فيزيائي إريك ج. ليرنر الوصول إلى النقطة:
لكل من يراها ، صور تلسكوب جيمس ويب الفضائي الجديدة (JWST) للكون مذهلة للغاية. لكن بالنسبة إلى معظم علماء الفلك وعلماء الكونيات المحترفين ، فإنهم مدهشون تمامًا — لا تتنبأ بها النظرية. في فيض من أوراق علم الفلك التقني التي نُشرت على الإنترنت منذ 12 يوليو ، ذكر المؤلفون مرارًا وتكرارًا أن هناك العديد من المجرات ، وهي مجرات ناعمة بشكل مدهش ، وصغيرة بشكل مدهش ، وقديمة بشكل مدهش. الكثير من المفاجآت ، وليست بالضرورة مفاجآت سارة. يبدأ عنوان الورقة بعبارة صادقة: “هلع!”
لماذا تسبب صور JWST الذعر بين علماء الكونيات؟ وأي نظرية تتناقض مع التوقعات؟ لا تذكر الوثائق حقًا. ما لا تنقله هذه الأوراق هو الفرضية القائلة بأن صور JWST تتناقض بشكل صارخ ومتكرر مع فرضية Big Bang القائلة بأن الكون بدأ قبل 14 مليار سنة في حالة كثيفة وحارة بشكل لا يُصدق ويتوسع منذ ذلك الحين. منذ أن تم الدفاع عن هذه الفرضية باعتبارها حقيقة لا جدال فيها من قبل معظم المنظرين الكوسمولوجيين لعقود من الزمن ، فإن البيانات الجديدة تثير ذعر هؤلاء النظريين. تقول أليسون كيركباتريك ، عالمة الفلك بجامعة كانساس في لورانس: “الآن أجد نفسي أستيقظ في الثالثة صباحًا وأتساءل عما إذا كنت قد ارتكبت كل شيء خطأ”.
إريك ج. ليرنر، “لم يحدث الانفجار العظيم” في IAI.TV (11 أغسطس 2022)
على الرغم من أننا عادة لا نسمع عنها ، هناك استياء النموذج القياسي، ابدا ب الانفجار العظيم، منذ أن تم اقتراحه لأول مرة جورج ليميتر منذ ما يقرب من قرن من الزمان. لكن لم يتوقعها أحد تلسكوب جيمس ويب الفضائي للمساهمة في المناقشة.
الآن ، مؤلف كتاب ليرنر لم يحدث الانفجار العظيم (1992) لكن – في حين أن هذا يجعله طرفًا مهتمًا – إلا أنه لا يسيء فهمه. سيتحدث في HowTheLightGetsIn مهرجان لندن (17-18 سبتمبر 2022) برعاية معهد الفنون والأفكار (IAI). “علم الكونيات والتمثال الكبير” مناقشة.
مناقشة مرتقبة يشارك فيها فيلسوف العلم بيورن إيكبيرج وعالم الفيزياء الفلكية بجامعة ييل بريامفادا ناتاراجان ، جنبا إلى جنب مع ليرنر ، يتم تقديم ما يلي:
تعتمد نظرية الانفجار العظيم بشكل أساسي على فرضية “التضخم” القائلة بأن الكون تمدد في البداية عدة مرات من حيث الحجم أسرع من سرعة الضوء. لكن التجارب فشلت في إثبات وجود دليل على التضخم الكوني ، وظلت النظرية محاطة بألغاز عميقة منذ بدايتها. الآن ، شجب أحد مؤسسيها ، بول شتاينهاردت ، النظرية باعتبارها خاطئة و “لا معنى لها علميًا”.
هل يجب أن نتخلى عن نظرية التضخم الكوني ونبحث عن بديل جذري؟ هل النظريات البديلة مثل الارتداد الكبير أو انخفاض سرعة الضوء توفر حلاً؟ أم أن هذه البدائل مجرد قشرة لتجنب الاستنتاج الجذري بأن الوقت قد حان للتخلي عن الانفجار العظيم تمامًا؟
إليك مناقشة حول هذا الموضوع العام في مهرجان العام الماضي (ولكن بدون بيانات JWST). لديها فيزيائي نظري سابين حسينفيلدر ، معلم الرسوب في الرياضيات: كيف يتحدى الجمال الفيزياء؟ مع إيكبرج وعالم فيزياء الجسيمات سام هنري.
لذا ، نعم ، كان موضوعًا ساخنًا للنقاش لفترة من الوقت. الآن ، ما الذي يجب فعله من نهج إريك ليرنر؟ فيزيائي تجريبي روب شيلتون سيعطى أخبار مسائل العقل بعض الأفكار والحلول الممكنة:
التفكير الحالي هو أن حقبة التركيب النووي للانفجار العظيم أنتجت 75٪ هيدروجين و 25٪ هيليوم (بالوزن) وكمية صغيرة من الليثيوم ، لكن لا شيء آخر. بعد 300000 سنة ، برد الكون بما يكفي لتكوين الذرات ، وببطء جاذبية الجاذبية خلقت النجوم ببطء. كانت الموجات المبكرة ضخمة بما يكفي لتنفجر ، وأرسلت موجات الصدمة عبر جيوب غاز الهيدروجين وبدأت في تكوين النجوم. لكن الأمر استغرق 500 مليون سنة أخرى للحصول على عدد كافٍ من النجوم لمجرة. الآن تتشكل المجرة بسرعة ، وفي الماضي تكون أبعد من علماء الفلك اليوم ، وكلما كانت أبعد ، زادت سرعة ابتعادها عنا. هذه الحركة تحول الضوء الأحمر. هذه العلاقة قوية لدرجة أن علماء الفلك يشيرون إلى “الوقت” على أنه “انزياح أحمر”. لكن تلسكوب هابل الفضائي لا يمكنه رؤية سوى الضوء المرئي ، وكانت تلك المجرات المبكرة شديدة الانزياح باللون الأحمر لدرجة أنها كانت “مرئية” فقط في الأشعة تحت الحمراء ، حيث يضيء تلسكوب جيمس ويب. لذا فإن أحد أهداف تلسكوب جيمس ويب هو النظر إلى المجرات المبكرة ، وهم بالفعل يرون الكثير.
ماذا يعني هذا بالنسبة للنموذج القياسي؟
المنظرون لديهم الجواب. هناك ما يكفي من المادة المظلمة الكثيفة لتجميع غاز الهيدروجين بسرعة. “الآن لماذا لا تكون المادة المظلمة أكثر سمكًا؟” هذا يقود إلى السؤال.
ليس لدي القدرة على التحمل للجري في كل حفرة أرنب يقترحها علماء الكونيات. بدلاً من ذلك ، أقترح أن النجوم الأولى لم تكن مصنوعة من الهيدروجين ، بل من الجليد. جمعت Big Bang الكثير من C و O ، والتي شكلت H20 و CO2 و CH4 وما إلى ذلك لتشكيل H20 و CO2 و CH4. تتجمد هذه الغازات في وقت مبكر نسبيًا في النطاق الزمني الكوني ، وبالتالي فإن التكتل ليس ثقاليًا ، بل فيزيائيًا كيميائيًا ، بالطريقة نفسها التي تتشكل بها رقاقات الثلج. لذلك لا يتعين علينا الانتظار 500 مليون سنة حتى تتراكم رقاقات الثلج ، يحدث ذلك بسرعة كبيرة بمجرد أن يبرد الكون دون درجة التجمد. لذا يبحث جيمس ويب في المجرات ذات الانزياح الأحمر من الكون المبكر.
الورقة حول هذا الموضوع (ربما التنبؤ بما سيجده جيمس ويب؟) موجودة في الوصول المفتوح الخاص بي ورق داخل معهد بليث للاتصالات في عام 2021.
هذا حل ممكن. نحن نعلم أن العلم يطرح تحديات دائمًا.
يظهر أحيانًا: هل كان الكون موجودًا دائمًا؟ تكمن المشكلة في أنه إذا كان الكون موجودًا لفترة غير محدودة من الوقت ، فإن كل ما يمكن أن يحدث يجب أن يكون قد حدث بالفعل عددًا لا نهائيًا من المرات – لم نفعل ذلك ولم نقم به أبدًا. لكننا نعلم أننا موجودون. كما روبرت ج. ماركس اللعب بسرعة مع اللانهاية ، وأشار ينتج عنه سخافة. للقيام بالعلم ، يجب أن نقبل أن بعض الظواهر حقيقية وليست متعارضة. لذلك يمكننا أن نفترض أن الكون قد بدأ ، لكننا نعرف الآن على وجه اليقين كيف حدث ذلك.
قد ترغب أيضًا في قراءة: هل فتح الفيزيائيون بوابة؟ مقدار العمل الإضافي ، كما هو موضح؟ هذه هي الطريقة التي تقرأ بها القصة في Scientific American. لكن ليس بهذه السرعة ، كما يقول الفيزيائي التجريبي روب شيلتون … يقول الفيزيائيون إن إنشاء “بلورات الوقت” حدث في تقنية تصحيح الأخطاء لأجهزة الكمبيوتر الكمومية. الباقي هو القصة التي أردناها جميعًا.
“متعصب للموسيقى. مستكشف متواضع جدا. محلل. متعصب للسفر. مدرس تلفزيوني متطرف. لاعب.”