تحميل كتاب تاريخ موجز للزمان من الانفجار الكبير حتى الثقوب السوداء

ما الذي نعرفه عن الكون؟ ومن أين أتى الكون؟ وإلى أين يذهب؟ وهل للكون بداية؟

ملخص كتاب تاريخ موجز للزمان من الانفجار الكبير حتى الثقوب السوداء. تأليف ستيفن هوكينغ.

كيف تشكلت الأرض؟ من أين لنا بالأكسجين الذي نتنفسه؟ ومن أين ابتدأ الزمان؟ أسئلة رغم بساطتها الظاهرية، إلا أنها جعلت العلماء يتنافسون في خلق نظريات عديدة لها كأرسطو ونيوتن وآينشتاين. والآن وقد وصلنا إلى تطور علمي وتكنولوجي كبير، نتوقع أن القصة جاهزة لنرويها، لكن الحقيقة ليست كما توقعنا بالضبط. وحتى نصل إلى النقطة التي نستطيع إخباركم فيها بالحقيقة.

كتاب تاريخ موجز للزمن مترجم pdf

دعونا نعرف أولا ما هي أشهر نظريات بداية الكون؟ وكيف تكونت النجوم التي نتأملها ليلا أو كيف تشكلت الأرض التي نعيش عليها الآن؟ هذه الأسئلة وأكثر يجيبنا عنها أشهر علماء الفيزياء والكون على الإطلاق ستيفن هوكينغ. لذا تابعوا السطور التالية فنحن على وشك الانطلاق في رحلة عبر الزمن.

أزالت نظرية الانفجار العظيم الغموض حول بدء الكون

منذ بدء التاريخ، والإنسان يراقب كل ما حوله محاولا تفسير الظواهر الطبيعية وتفسير شكل الأرض وطبيعة الكون الذي يعيش فيه، فكان استنتاجه الأول أن الأرض مسطحة، إلا أن طرح الفيلسوف الإغريقي أرسطو دليلين على كروية الأرض، رافضا فيهما فكرة أن الأرض مسطحة، والدليلان هما أولا أن حالات خسوف القمر تحدث بسبب وقوع القمر بين الأرض والشمس، ويظهر ظل الأرض على القمر بشكل دائري، وذلك لا يصح إلا إذا كانت الأرض كروية الشكل. 

والدليل الثاني هو أن الإغريق قد لاحظوا خلال رحلاتهم أن النجم الشمالي يظهر في السماء على ارتفاع منخفض للناظر إليه من الجنوب، بينما يزداد ارتفاعه في السماء كلما اقتربنا من موقعه فوق القطب الشمالي. في العصور الوسطى. بدأت الكنيسة تستاء من النظريات الكونية التي تخالف المعتقدات الدينية السائدة آنذاك، وتتهم المفكرين بتأليف الخرافات لأنهم خالفوها. 

مما جعل بعض المفكرين ومنهم القس نيكولاس كوبرنيكوس ينشر أبحاثه دون التوقيع عليها باسمه خوفا من ردة فعل الكنيسة العنيفة. ثم توالى ظهور النظريات العلمية كجاذبية نيوتن ونسبية أينشتاين. لكن البحث عن بداية الكون كان أساس البحث في جميع العلوم الكونية حتى ظهرت نظرية الانفجار العظيم التي تقول إن كوننا بدأ من نقطة واحدة متناهية الصغر عظيمة الطاقة، ثم بدأ الكون يتمدد إلى أن وصل إلى حجمه الحالي، وهو لا يزال في توسع مستمر. لا تقلق سنشرح هذا بالتفصيل في الفصل الثالث وبشكل ممتع.

 ما زال العلماء يسعون إلى إيجاد نظرية واحدة تفسر الكون. لكن لا يمكننا الآن إلا أن نقسم هذه النظرية إلى عدة نظريات حتى نصل إلى درجة من العلم تجعلنا نثبتها بدلائل، أو أن تأتي نظرية أخرى تتفوق على سابقتها بأدلة أقوى. لهذا فإن علم الأكوان ما هو إلا تجربة لتحويل مشكلة كبيرة إلى مشاكل أصغر. ومحاولة حلها على شكل ألغاز ونظريات جزئية. والمشكلة الأولى التي يجب أن نحلها هل الزمان والمكان ثوابت أم متغيرات؟ وكيف ستؤثر الإجابة في الكون الذي نعرفه؟

اقرأ أيضاً

 كتاب آينشتاين

تثبت نسبية آينشتاين أن الزمان والمكان والجاذبية هي متغيرات في الكون وليست ثابتة

في الماضي كان يعتقد أن الأصل في الأجسام السكون إلا إذا تعرضت لقوة جعلتها تتحرك، وهو ما وصل إليه أرسطو. ثم جاء نيوتن ليثبت أنه إذا كان الجسم في حالة ساكنة فإنه سيبقى ساكنا، وإن كان متحركا بسرعة ثابتة في خط مستقيم، فإنه سيبقى مستمرا في التحرك بسرعة ثابتة ما لم تؤثر به قوة خارجية تجبره على تغيير ذلك. ثم انطلقت الفكرة التي جعلت نيوتن يثبت أن هناك قوة داخلية في الأرض تجعل الأجسام تنجذب إليها وهي الجاذبية الأرضية. وتعتمد قوة انجذب الجسم للأرض على كتلة هذا الجسم، مما يجعل الأجسام ذات الكتلة الكبيرة. 

الوزن الكبير تثبت على الأرض والأجسام الخفيفة تطير في الهواء. اتفق كل من أرسطو ونيوتن على أن الزمان ثابت، فلو تم قياس الزمن في الأرض مثلا فسيكون نفسه في كوكب المشتري لأن الزمان مستقل عن المكان. لكن آينشتاين كان له رأي مختلف تماما، فقد أكد في نظرية النسبية أن الزمن مرتبط بالمكان وبأنه متغير نسبة للجسم المتحرك. ثم طرح فكرة تأثر الزمان والمكان ببعضهما فلا مكان دون زمان. 

ولتبسيط ذلك لنتخيل المكان والزمان على شكل شبكة منحنية بوجود كتل صغيرة الحجم داخلها، ثم وقعت كتلة كبيرة الحجم عليها. ما سيحدث هو أن هذه الكتلة ستجذب لمحيطها الأجسام ذات الكتل الأصغر لأنها أدت إلى انحناء نسيج المكان والزمان، أي الشبكة بشكل أكبر من الكتل الأخرى.

مما يثبت أن هذه الأجسام الموجودة في الكون من كواكب ونجوم وغيرها تتأثر بالمكان والزمان بشكل مختلف عن بعضها حسب اختلاف كتلتها، وذلك لأن نسيج المكان والزمان ليس شكلا مستويا بل منحنيا. والآن لنعرف أكثر عن نظرية الانفجار العظيم.

بدأ الكون من نجم وكوكب بانفجار عظيم

قد تستغرب لكن غازات الهيدروجين والهيليوم هي العناصر الأساسية التي شكلت كوننا الحالي. وإليك كيف بدأت القصة. بدأ كوننا من ذرة متناهية الصغر وعظيمة الطاقة وشديدة الحرارة، ثم حدث انفجار كبير مما جعل الحرارة تتوزع بتمدد الكون ثم تقل تدريجيا. في هذه اللحظة كان الكون يتكون من الفوتونات وإلكترونات والجسيمات تسمى نيو تورينو، بالإضافة إلى مضادات هذه الجسيمات والبروتينات والنيوترونات حيث يتصادم الجسيم مع مضادة، وكلما استمر الكون بالتمدد تقل الحرارة وتستمر تصادمات الإلكترونات ومضاد ذاتها منشئة الفوتونات الضوئية. 

بالرغم من انخفاض الحرارة إلا أنها ما زالت ساخنة جدا لدرجة تقوم بالتأثير على البروتونات والنيوترونات. لتتوحد معا مكونة غاز الهيدروجين الثقيل. ثم توالت العناصر الأخرى بالظهور بناء على تفاعلات أخرى كليثيوم. والبريليوم وبعد ساعات من الانفجار الكبير. توقف إنتاج هذه العناصر لكن الكون استمر بالتمدد. واستمرت حرارته بالانخفاض في نقطة معينة. ونتيجة لقوة شد الجاذبية المعاكسة لاتجاه التمدد تبدأ أجزاء من الكون بالتقلص تدريجيا ثم الدوران ببطء. 

وكلما زاد التقلص زادت سرعة الدوران تماما. كالمتزحلقين على الجليد الذين يزداد دورانهم عندما يضمون أذرعهم للداخل لتتكون بذلك المجرات الدوارة والإهليجية. حينها تكون ذرات الهيدروجين والهيليوم على شكل سحب، لكنها سرعان ما تبدأ بالتفكك إلى سحب أصغر مما يؤدي إلى تصادمها ببعضها أكثر فتزيد الحرارة بشكل يكفي لبدء تفاعلات نووية اندماجية يحترق فيها الهيدروجين لينتج مزيدا من الهيليوم. فتنبعث الحرارة من جديد ويزيد الضغط وهكذا إلى أن تستقر السحب على حالها لفترة طويلة. 

هذه السحب هي النجوم التي نعرفها كالشمس الآن. لكن ماذا عن الكواكب؟ كيف تكونت؟ وكيف ظهر الأوكسجين الذي نتنفسه؟ تستمر النجوم بالإشعاع طاقتها الكامنة كحرارة وضوء إلى أن تستهلك الهيدروجين ثم تبدأ بالانكماش وتسخن أكثر، فيبدأ الهيليوم بالتحول إلى الغازات الأثقل كالأوكسجين والكربون. 

ثم في لحظة ما من تقلص النجم تكون كثافته عالية جدا فيحدث انفجار عظيم يطلق عليه فوق المتوهج سوبر نوفا، فتنتشر الغازات الأثقل في الفضاء، لكن كمية صغيرة من هذه الغازات تبدأ بالتجمع معا، وتتصلب مكونة أجساما تدور حول الشمس هي الكواكب كالأرض.

أثبتت دراسة النجوم وإشعاعها أن الكون يتمدد ويتأثر بقوانين الزمان والمكان

تختلف شدة وهج النجوم كما تختلف ألوانها، ففي كل نجم عناصر كيمياوية مختلفة تمتص ألوانا وتعكس أخرى. هذه الصفات ساعدت العلماء على قياس بعد وحركة المجرات التي بدورها أثبتت أنها لا تسير بعشوائية، بل تلتزم بقوانين الزمان والمكان في الكون، والدليل على ذلك أنها في البداية تتحرك مبتعدة عن الأرض بشكل مستمر، وكلما زادت المجرة بعدا عنا فإن سرعة ابتعادها عنا أيضا تزيد، مما يعني أن الكون ليس ثابتا بل يتمدد لأن المسافات بين المجرات تزيد مع مرور الوقت، وهذا يؤكد فكرة تمدد الكون. 

ساعدت فكرة تمدد الكون في صورة غير عشوائية العلماء في اكتشاف القوى والسرعات التي يسير بها الكون، فلو كان الكون يتوسع ببطء فإن الجاذبية ستتفوق عليه في لحظة ما فتجعله يتوقف ثم ينكمش، لكن الكون يتمدد بمعدل أكبر من قيمة معينة يجعله يتغلب على قوة الجاذبية.

 فيستمر بالتمدد تماما كالصاروخ عندما يسير بسرعة أكبر من سبعة أميال في الثانية مثلا سيتغلب على قوة شد الجاذبية له لإعادته إلى الأرض فيتمكن من خرق الغلاف الجوي، في حين لو انطلق بسرعة أقل فلن يتمكن من ذلك وسيعود إلى الأرض. والآن هل سمعت يوما بالثقب الأسود؟ بالتأكيد نعم، لكن هل تعرف كيف تكون؟

أصل الثقب الأسود هو انكماش نجم كبير على نفسه

قبل أن نشرح كيفية تكون الثقب الأسود. علينا أن نفهم كيفية تكون النجوم. إذ ينتج الثقب الأسود عند انتهاء غاز الهيدروجين من نجم أو بكلمة أبسط عند موت النجم. فلنعد إلى البداية. ذكرنا سابقا أن النجوم تتكون من تجمع غاز الهيدروجين غالبا، لكنها تبدأ بالانكماش فتتصادم الذرات ببعضها ثم تزداد حرارتها مشكلة غاز الهيليوم. هذا التفاعل هو ما يعطي النجم ضوءا ساطعا ولونا معينا. 

لكن في النهاية ستنتهي كمية الهيدروجين الموجودة. والعجيب أنه كلما زادت كمية الغاز المتجمعة في بداية تكوين النجم انتهت الكمية أسرع. وعندما يزيد انكماش النجم على نفسه بسبب الضغط، يصعب تحديد الضوء الخارج منه بسبب قوة الجاذبية التي تصل إلى درجة لا تسمح حتى للضوء بالمرور فيتكون بذلك الثقب الأسود. 

عند انهيار هذا النجم. هل استنتجت لما سمي بالأسود بالضبط لأنه لم يسمح للضوء بالمرور بل قام بامتصاصه؟ سننتقل الآن إلى فكرة لا تجدها إلا في أفلام الخيال العلمي وهي الانتقال عبر الزمن، فهل هي ممكنة الحدوث حقا؟ وما علاقة الثقوب السوداء بها؟

تعد الثقوب الدودية ممرات تنقلك من زمكان إلى آخر

لعل الجميع شاهدوا قصص العبور والسفر عبر الزمن في الأفلام والمسلسلات الخيالية، ولكننا لم نصدقها يوما. ولكن خلال دراسة آينشتاين للنسبية فإنه أوضح أن هناك ما يسمى بـالجسور الكونية التي قد تجعل الإنسان قادرا على الانتقال بالزمن، وهو ما نعرفه الآن باسم الثقب الدودي، ويعتقد أنه موجود داخل الثقوب السوداء نفسها. تعمل الثقوب الدودية كممرات زمكانية، أي أنها لا تنقلك إلى مكان مختلف وحسب، بل وإلى زمان مختلف، لكنها أبعد ما تكون عن التطبيق في وقتنا الحالي. 

لماذا؟ لأننا لو فرضنا أن مركبة فضائية استطاعت المرور عبر ثقب دودي إلى المستقبل مثلا، فعليها أن تجد ثقبا دودي آخر يعيدها للماضي لترجع إلينا وتخبرنا بالنتائج وهذا مستحيل، وهذا ما يجعل فكرة السفر عبر الزمن غير قابلة للتطبيق. ذكرنا في الفصل الأول أن جهود العلماء اتجهت لتجميع نظريات الفيزياء كافة في نظرية واحدة. فهل نحن على وشك تحقيق الهدف بعد كل ما تعلمناه إلى الآن؟

فشل محاولات الكثير من العلماء لجمع الفيزياء في نظرية واحدة

سعى العلماء إلى توحيد الفيزياء، بمعنى أن يجد أحدهم نظرية واحدة نهائية توحد جميع نظريات الفيزياء، وهو ما كان يصعب فعله سابقا بسبب كثرة النظريات وتشتتها. ولم تكن فكرة توحيد الفيزياء شيئا عابرا، بل هو مطمح لكثير من الفيزيائيين والعلماء منهم أينشتاين الذي حاول جاهدا أن يجد حلا لهذه المشكلة، إلا أنه لم يستطع. ولكن يميل بعض العلماء إلى الاعتقاد بأن الجاذبية الفائقة Supergravity هي الإجابة على مشكلة توحيد الفيزياء، فهي الطريقة التي يمكننا بها دمج قوانين الجاذبية مع النسبية العامة مع القوى الأخرى للخروج بنظرية وحيدة للفيزياء. 

ولكن مع حلول عام ألف وتسعمائة وأربعة وثمانين، تحول العلماء إلى وصف نظرية الأوتار باعتبارها النموذج الأفضل لجمع كل النظريات الفيزيائية معا. وتصف هذه النظرية كل الجسيمات في الكون على أنها أوتار متصلة حلقياً ومنفصلة عن بعضها، أو بشكل أبسط تخبرنا أن الكون ليس وحيدا، بل هناك أكوان عديدة متداخلة ببعضها. لكن لكل كون قوانينه الخاصة به. 

لكن هل من الممكن حقا أن تكون هناك نظرية موحدة للفيزياء ككل؟ هناك ثلاث احتمالات وهي. أولا لو كانت هناك نظرية موحدة فعلا، فإننا سنكتشف في النهاية. والثانية هي أنه لا توجد نظرية نهائية وموحدة للكون. وثالثة هي أن الكون نفسه. ليس له نظرية أصلا، بل إن كل ما يجري في الكون عشوائي تماما.

ملخص كتاب تاريخ موجز للزمن

إننا نجد أنفسنا في عالم محير. ونحن نريد أن نجعل ما نراه من حولنا شيئا معقولا. ونسأل ما طبيعة الكون؟ ما مكاننا فيه؟ ومن أين أتينا نحن والكون؟ ولماذا يكون كما هو عليه؟ حتى نحاول الإجابة عن هذه الأسئلة فإننا نتخذ صورة ما للعالم. وكما أن برجا لا متناهيا من السلاحف التي تسند الأرض المسطحة هي إحدى صور العالم هذه. فإن نظرية الأوتار الفائقة هي مثل ذلك تماما، فكلاهما نظرية عن الكون، وإن كانت الأخيرة رياضية ودقيقة بدرجة أكبر بكثير من الأولى.

هل وجدت هذه النظريات مربكة؟ حسنا هذا ليس إلا قطرة في بحر. فما زال هناك العديد من المفارقات أي التناقضات الظاهرية الفيزيائية والمبنية على ما سبق من النظريات كمفارقة الجد التي تقول إنك لو استطعت العودة بالزمن للماضي وقتلت جدك، ثم عدت إلى الحاضر فهذا يعني أنك لن تكون موجودا، لأن أباك حينها لن يكون موجودا، وإن كنت غير موجود، فكيف استطعت؟ إذن العودة بالزمن لتقتل جدك؟ هذا بالإضافة إلى مفارقات أخرى كالـحلقة السببية وقطة شرودنغر. 

رغم كثرة قوانين الفيزياء إلا أنها ما زالت مرنة تتيح لنا الخيال ووضع نظريات جديدة محاولين في كل مرة إيجاد نظرية شاملة. لكوننا الذي بدأ من الانفجار العظيم، ثم تشكلت نجومه وكواكب وبه من العناصر الرئيسية الهيدروجين والهيليوم وما زال يتمدد إلى يومنا هذا مشكلا الثقوب السوداء والثقوب الدودية متحديا العلماء لفك كل أسراره التي لا تنتهي.

تحميل كتاب تاريخ موجز للزمان pdf برابط مباشر على موقعنا مكتبة اقرأ كتابك. اضغط هنا لتحميل الكتاب.

قراءة كتاب تاريخ موجز للزمان pdf مباشرة أونلاين بدون تحميل على موقعنا. اضغط هنا لقراءة الكتاب.