تويت
استكشاف الضبط الدقيق للكون
ROBIN COLLINS
This fine-tuning falls into three major categories: that of the laws of nature, that of the constants of physics, and that of the initial conditions of the universe, each of which we shall explore )
الترجمةالترجمة : روبن كولينز
الترتيب الدقيق لبنية الكون من اجل الحياة يُدعى الكون من أجل الحياة يسمى "الضبط الدقيق للكون" ينقسم هذا الضبط إلى ثلاث فئات رئيسية: قوانين الطبيعة، وثوابت الفيزياء، والظروف الأولية للكون، والتي سوف نستكشف كل منها.
]What is meant by fine-tuning? The physical laws of nature, when given mathematical expression, contain various constants or quantities, such as the gravitational constant or the density of the universe, whose values are not mandated by the laws themselves; a universe governed by such laws might be characterized by any of a wide range of values for such variables. By “fine-tuning” one typically means that the actual values assumed by the constants and quantities in question are such that small deviations from those values would render the universe life-prohibiting. Various examples of cosmic fine-tuning can be cited. The world is conditioned principally by the values of the fundamental constants.When one assigns different values to these constants or forces, one discovers that... Just a slight variation in some of these values would render life impossible.[
الترجمة : ما هو المقصود بالضبط الدقيق ؟ تحتوي قوانين الطبيعة الفيزيائية ، عند إعطائها تعبيرًا رياضيًا ، على ثوابت أو كميات مختلفة ، مثل ثابت الجاذبية أو كثافة الكون ، وقيمهما ليست مفروضة من قبل القوانين نفسها ؛ يمكن أن يتميز الكون الذي تحكمه مثل هذه القوانين بأي نطاق واسع من القيم لمثل هذه المتغيرات. يعني "الضبط الدقيق" أن القيم الفعلية التي تفترضها الثوابت والكميات المعنية هي تلك التي تجعل الانحرافات الصغيرة عن تلك القيم تجعل الكون يحجب الحياة. يمكن الاستشهاد بأمثلة مختلفة من الضبط الكوني الدقيق. العالم مشروط بشكل أساسي بالقيم الأساسية عندما يقوم أحدهم بتعيين قيم مختلفة لهذه الثوابت أو القوى ، يكتشف المرء أن .... مجرد اختلاف طفيف في بعض هذه القيم سيجعل الحياة مستحيلة.
فمعناه أن الثوابت الأساسية و مقادير الطبيعة تقع في نطاق ضيق جدًا، لدرجة أنّ أي تغير صغير ولو بمقدار سمك شعرة بالإنسان في الثوابت الأساسية لن يسمح بوجود اي شكل من أشكال الحياة .
اولا : الظروف الكونية الأولية :
(كلما فحصت الكون أكثر، ودرست تفاصيل معماره، وجدت دلائل متنامية على أن الكون بمعنى من المعاني كان يعلم أننا قادمون). فريمان دایسون
من يتأمل الكون ويدرس خصائصه يجد توازنا دقيقا، ومن الصعب جدا إنكار أن قوة عاقلة ومدركة قامت بإنشاء بنية هذا الكون المستندة على بنية حساسة جدا... فالحسابات الرقمية الحساسة والموجودة في أسس التوازنات الكونية دليل قوي على وجود تصمیم خلال نطاق الكون». إن الكون كله مصمم بشكل خاص لدعم الحياة، والجنس البشري هدف و غرض أساسي من ذلك، وبشكل عام: فجميع الأوجه من حجم المجرات إلى سعة الماء الحرارية تشير إلى أن وجود الكون من أجل البشر حقيقة مركزية". ومن يتأمل جيدا.. يجد أن كل ما في الكون محکوم بقوانين، وذلك؛ لأنه يحتاج إلى شروط في وجوده، ولهذا؛ فكل ما في الكون ناقص يفتقر إلى موجده، وهذا ليس ادعاء أجوف، ولكنه حقيقة مبنية على دراسة الكون من مستواه المجري إلى المستوى الذري - كما سنرى -.
أولا : الحدود الكونية :
١- سرعة التمدد الكوني:
حاليا يعتقد العلماء بأن الكون بدأ بانفجار عظیم big bang، وهو ليس حدثا عشوائيا - كما نظن (نحن) بأن كل انفجار يشتت المادة، ويعتبرها دون نظام – ولكن الانفجار الكبير عمل عکس هذا بشكل محفوف بالأسرار، فقد عمل على تجميع المادة معا لتشكل المجرات. فلقد أضافت نظرية الانفجار الكبير أدلة أخرى تثبت أن الكون ځلق بتقدير دقیق و نظام رائع، فانفجار بهذه القوة لا يحتمل أن ينتج عنه أي نظام أو إتقان، ولكننا نجد العلماء يخبروننا أن الانفجار قد صاحبه دقة بالغة وإحكام رائع؛ لينتج لنا هذا الكون البديع، فسرعة توسع الكون التي تلت الانفجار مباشرة = سرعة حرجة جدا لدرجة أنها لو كانت في الثانية الأولى من الانفجار أقل من قيمتها بمقدار جزء من مليون في مليار.. لانهار الكون على نفسه قبل أن يصل إلى وضعه الحالي، حيث توصل الآن جوث أيضا إلى نتائج مذهلة للغاية، إذ توصل إلى أن الدقة في سرعة تمدد الكون تصل إلى نسبة 1 إلى .. ۰)، ولقد قام الفيزيائي الشهير (بول ديفيز) بإجراء أبحاث عديدة للتوصل إلى إجابة عن هذا السؤال وانتهى إلى نتيجة مدهشة، وهي:
" أن أي تغير في سرعة تمدد الكون مهما كان ضئيلا حتى لو كان بنسبة 1 إلى مليار مليار أو ١٠/١ قوة ١٨؛ لما استطاع الكون أن يظهر إلى الوجود".
وكذلك أشار (هوكينج):
إذا كان معدل التمدد بعد ثانية واحدة من الانفجار الكبير أصغر بمقدار حتى ولو جزء واحد من مئة ألف مليون مليار؛ لانهار الكون ثانية على نفسه قبل أن يصل إلى حجمه الحالي... الحقيقة الواضحة بخصوص الثوابت الكونية تؤكد على أنها صممت بعناية تتيح الحياة وبمنتهى الضبط المدهش".
يقول (بول ديفيز ):
لقد دلت الحسابات على أن سرعه توسع الكون تسير في مجال حرج للغاية، فلو توسع الكون بشكل أبطأ بقليل جدا عن السرعة الحالية.. لتوجه إلى الانهيار الداخلي بسبب قوة الجاذبية، ولو كانت هذه السرعة أكثر بكثير من السرعة الحالية.. لتناثرت ماده الكون وتشتت، ولو كانت سرعة الانفجار تختلف عن السرعة الحالية بمقدار جزء من مليار جزء.. لكان هذا كافيا للإخلال بالتوازن الضروري. لذا؛ فالانفجار الكبير ليس انفجارا اعتیادیا بل عملية محسوبة جيدا و منظمة من جميع الأوجه.
وكذلك أشار (مارتن ریس) قائلا:
إن سرعة التمدد، والمحتوى المادي للكون، وقدرات القوى الأساسية، يبدو أنها قد كانت متطلبا أساسيا لظهور هذا الموطن الكوني الملائم الذي نعيش فيه. ويتوسع الكون بمعدل متسارع، حيث يعتقد العلماء أنه تأثير يرتبط بكيان غريب نوعا ما، وهي الطاقة المظلمة المرتبطة بالفضاء نفسه. يمكن أن تقترح فيزياء الكوانتم مصدرا ممكنا لهذه الطاقة، فالفراغ هو الحالة الأدنى من الطاقة للنظام، ولكنه ليس حالة فارغة لا يحدث فيها شيء. (لا يسمح مبدأ عدم اليقين لهایزنبرج بحالة خامدة تماما يمكن للشخص فيها أن يعرف ما يحدث وسرعته). وهو ما ترتب عليه ظهور تقلبات مستمرة للفراغ في الكيانات، وتختفي بنشاط دون توقف. يولد ذلك طاقة الفراغ التي تملأ الفراغ، وينتج تقدير حسابي لحجم طاقة الفراغ هذه رقما مرتفعا جدا، فالطاقة المظلمة المشاهدة هي أصغر من هذا التوقع بمقدار 120-10 إذا لم يكن الكون مضبوطا لهذه الدرجة المذهلة.. فإما أن يتبعثر الكون أو أن ينهار اعتمادا علي الطاقة الغالبة) بسرعة لا تصدق ، والتى تقضي تماما علي أي احتمال لنشأة الحياة فيه).
۲ - الدقائق الثلاث الأولى:
منذ اللحظة الأولى والكون يسير طبق خطة محكمة ونظام متقن، ولقد ألف (ستيفن واینبرج) (Steven Weinberg) كتابا تحت عنوان «الدقائق الثلاث الأولى من عمر الكون»، وصف خلاله كيف كانت دقة الأحداث الأولية في هذه الدقائق الثلاث، ولنأخذ الإلكترونات والبوزيترونات على سبيل المثال: عندما تتجمع الإلكترونات والبوزيترونات معا فتنتج الطاقة، لذا تحظى أعداد كلا الجسيمين بأهمية بالغة، ولنقل إن ۱۰ وحدات من الإلكترونات اجتمعت مع ۸ وحدات من البوزيترونات في هذه الحالة ستتفاعل 8 وحدات من وحدات الإلكترونات العشر مع 8 وحدات من البوزيترونات وتنتج طاقة. ونتيجة لذلك؛ تتحرر وحدتان من الإلكترونات، وبما أن الإلكترون هو أحد الجسيمات المكونة للذرة التي تعتبر وحدة بناء الكون.. فيجب أن يكون الإلكترون متوافرا بالكميات اللازمة في هذه المرحلة كي ينشأ الكون. وإذا كان عدد البوزيترونات أكثر من عدد الإلكترونات، فستتبقى البوزيترونات بدلا من الإلكترونات نتيجة للطاقة المحررة، ولم يكن الكون المادي ليتكون مطلقا. وإذا كانت أعداد البوزيترونات والإلكترونات متساوية؛ فلن ينتج شيء غير الطاقة ولن يتبقى شيء لتكوين الكون المادي. ومع ذلك.. فإن هذه الزيادة في عدد الإلكترونات تم ترتيبها بطريقة تضاهي عدد البروتونات في الكون عند الزمن التالي لهذه اللحظة، وسنجد في الذرة التي ستكون لاحقا أن أعداد الإلكترونات والبروتونات متساوية. لقد تحددت أعداد الجسيمات الناتجة عن الانفجار العظيم من خلال حسابات دقيقة أدت في النهاية إلى تكوين الكون المادي. هذا الدور الحاسم الذي يقوم به التفاعل بين هذه الجسيمات يجعل الكون لو كان في الدقائق الأولى القليلة مؤلفا حقا من أعداد متساوية تماما من الجسيمات والجسيمات المضادة.. لكانت كل هذه الأعداد قد مرت؛ نتيجة لانخفاض درجة الحرارة إلى أقل من ۱,۰۰۰ مليون درجة، ولما تبقى شيء غير الإشعاع، ويوجد دلیل مقنع جدا ضد إمكانية حدوث ذلك، وهو: أنا موجودون هنا! ولا بد أنه كانت هناك زيادة في عدد الإلكترونات عن البوزيترونات، وفي عدد البروتونات عن مضادات البروتونات، وفي عدد النيوترونات عن مضادات النيوترونات، وذلك؛ لكي يتبقى شيء بعد تدمير الجسيمات و الجسيمات المضادة، فيستطيع أن يقدم مادة الكون الحالي.
3- كثافة الكون:
• يخضع توسع الكون إلى اثنين من العوامل: كثافة كتلة فضاء الكون، وكثافة طاقته التي تشير إلى درجة مذهلة من الضبط الدقيق، في الواقع: من أجل أن تكون الحياة ممكنة في الكون.. فلا بد من الحصول على النجوم والكواكب الضرورية للحياة المادية، بحيث يجب أن يكون مقدار کثافة الكتلة على ما يرام ضبطها لجزء أفضل من واحد في 6010، ومقدار كثافة طاقة الفضاء مضبوطة حتى جزء من واحد من 12010 فكثافة الكون (The Density of the Universe) يجب ضبطها عند زمن بلانك (Planck's time) إلى 60 علامة عشرية، من أجل أن يسمح الكون بوجود حياة".
• بعد الانفجار العظيم.. فإن الكثافة الضخمة في هذا الوقت شكل رقما هائلا، فوفقا للحسابات بصل مقدار كثافة الكتلة الموجودة في تلك المرحلة إلى 3.8 بليون كيلوجرام لكل لتر، وقد يكون من السهل حسابيا التعبير عن هذا الرقم المشار إليه بملايين الكيلوجرامات، وكتابته على الورق، ولكن من المستحيل إدراك هذا الرقم بالضبط، ولإعطاء مثال بسيط جدا يعبر عن ضخامة هذا الرقم.. فيمكننا القول بأنه إذا كان لجبل إفرست في الهمالايا هذه الكثافة نفسها.. فسيكون باستطاعته أن يبتلع عالمنا في لحظة ما بقوة الجاذبية المتوفرة لديه، وتتمثل أكثر السمات تمييز اللحظات التالية في أنه بحلول ذلك الوقت تكون درجة الحرارة قد وصلت إلى مستوى أقل بدرجة كبيرة، وفي تلك المرحلة: يكون عمر الكون تقریبا 14 ثانية، ودرجة حرارته ۳ بلايين درجة، ويستمر في التمدد بسرعة رهيبة، وهذه هي المرحلة التي بدأ فيها تكوين النوى الذرية المستقرة، مثل نوئ الهيدروجين والهيليوم، فعندئذ كانت الظروف مواتية لكي يوجد بروتون واحد مع نيوترون واحد، ولأول مرة بدأ هذان الجسيمان (اللذان تقع كثافتهما عند الخط الفاصل بين الوجود واللاوجود) يقاومان - بسبب قوة الجاذبية - معدل التمدد الهائل، ومن الواضح: أننا أمام عملية واعية وموجهة بشكل فائق، فقد أدى انفجار ضخم إلى ظهور توازن هائل ونظام دقيق، وقد بدأ تجمع البروتونات والنيوترونات معا لتكوين الذرة (وحدة بناء المادة)، وبالتأكيد.. فمن المستحيل أن تمتلك هذه الجسيمات القوة والوعي الضروريين لتكوين التوازنات الدقيقة اللازمة لتكوين المادة، وأثناء الفترة التالية لتكوين الذرة انخفضت درجة حرارة الكون إلى بليون درجة، وتعادل درجة الحرارة هذه ستین ضعف درجة الحرارة الموجودة في قلب شمسنا، ولم يمر سوى ٣ دقائق وثانيتان منذ اللحظة الأولى وحتى هذه اللحظة، وبحلول ذلك الوقت أصبحت جسيمات دون ذرية مثل الفوتون والبروتون، ومضاد البروتون، والنيوترين، ومضاد النيوترين.. متوافرة بكثرة، وتجدر الإشارة هنا إلى أن كميات جميع الجسيمات الموجودة في هذه المرحلة وتفاعلاتها مع بعضها البعض تقوم بدور حاسم جدا، لدرجة أن أقل تغيير في كمية أي جسيم سيدمر مستوى الطاقة الذي تحدده هذه الجسيمات، ويمنع تحول الطاقة إلى مادة"؟.
فسرعة تمدد الكون تتحدد بكثافته، فإن كانت الكثافة في الكون الأولى جسم سیدمر الطاقة إلى مادة".
فسرعة تمدد الكون تتحدد بكثافته، فإن كانت الكثافة في الكون الأولي مرتفعة جدا.. فالجاذبية ستسيطر على الوضع سريعا وتبطئ تمدد الكون، ومسبية انهياره على نفسه في انهيار داخلي رهيب قبل أن تجد الحياة فرصتها للظهور والتطور من الطرف المقابل، فلو كانت الكثافة للكون الأولي قليلة جدا.. فإن الكون سيتمدد بسرعة مفرطة، وسيتغلب تماما على قوة الجاذبية من عزم الطرد إلى الخارج نتيجة الانفجار، وفي هذا السيناريو الأخير لن تتشكل الكواكب والنجوم والمجرات مطلقا، وستشتت المادة والطاقة عبر الكون في حساء ممدد لا حياة فيه". وهكذا إن كانت الحياة ستوجد في كون يتمدد، فيجب أن يكون للكون كثافة حرجة محددة، ولنقل: إنه من حسن الحظ أن الكثافة الحقيقية للكون اليوم تقع تماما قريبة جدا من الكثافة الحرجة، وكنتيجة لهذا؛ فتمدد الكون لم يكن مفرطا في السرعة أو مفرطا في البطء، لقد كان صحيحا و مناسبا. وبالتالي.. لتكون سرعة التمدد في الكون ملائمة للحياة اليوم؛ فإن الكثافة الحقيقة للكون في بداية الانفجار العظيم (عند حدود الجزء 10-43 من أجزاء الثانية لا يمكن أن تنحرف عن الكثافة الحرجة باكثر من جزء واحد من 5910 جزءا).
4 - حجم الكون
كوننا ضخم جدا، وهو ما يبدو في البداية كدليل على عدم أهميتنا في المخطط الكوني. في الواقع: إنه مستلزم (ضروري) لوجودنا. هذا لا يعني عدم إمكانية وجود کون أصغر من كوننا، ولكن لا يمكننا الوجود فيه).
إذ يجب أن يكون حجم الكون وعمره كبيرين بما فيه الكفاية. يمكن أن يكون هناك أكوان توسعت ثم انكمشت ثانية مع عمر کلي = ۱۰۰۰۰۰ سنة فقط، فنحن بحاجة إلى كون قدیم بما فيه الكفاية من أجل الجيل الثاني من النجوم لتأتي إلى حيز الوجود، ثم من أجل كواكب لتمتلك حياة مستقرة لفترة .
5 - عمر الكون
تشير أحدث القياسات إلى أن عمر الكون حوالي ۱۳,۷۳ مليار سنة. قد يبدو هذا وكأنه وقت طويل من وجهة نظر شخص عادي، ولكن علماء الفلك يعتقدون خلاف ذلك. من وجهة نظر فلكية فإن ۱۳,۷۳ سنة تمثل الحد الأدنى من الوقت اللازم لإعداد منزل للبشرية".
إن الكون الذي نعيش فيه يتميز ببعض العوامل التي تأخذ قيما محددة ، والتي تبدو وبشكل ملحوظ مضبوطة لجعل الحياة على الأرض ممكنة.
فعلى سبيل المثال: «يجب أن يكون عمر الكون كبيرا بما فيه الكفاية؛ ليسمح بتشكيل المجرات والنجوم والكواكب، والجيل الثاني والثالث من النجوم، والتي تسمح باندماج الكربون والأكسجين حيث ينتجان بواسطة الانفجارات المبكرة للنجوم ».
خلال أول ١٥٪ من عمر الكون، وهي فترة أكثر من ۲ مليار سنة استطاعت النجوم أن تتكون، ولكن لم يكن هناك ما يكفي من الغبار والصخور بالنسبة لهم لتتكون الكواكب الأرضية). فعمر الكون لا يمكن أن يكون عشوائيا.
6- مستوى انتروبيا الكون:
يؤكد العلم الحديث أن الكون قد بدأ بملامح بسيطة، وأخذ ينمو ويزداد تعقيدا مع مرور الوقت". وقد أكد (روجر بنروز) حقيقة أن الكون قد بدأ في حالة من الترتيب العالي جدا - انخفاض في الانتروبيا، ويعتقد أن هذا يجب أن يكون متصلا اتصالا وثيقا بالخصائص الحرارية للكون، وربما طبيعة الزمن كذلك. فيما يبدو أن مشكلة انخفاض انتروبيا الكون هي واحدة من أقدم المشاكل في علم الكونيات. فحقيقة أن انتروبيا الكون ليست في قيمتها الأعلى نظريا، إلى جانب كونها لا يمكن أن تقل، وهذا يعني أن الكون يجب أن يكون بدأ بحالة خاصة = حالة انتروبيا منخفضة).
۷- درجة حرارة الكون:
الكون المبكر (في أول ثلاثة دقائق من حياته كان نوعا من القنبلة الهيدروجينية الكونية = حار بما يكفي لحدوث التفاعلات النووية في كل مكان فيها. لكن توقفت هذه التفاعلات عندما بدأ التوسع دون درجة الحرارة اللازمة لها بعد أن شكلت أبسط عنصرين - وهما: الهيدروجين والهيليوم ، فلديهم قدرة كيميائية مثيرة جدا لإنتاج شيء رائع كالحياة بالنسبة للعديد من العناصر الأخرى اللازمة - خصوصا الكربون - والتي تعد أساسية لتشكيل الجزيئات طويلة السلسلة، والتي تشكل الأساس الحيوي الكيميائي للحياة.
درجة حرارة الكون خلال أول نصف ساعة كانت فوق 50 مليون درجة مئوية . عند هذه الدرجة البروتونات ذات الشحنة الموجبة (نوی الهيدروجين) استطاعت أن تصطدم بين حين وآخر مع ما يكفي من الطاقة ؛والتأثيرات الكهروستاتيكية الطاردة - ذات الشحنات الموجبة مثلها - والعوازل معا لتشكيل الهيليوم. عملية الاندماج البسيطة هذه هي سر النجوم ، وهي سبب کون سماء الليل غير مظلمة، وهي السبب في عدم تجمد سطح الأرض، وهي سبب إمكانية وجود الكواكب، وهي أيضا مصدر الطاقة التي تقوي الحياة على الأرض".
۸ - الأبعاد الكونية:
من بين جميع الأكوان الممكنة التي قد توجد كل منها ممتلكا المجموعة قوانین و قوی فریدة).. فإن أنماطا محددة فقط من الأكوان سوف تكون متلائمة مع الحياة على الشاكلة التي نفهمها. على سبيل المثال: في كون لديه فقط بعدان فضائيان، فإن الكائن الذي يمتلك سبيلا هضما سوف ينشطر في هذه البنية إلى نصفين في كون لديه أكثر من ثلاثة أبعاد فضائية، فإن الإلكترونات والمدارات الكوكبية سوف تكون غير مستقرة، وبالتالي فلن توجد الذرات والأنظمة الكوكبية".
المصادر
(١(THE BLACKWELL COMPANION TO NATURAL THEOLOGY Edited by William Lane Craig and J. P. Moreland p202(
(٢) الصنع المتقن للأستاذ الفيزيائي مصطفي نصر قديح من ص235 الي ص247
