مشكلة الأفق

وفقاُ لنظرية التضخم، في مرحلة الكون المبكر توسّع الكون بسرعة مضاعفة في جزءٍ من الثانية بعد الانفجار العظيم. هذه الفكرة طرحها العلماء في عام 1981 لحل العديد من المسائل الهامة في علم الكونيات. إحدى هذه المسائل هي مشكلة الأفق. لماذا درجة الحرارة هي نفسها في المناطق التي تبدو من المستحيل وجود أي تواصل بينها (أي تبادل حرارة أو طاقة أو معلومات)؟

فلتفترض للحظة أن الكون لا يتوسع. الآن تخيل لو أُطلق فوتون “أ” في وقت مبكر جدا في الكون وسافر إلى أن يصل القطب الشمالي من الكرة الأرضية، ومن ثم أُطلق فوتون آخر “ب” في نفس الوقت لكن في الاتجاه المعاكس للفوتون “أ”, سيسافر الفوتون “ب” إلى أن يصل القطب الجنوبي من الكرة الأرضية. هل من الممكن أن تتبادل هذه الفوتونات أي معلومات من الوقت الذي تم إطلاقها به؟ بالطبع لا. فالوقت الذي يستلزم به إرسال معلومات من الفوتون “أ” إلى الفوتون “ب” هو ضعف عمر الكون. وهكذا من غير الممكن أن حدوث أي تواصل بين هذه الفوتونات، فالفوتون “أ” خارج أفق الفوتون “ب” والعكس كذلك

لكن نحن نلاحظ أن الفوتونات التي تكون في اتجاهين متعاكسين لابد من أنها تواصلت بطريقةٍ ما، لأن إشعاع الخلفية الكونية الميكروي له بالضبط نفس درجة الحرارة في جميع الاتجاهات. وهنا يأتي التضخم الكوني في تفسير هذا الأمر

يمكن حل مشكلة الأفق هذه عن طريق فكرة أن الكون توسع بسرعة مضاعفة لفترة زمنية قصيرة بعد الانفجار العظيم. فقبل فترة التضخم هذه، كان الكون بأكمله متصل وله درجة حرارة متزنة، أي أن النقطة التي يقع بها الفوتون “أ” والنقطة التي يقع بها الفوتون “ب” كانتا متصلتين وحدث بينهما تبادل للمعلومات إلى أن حدث التضخم وابتعدتا، وهذا ما يفسر كون النقطتين تمتلكان نفس درجة الحرارة. أي أن المناطق المتباعدة جدا عن بعضها اليوم كانت في مرحلة الكون المبكر قريبة جدًا

إعداد ديانا القاسم

مراجعة: إسلام سامي

تصميم: Nesma Mahmoud

المصدر: http://www.ctc.cam.ac.uk/outreach/origins/inflation_zero.php