الكون بحسب جورج ليميتر : الكاهن والفيزيائي جورج لوميتر هو أحد مؤسسي نظرية الانفجار العظيم. إنه أول من لا ينظر في الظواهر الموجودة في الكون ، بل في ظاهرة الكون نفسها.
في عام 1933 ، أعطى ألبرت أينشتاين سلسلة من الدورات في مؤسسة جامعة بروكسل. عندما سأله أحد الزملاء عما إذا كان جميع المستمعين قد فهموه بشكل صحيح ، أجاب: “ربما يكون الأستاذ دي دوندر ، كانون لوميتري بالتأكيد ، الآخرين الذين لا أصدقهم”. “
يعد جورج لوميتر أحد مؤسسي نظرية الانفجار العظيم ، وهي أحد أعمدة علم الكونيات الحديث. ولأنه كان أيضًا رجل إيمان ، فقد رأى البعض في فرضيته عن كارثة خلقت الكون تبريرًا علميًا لـ “خلق” العالم وفقًا للمسيحيين.
وهكذا ، فإن عالم الفلك البريطاني فريد هويل ، مؤيد ، لأسباب فلسفية ، لنموذج الكون الأبدي ، صاغ المصطلح التحقير لـ Big Bang (“الازدهار الكبير” في اللغة الإنجليزية) للسخرية من أفكار ليميتر.. ومن المفارقات أن هذه الكلمة الطيبة تُستخدم الآن بدون دلالة سلبية لتعيين نظرية دعمتها العديد من الحقائق التجريبية منذ ذلك الحين. أما بالنسبة لقناعات لميتر العلمية ، فلم تكن مبنية على إيمانه بل على حجج رياضية ومادية ذات قيمة كبيرة. تلقي بعض اللحظات البارزة في حياته المهنية الضوء على الأهمية العلمية لبعض حدسه.
إقرأ أيضا:جوز الكاجوولد جورج لوميتري في 17 يوليو 1894 في شارلروا ببلجيكا. في عام 1911 ، بدأ دراسة هندسة التعدين ، والتي لم تلهمه كثيرًا ، وعند عودته من الحرب العالمية الأولى ، تحول إلى تدريس الرياضيات والفيزياء التي استمر فيها حتى عام 1920. وفي نفس العام ، التحق بالمدرسة في ميكلين حيث بينما كان يستعد ليصبح كاهنًا ، استمر في دراسة الأعمال التي تتناول النسبية الخاصة والعامة. كتب أطروحة بعنوان فيزياء أينشتاين حصل فيها على منحة دراسية وسمح له ، بعد رسامته في 22 سبتمبر 1923 ، بالذهاب إلى كامبريدج في بريطانيا العظمى لمدة عام. هناك ، يعمل ليميتر تحت إشراف Arthur Eddington ، عالم الفلك الذي أكد قبل خمس سنوات ما خطط آينشتاين:
جدول المحتويات
الكون بحسب جورج ليميتر : قسيس في كامبريدج
في 1924-1925 ، أكمل دراسته في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وزار بعض النقاط الساخنة في علم الفلك العالمي ، بما في ذلك مرصد جبل بالومار في كاليفورنيا ، حيث تم تركيب أكبر تلسكوب على الإطلاق. وهكذا ، يلتقي الخبير الشاب في نظريات الزمكان الجديدة بعلم الفلك في الوقت الذي يوشك فيه علم الكونيات العلمي على أن يولد.
في منتصف عشرينيات القرن الماضي ، عزا علماء الفلك إلى الكون المرصود حجم بضع عشرات الآلاف من السنين الضوئية ، أي أصغر بمليون مرة مما نعرفه اليوم. علاوة على ذلك ، في ظل حكم مسبق موروث من القرن التاسع عشر ، لا يمكننا أن نتخيل أن هذا الكون يتطور ، إلا إذا كان له عمر محدود.
إقرأ أيضا:ما هو الإنكار ؟يعتقد علماء الفلك أن النجوم المرئية في السماء تشكل مجتمعة قرصًا مسطحًا واسعًا
علاوة على ذلك ، منذ الثامن عشر هفي القرن الماضي ، يعتقد علماء الفلك أن النجوم المرئية في السماء تشكل مجتمعة قرصًا مسطحًا واسعًا ، درب التبانة ، حيث تقع الشمس أيضًا. في وقت مبكر من عام 1785 ، افترض الفيلسوف الألماني إيمانويل كانط أن السدم الحلزونية التي اكتشفها علماء الفلك باستخدام تلسكوباتهم الأولى كانت مجموعات عملاقة من النجوم تشبه مجرة درب التبانة. اليوم ، نطلق على المجرات اسم “جزر الكون” التي تخيلها الفيلسوف. ومع ذلك ، حتى منتصف العشرينات من القرن الماضي ، كان هذا الافتراض يعتبر مشكوكًا فيه. في الواقع ، يفترض أن هذه السدم تبعد ملايين السنين الضوئية. ومع ذلك ، يلاحظ علماء الفلك بانتظام الانفجارات الخفيفة هناك والتي ، إذا كانت موجودة على مثل هذه المسافات ، يجب أن تطلق في وقت قصير جدًا كميات من الطاقة التي لم تستطع أي من الآليات الفيزيائية المعروفة في ذلك الوقت تفسيرها. إنها في الواقع مستعرات عظمى ، وهي انفجارات لنجوم عملاقة توفر فيها التفاعلات النووية الحرارية ضوءًا أكثر في غضون ساعات قليلة أكثر من مليارات النجوم مجتمعة.
الكون بحسب جورج ليميتر : الكون الأبدي
إن كون علماء الفلك في ذلك الوقت ، بقدر ما يمكنهم رؤيته ، يحتوي على مجرة واحدة فقط ، هي مجرتنا. هل هي منغلقة وذات بعد محدود ، أم لانهائية ، وبالتالي فهي شبه فارغة؟ منذ عام 1916 ، يأخذ هذا السؤال معناه الكامل مع نشر ألبرت أينشتاين لنظريته في النسبية العامة ، والتي بفضلها قام علماء الفلك ببناء نماذج كونية مختلفة وفقًا للفرضيات المختارة. أظهر أينشتاين أن قوة الجاذبية هي مظهر من مظاهر انحناء الزمكان الذي تسمح معادلاته بحسابه في كل نقطة في الكون ، مع معرفة كمية المادة (أو الطاقة) هناك. أما بالنسبة للهندسة العالمية للكون ، فيمكننا ، مع بعض الفرضيات حول توزيع المادة
النموذج الأول للكون
النموذج الأول للكون الذي اقترحه أينشتاين هو حل لمعادلاته حيث يكون الكون مغلقًا وثابتًا. في هذا النموذج ، الكون هو “كرة زائدة” (كرة في فضاء رباعي الأبعاد) بنصف قطر ثابت (انظر الشكل 1). تمامًا كما لو كان كائنًا مسطحًا يعيش “في” السطح (ثنائي الأبعاد) للكرة (ثلاثية الأبعاد) سيرى كونه فضاءًا منحنيًا ، محدودًا ، ولكن بدون حدود ، سنعيش في فضاء ثلاثي الأبعاد من شأنه تكون “سطح” الكرة الزائدة. من أجل أن يظل نصف قطر هذا الكون ثابتًا ، أي لمنع انجذاب المادة لنفسها من أن يؤدي إلى انهيارها ، افترض أينشتاين وجود “قوة طاردة” تتصدى لتأثيرات الجاذبية وتحافظ على الكون في حالة توازن. في معادلات النسبية العامة ، هذه القوة موجودة في شكل ثابت ، “الثابت الكوني” المشار إليه Λ (انظر مقال مارك لاتشيز-ري).
الكون بحسب جورج ليميتر : طور عالم الفلك الهولندي
بعد فترة وجيزة ، طور عالم الفلك الهولندي ويليم دي سيتر نموذجًا آخر للكون ، وهو أيضًا حل لمعادلات أينشتاين ، حيث الفضاء غير محدود وكثافة المادة صفر. عندما بدأ ليميتر في العمل على المشكلات الكونية ، يشير مجتمع علماء الفلك فقط إلى هذين النموذجين.
ومع ذلك ، في عام 1925 ، في مرصد جبل بالومار ، أظهر عالم الفلك الأمريكي إدوين هابل أن “سديم أندروميدا” يبعد عدة ملايين من السنين الضوئية. أعيد فتح الجدل حول طبيعة “السدم”. تم إحياء فكرة الكون الضخم الذي تنتشر فيه المجرات. بالإضافة إلى ذلك ، يثبت علماء الفلك أن الضوء الذي نتلقاه من معظم هذه المجرات يتجه نحو أطوال موجية طويلة (نحو اللون الأحمر) ، مما يشير إلى أنها تبتعد عنا بسرعة.
عام 1927
وهكذا ، فإن لوميتري يقود بطبيعة الحال إلى البحث عن تفسير لهذا “الركود” في المجرات (بشكل مستقل عن الكسندر فريدمان الروسي). في عام 1927 ، اقترح حلاً ثالثًا لمعادلات أينشتاين.حجم الكون سينمو بشكل كبير ويرتبط بالنموذجين العظيمين للوقت ، في الماضي البعيد بلا حدود وفي المستقبل (انظر الشكل 2). في العصور القديمة جدًا ، كان هذا الكون يتصرف مثل الكون الثابت لأينشتاين. نحو المستقبل ، يميل عالم ليميتر ، الذي تكون كتلته ثابتة وحجمه ينمو إلى أجل غير مسمى ، نحو نموذج De Sitter الفارغ تمامًا. بين هذين الطرفين ، فإن توسع الكون يفسر سبب ابتعاد المجرات عن بعضها البعض.
بفضل هذا الحل ، في عام 1927 ، وضع ليميتر القانون الذي يحكم ركود المجرات. تنص على أن مجرتين تهربان بسرعة تتناسب مع المسافة بينهما. من قائمة 42 مجرة نعرف ترتيبًا لأحجام المسافات وسرعات الهروب ، يقدر ثابت التناسب عند 625 كيلومترًا في الثانية ولكل ميغا فرسخ .(مجرتان تفصل بينهما مسافة واحدة ميغا فرسخ . أو حوالي ثلاثة ملايين سنة ضوئية . يهرب بسرعة 625 كيلومترًا في الثانية). لذلك فإن ليميتر هو أول من أنشأ نظريًا قانون … Hubble ، على الرغم من أن القيمة التي يعطيها للثابت ، والتي تسمى أيضًا ثابت “Hubble” ، مبالغ فيها (بمعامل 10). حصل عالم الفلك الأمريكي على مرتبة الشرف في الأجيال القادمة ، فقد كان الأول بعد عامين ،
الكون بحسب جورج ليميتر : نموذج عام 1927
مع نموذج عام 1927 ، يعد ليميتر من أوائل علماء الكونيات .الذين افترضوا أن الكون يتطور. ومع ذلك ، ليس للكون بداية بعد. يفضل لميتر – مؤقتًا – فكرة كون له .ماضٍ لانهائي . بلا شك بسبب المبالغة في تقديره لقيمة ثابت هابل. في الواقع. إذا كان الكون يتوسع بسرعة كبيرة اليوم ، فلا بد أن حجمه . في الماضي القريب نسبيًا ، كان أصغر بكثير. يوفر معكوس ثابت هابل ترتيبًا لمقدار فترة التوسع الأخيرة. بقيمة حوالي 625 كيلومترًا في الثانية لكل ميغا فرسخ ، يحسب لوميتري أن عمر الكون أقل من مليار سنة ، وهو عمر أقل من ملياري سنة
إن نموذج الكون الذي ينمو. نصف قطره بشكل كبير يزيل الصعوبة بإعطاء الكون ماضٍ لانهائي يكون فيه حجمه ثابتًا تقريبًا . مع الاعتراف بفترة توسع حديث وفقًا لملاحظة هروب المجرات. اليوم . من القيمة الجديدة لثابت هابل (تم تحسين تقديرات مسافات المجرات بشكل كبير) . نستنتج أن الكون يبلغ من العمر حوالي 14 مليار سنة ، وهو عمر متوافق مع البيانات الجيولوجية.
تشكيل المجرات
كجزء من نماذجه للكون .المتوسع . شرع ليميتر بعد ذلك في وصف السيناريو الأول لتشكيل المجرات (انظر مقالة Andreas Bunkert). يستخدم الأساليب التي طورها أثناء عمله. في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. في ذلك العام ، لفت إدينجتون انتباهه إلى سؤال طرحه عمل عالم الفلك الألماني كارل شوارزشيلد. وجد الأخير حلاً لمعادلات أينشتاين التي تصف مجال الجاذبية داخل .وخارج كرة المادة ، بافتراض أن الكثافة متجانسة هناك (تشكل هذه الافتراضات نموذجًا مبسطًا للغاية للنجم). يكشف الحل الذي تم الحصول عليه للجزء الداخلي من الكرة عن التناقض التالي. بإضافة مادة إلى هذا الكرة المتجانسة .
يزداد نصف قطرها في نفس الوقت مع كتلتها. ومع ذلك ، تظهر الحسابات أنه يتجاوز حد الحجم (وبالتالي الكتلة) ، يصبح الضغط في مركز النجم لانهائيًا. لذلك لا يمكن أن يوجد نجم يتجاوز هذا الحد. ومع ذلك ، فإن افتراض كثافة منتظمة للمادة لا يتوافق مع روح النسبية ، لأن كثافة المادة .في هذه النظرية ليست كمية ثابتة (يمكن تحويل الكتلة إلى طاقة ويتحرك المراقبون فيما يتعلق ببعضهم البعض. لا تلاحظ ، لنفس الأشياء ، طاقات أو كثافات متطابقة للمادة).
عالكون بحسب جورج ليميتر : ام 1931
في أوائل الثلاثينيات من القرن الماضي .استوحى إدينجتون مرة أخرى من عمل تلميذه السابق ، مما أثار اهتمامًا شديدًا بمسألة أصل الكون. في عام 1931 . نشر عالم الفلك في كامبريدج مقالاً في مجلة Nature أعلن فيه. “فكرة أن الترتيب الحالي للأشياء له بداية تتعارض مع فلسفيًا. ردا على ذلك ، نشر ليميتر ، في نفس المجلة ، ملاحظة قصيرة تظهر أن الديناميكا الحرارية ونظرية الكم يتفقان .على إعطاء معنى فيزيائي لبداية العالم. في هذه المقالة ، يصف الحالة الأولية للكون حيث يتم تجميع كل كمية الطاقة في واحدة .
والتي يسميها “الذرة البدائية”. بصرف النظر عنه ، لا معنى لمفاهيم المكان والزمان. هذه الحالة “المنظمة” ذاتها غير مستقرة ، وتولد التدهورات المتتالية التي يمكن مقارنتها بالتحلل الإشعاعي تدريجيًا ، من الذرة البدائية ، المادة والمكان والزمان ، كما نعرفها اليوم. بالنسبة إلى ليميتر ، “مثل هذه البداية للعالم بعيدة بما يكفي عن الترتيب الحالي للأشياء بحيث لا تكون بغيضة على الإطلاق”. تكتسب فرضية التبشير لنظرية الانفجار العظيم الحديثة أرضية.
