
لا يكف عقل الانسان عن طرح الأسئلة حول الكون ومصيره، فكلما عثر على جواب برز سؤال جديد، فبعد ان ثبت ان الكون قد ولد جراء انفجار كبير من كتلة صغيرة لا يزيد حجمها على رأس الدبوس، فإن ثمة اسئلة عدة تطرح نفسها، ما مادة بناء الكون؟ وما حدود اتساعه؟ وما القوى التي تمسكه؟ وما مصيره؟ وهل سيظل يتمدد ويتوسع باستمرار أم ان له نهاية؟ الواقع أنه قبل الخوض في مصير الكون، لا بد ان نعلم شيئاً عن مادة بنائه والقوى المتواجدة فيه، فعلى المستوى البدائي جداً، يعتقد العلماء ان مادة الكون عبارة عن نشارات يطلق عليها فيرميونات وهي من الصغر الى درجة ان تريليوناً منها يجب ان تصطف جنباً الى جنب، لتشكل عرض شعرة الرأس، والفيرميونات على نوعين: فهي اما لبتونات أو كواركات. ففي حين تكون اللبتونات فردية، نجد أن الكواركات تلتحم مكونة جسيمات عنقودية. وتنقسم اللبتونات الى ستة أنواع: ثلاثة منها ذات شحنة سالبة وثلاثة بلا شحنة، والأنواع الثلاثة المشحونة هي الالكترونات والميونات والتاوسات، وتعتبر هذه الأخيرة الاثقل وزناً ولها كتلة تساوي ضعفي كتلة ذرة الهيدروجين. أما الثلاثة غير المشحونة، فتسمى النيوترينوات وهي كلمة ايطالية تعني المحايد الصغير وليس لها وزن الى درجة ان الفيزيائيين يعتقدون أنه ليس لها كتلة على الاطلاق. نقل القوى الكونيةوثمة اجسام مهمتها نقل القوى الكونية الاربع من فيرمون الى آخر تسمى البوزونات، ولكل قوة من هذه القوى الاربع، نوع خاص من البوزونات حيث يطلق على البوزون الذي ينقل القوة النووية الشديدة، تعبير غلوونات وتمكن تسميتها كذلك بالفرائيات لأنها تشد الكواركات والبروتونات والنيوترونات الي بعضها بعضاً. وهناك البوزونات الوسيطة التي تنقل القوة النووية الضعيفة وهي مسؤولة عن تغير الجسيم النووي من نوع الى آخر خلال عملية الإنحلال الاشعاعي، وثمة جسيمات يطلق عليها الفرافيتونات أي الجواذب وهي المسؤولة عن نقل الجاذبية. وأخيراً وربما ليس آخراً هناك الفوتونات التي تنقل القوى الكهرومغناطيسية.نظرية الأوتاروكان آينشتاين قد تحدث عن ابعاد اربعة للكون وفق نظرية النسبية، لكن العلماء المعاصرين يتحدثون عن كون تتراوح ابعاده بين عشرة ابعاد وستة وعشرين بعداً لكنها ابعاد لا تمكن ملاحظتها كما لا يمكن قياسها لأنها تعود الى حالة فيزيائية لا تمكن مقاربتها.ويرجع منشأ هذا الاستنتاج، الى نظرية الأوتار الفائقة التي تعتبر اليوم، احدث طرح علمي فيزيائي لنشوء الكون، وتعود هذه النظرية الى العالم الايطالي غابرييل فنتزيانو الذي رأى في ستينات القرن العشرين ان السلوك المحير للجسيمات دون الذرية يفترض وجود وحدات هي اشبه بخيوط مطاطة مهمتها ربط نواة الذرة بعضها الى بعض، وكان ذلك قبل ان يقرر العلماء بأن الكواركات هي الوحدات الأساسية للمادة، لكن مع بروز نظرية الكواركات نسي العلماء نظرية الأوتار الفائقة، الى أن اعاد بعثها مجدداً عالمان هما: الامريكي جون شفارتز والبريطاني مايكل غرين. ووفقاً لهذين العالمين، فإن هذه الأوتار الافتراضية تقع داخل الجسيمات الأساسية الأكثر بساطة من حيث التركيب وذلك على شكل طاقة مفتوحة أو مقفلة كحلقة. وتهتز هذه الأوتار مبينة خصائص مختلفة باختلاف ابعادها الفضائية، ويبلغ طول الوتر وحدة بلانك نسبة للعالم ماكس بلانك 10 مرفوعة الى القوة -32 من المليمتر أي جزء من بليون بليون جزء من قطر نواة الذرة.ويقول الباحثون ان اهتزازات هذه الأوتار هي التي تسبب احدى الحركات الدائرية الأساسية في الافلاك الذرية فحينما تنغلق الأوتار على بعضها مشكلة حلقة فإنها تتسبب بنوع آخر من دوران الافلاك، وهذا النوع هو المسؤول عن قوة الجاذبية. وإذا اتجهت حركة الاهتزازات بحسب عقارب الساعة فتكون عندئذ ذات ابعاد عشرة أما إذا اتجهت عكس ذلك، فتشكل 26 بعداً. الثقوب السوداءومن الضروري الحديث بشكل مفصل بعض الشيء عن الثقوب السوداء والقوة الرابعة الجاذبية لأنها هي التي نشعر بها في عالمنا الواقعي. وتعتبر قوة الجاذبية المسؤولة عن ظاهرة الثقوب السوداء التي يكثر الحديث عنها باعتبارها واحدة من اغرب ظواهر الكون.والثقوب السوداء تعبير حديث صاغه العالم الامريكي جون ويلر ليعبر عن ظاهرة محيرة تعود الى ما لا يقل عن مئتي عام، يوم كانت تسود الأوساط العلمية نظريتان حول الضوء: النظرية القائلة بأن الضوء مكون من جسيمات والأخرى القائلة بأن الضوء هو موجات. وقبل ان يستقر الرأي على أن كلتاهما صحيحتان، كان من الصعب فهم الطريقة التي يتأثر بها الضوء بالجاذبية، لأنه إذا اعتبرنا ان الضوء مكون من جسيمات، فإن ذلك سيدفعنا الى الاعتقاد بأن الضوء يتأثر بالجاذبية تماماً كما تتأثر قذيفة المدفع والصاروخ والكواكب، وحينما تم الاستنتاج بأن الضوء يسير بسرعة ثابتة، بدا واضحاً ان للجاذبية أثراً كبيراً تلعبه على الضوء.وانطلاقاً من هذا الأمر كتب عالم انجليزي يدعى جون مايكل عام ،1783 ان النجم إذا بلغ حداً معيناً من الضخامة وكثافة الكتلة، فسيتوفر له حقل مغناطيسي قوي الى الحد الذي يمنع الضوء من الخروج منه، بل سينجذب اليه من جديد قبل ان يبتعد عائداً الى قلب الكتلة النجمية. وقد اطلق على هذه النجوم أو الاجرام اسم ثقوب سوداء لعدم قدرة الضوء على الخروج منها ولاستحالة أي شيء المرور بجانبها نظراً لطاقتها الهائلة على امتصاصه.ويشير العلماء الى ان بعض النجوم تنكمش استناداً الى مقدار كتلتها الى حد معين فتتقزم ثم تتوقف عن الانكماش، في حين ان نجوماً ذات كتل أكبر تجابه مشكلات مختلفة عندما ينتهي وقودها، فقد تنفجر أو تتخلى عن بعض مادتها لتخفيف كتلتها متجنبة بذلك الانهيار الكلي، لكن بحسب ستيفان هوكينج فإن هذا الافتراض غير صحيح لأنه من غير المعقول ان تعرف النجمة بأن عليها ان تخفف من وزنها. ومع ذلك يميل العلماء الى الاعتقاد بأن آلية الانكماش تقف عند حد معين لا تتجاوزه.تفسير جديد ومن الذين تابعوا هذا الموضوع عن كثب العالم الأمريكي روبرت اوبنهايمر أحد آباء القنبلة الذرية الذي اعطى تفسيراً للثقوب السوداء مستمداً من النظرية النسبية، خاصة على صعيد انحناء الضوء، فرأى ان النجم حينما ينكمش فإن قوة الجاذبية فيه تشتد ويبدأ الضوء المنبعث منه بالانحناء والالتواء نحو الداخل مما يجعل من الصعب على الضوء مغادرة مصدره. وحينما تزداد الانكماشات وبالتالي الجاذبية، يتعذر على الضوء الانفكاك ويظل اسير قوة الجاذبية وسرعان ما يتحول النجم الى ما يعرف بالثقب الأسود، والغريب ان الثقوب السوداء لا تكتفي بامتصاص كل ما يقع عليها بل تجذب اليها كل ما من شأنه ان يمر بجانبها، فالمجال المغناطيسي للثقب الأسود يؤدي الى تباطؤ الزمان بالنسبة للجسم المقترب منه قياساً الى ما يسجله المراقب الخارجي الذي سيشاهد الجسم يقترب من الثقب، الى ان يقف أمامه دون ان يدرك حافته التي تسمى بأفق الحدث المحيط بالثقب. وهناك تؤدي جاذبية الثقب الى تمزيق الجسم وابتلاعه، وتتولد حالة يطلق عليها الفردانية، حيث تصبح كثافة المادة غير محدودة كما ان انحناء الزمان والمكان يغدو لا نهائياً، وتعجز حتى نظرية النسبية عن تفسير ما يحدث، وتتحطم معه كل القوانين الفيزيائية المعروفة. مصير الكونضمن إطار العلم، ثمة ثلاثة أجوبة تنطلق جميعها من نظرية تمدد الكون، والجواب الصحيح يتوقف على رقم بالغ الأهمية هو معدل كثافة المادة في الكون. وهذا الرقم يحدد ما اذا كانت الجاذبية ستتدخل في النهاية أم لا لوقف تمدد الكون وبالتالي تحديد مصيره. فإذا كان معدل كثافة الكتلة في الكون، هو دون 3 ذرات هيدروجين، لكل متر مكعب، فإن الكون الرباعي الابعاد، هو كون مفتوح يشبه سطحه سرج الحصان، وهو سوف يتمدد دائماً الى أن تبتعد كل ذرة عن الأخرى حتى يصل الكون الى بروده كلية. وإذا كانت كثافة المادة هي فوق النقطة الحرجة، فمعنى ذلك ان الكون مقفل وكروي الشكل، وستعمل قوى الجاذبية على وقف التمدد وتسحب الكون مجدداً الى ذاته الى ان يسحق نفسه كلياً. وأخيراً، إذا كانت هذه الكثافة مساوية للقيمة الحرجة، فمعنى ذلك ان الكون مسطح وسوف تؤدي الجاذبية الى تباطؤ توسعه ولكنها لن تكون قادرة على وضع حد نهائي لذلك.والآن، تشير الدراسات والحسابات الى أن كثافة المادة هي دون القيمة الحرجة بما يتراوح بين 10 100 ضعف مما يعني ان الكون مفتوح، لكن لا يوجد اجماع على ذلك لأن تسعة وتسعين في المائة من مادة الكون غير مرئية مما يجعل افتراضات العلماء الحالية غير مؤكدة الى أن يتم الكشف عن كثافة المادة الحقيقية وفي ذلك رحلة طويلة سيخطوها العلم حتى يتمكن من الكشف عن المادة التي يتألف منها الكون بالفعل.
