي عمر الكون.
باستخدام هذه الطريقة تبين ان عمر الكون أكبر او يساوي ال 8 مليار عام
العوامل التي تحد من صحة هذه الطريقة هي ان الأقزام البيضاء خافتة جدًا ولذلك من الصعب رصدها.
الطريقة الثالثة لقياس عمر الكون تعتمد على قياس عمر الانحراف من النسق الأساسي.
النسق الأساسي هو خط مستقيم في رسم بياني يعرض الحرارة وشدة البريق لمجموعة من النجوم. عندما ينتهي وقود النجم فان النجم ينحرف عن النسق الأساسي ويموت. وبهذا يمكن حساب عمر مجموعة من النجوم عند نقطة الانحراف. لكن من أجل الحساب يجب تعويض القيم في مجوعة من المعادلات التي تعتمد على مسافة المجموعة من نقطة الرصد. لكن تقدير المسافة بين الاجسام بالفضاء صعب للغاية والمسافة المقدرة تختلف باختلاف النموذج الرياضي المستخدم.
لهذا وجد العلماء أعمار مختلفة للكون بهذه الطريقة. حيث ان عمر الكون يتراوح بين 11 وال 14 مليار عام.
الطريقة الرابعة تعتمد على ما يسمى ب ثابت هابل
في عام 1929 لاحظ ادوين هابل عالم الفلك الأمريكي ان المجرات تبتعد عن بعضها البعض وان الكون يتوسع. ولاحظ أن الأجسام البعيدة تتوسع بشكل أسرع من الأجسام القريبة. أي كلما ابتعد الجسم عن الأرض كلما زادت سرعة توسعه.
وبناءً على هذا طور معادلة تسمى معادلة هابل.
حيث ان سرعة التوسع تساوي المسافة بين الجسمين المتوسعين ضرب ثابت هابل.
هذا الاكتشاف يدل ان الكون في بدايته كان نقطة واحدة ثم أخذ بالتوسع. فلو قمنا بعمل حسابات عكسية سنستطيع تقدير عمر الكون قبل التوسع.
وباستخدام القوانين الفيزيائية الحالية تمكن العلماء من تقدير أن عمر الكون يساوي معكوس ثابت هابل.
لكن المشكلة هي ان قيمة ثابت هابل تختلف باختلاف الطريقة المقاسة بها
هذا الأمر شكل اعمارا للكون تتراوح بين ال 13 وال 14 والنصف مليار عام
وبهذا نستنتج أننا لا نعرف عمر الكون بشكل دقيق بعد
و من الممكن حساب عمر جديد للكون في المستقبل القريب
وبهذا تكون انتهت حلقة جديدة من برنامج لم أكن أعلم
ان اعجبتك هذه الحلقة شاركها مع اصدقائك
ولا تنسى وضع عنوان لحلقة جديدة أسفل التعليقات
كان معكم بشار الابراهيم وكما هو الامر دائما شكرا على المشاهدة
المصادر:
Chaboyer, B. (1998). The age of the universe. Physics Reports, 307(1-4), 23-30.
Knox, L., & Millea, M. (2020). Hubble constant hunter’s guide. Physical Review D, 101(4), 043533.