علم الكونيات الفيزيائي

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة

تصور الفنان للنموذج الكوني للانفجار العظيم ، وهو النموذج الأكثر قبولاً على نطاق واسع في علم الكونيات الفيزيائي (لا يراعي الزمن ولا الحجم المقياس).

علم الكونيات الفيزيائي هو فرع من فروع الفيزياء يهتم بنمذجة الكون استنادًا إلى قوانين الفيزياء . يوفر النموذج الكوني وصفًا رياضيًا لأكبر هياكل الكون وديناميكياته، ويتيح دراسة أسئلة جوهرية حول أصله وبنيته وتطوره ومصيره النهائي . [ 1 ] نشأ علم الكونيات كعلم مع مبدأ كوبرنيكوس ، الذي ينص على أن الأجرام السماوية تخضع لقوانين فيزيائية مماثلة لتلك الموجودة على الأرض، ومع الميكانيكا النيوتونية ، التي سمحت لأول مرة بفهم تلك القوانين الفيزيائية.

بدأ علم الكونيات الفيزيائي، كما هو مفهوم اليوم، عام ١٩١٥ مع تطوير ألبرت أينشتاين لنظرية النسبية العامة ، وتلاه اكتشافات رصدية هامة في عشرينيات القرن العشرين: أولًا، اكتشف إدوين هابل أن الكون يحتوي على عدد هائل من المجرات الخارجية وراء مجرتنا درب التبانة ؛ ثم أظهرت أعمال فيستو سليفر وآخرين أن الكون يتوسع . وقد أتاحت هذه التطورات إمكانية التكهن بأصل الكون، وسمحت بترسيخ نظرية الانفجار العظيم ، لجورج لومتر ، كنموذج كوني رائد. لا يزال بعض الباحثين يدافعون عن عدد قليل من النظريات الكونية البديلة ؛ [ ٢ ] ومع ذلك، يتفق معظم علماء الكونيات على أن نظرية الانفجار العظيم هي الأنسب لتفسير الرصد. [ ٣ ]

أدت التطورات الهائلة في علم الكونيات الرصدي منذ تسعينيات القرن الماضي، بما في ذلك إشعاع الخلفية الكونية الميكروي ، والمستعرات العظمى البعيدة ، ومسح انزياح المجرات نحو الأحمر، إلى تطوير نموذج معياري لعلم الكونيات . ورغم أن هذا النموذج يفترض احتواء الكون على كميات كبيرة من المادة المظلمة والطاقة المظلمة التي لا تزال طبيعتها غير مفهومة تمامًا، إلا أنه يقدم تنبؤات مفصلة تتوافق بشكل ممتاز مع العديد من الملاحظات المتنوعة. [ 3 ]

يعتمد علم الكونيات بشكل كبير على أعمال العديد من مجالات البحث المتباينة في الفيزياء النظرية والتطبيقية . وتشمل المجالات ذات الصلة بعلم الكونيات تجارب ونظريات فيزياء الجسيمات ، والفيزياء الفلكية النظرية والرصدية ، والنسبية العامة، وميكانيكا الكم ، وفيزياء البلازما .

تاريخ الموضوع

- 13 — 
–
- 12 — 
–
- 11 — 
–
- 10 — 
–
- 9 — 
–
- 8 — 
–
-7 —​ 
–
-6 —​ 
–
- 5 — 
–
- 4 — 
–
-3 —​ 
–
-2 —​ 
–
-1 —​ 
–
٠ — 
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←
←

تطورت علم الكونيات الحديث على مسارين متوازيين: النظرية والملاحظة. في عام 1916، نشر ألبرت أينشتاين نظريته النسبية العامة ، التي قدمت وصفًا موحدًا للجاذبية كخاصية هندسية للمكان والزمان. [ 4 ] في ذلك الوقت، كان أينشتاين يؤمن بكون ساكن ، لكنه وجد أن صياغته الأصلية للنظرية لا تسمح بذلك. [ 5 ] ويعود ذلك إلى أن الكتل الموزعة في جميع أنحاء الكون تتجاذب بفعل الجاذبية، وتتحرك باتجاه بعضها البعض بمرور الوقت. [ 6 ] ومع ذلك، أدرك أن معادلاته تسمح بإدخال حد ثابت يمكنه معادلة قوة الجاذبية على النطاق الكوني. نشر أينشتاين أول ورقة بحثية له حول علم الكونيات النسبي في عام 1917، حيث أضاف هذا الثابت الكوني إلى معادلات المجال الخاصة به لإجبارها على نمذجة كون ساكن. [ 7 ] يصف نموذج أينشتاين كونًا ساكنًا. الفضاء محدود وغير محدود (على غرار سطح الكرة، الذي له مساحة محدودة ولكن ليس له حواف). ومع ذلك، فإن ما يُسمى بنموذج أينشتاين هذا غير مستقر تجاه الاضطرابات الصغيرة - سيبدأ في النهاية بالتمدد أو الانكماش. [ 5 ] وقد أُدرك لاحقًا أن نموذج أينشتاين لم يكن سوى واحد من مجموعة أكبر من الاحتمالات، وكلها تتوافق مع النسبية العامة والمبدأ الكوني . وقد وجد ألكسندر فريدمان الحلول الكونية للنسبية العامة في أوائل عشرينيات القرن العشرين. [ 8 ] تصف معادلاته كون فريدمان-لوميتر-روبرتسون-ووكر ، الذي قد يتمدد أو ينكمش، والذي قد تكون هندسته مفتوحة أو مسطحة أو مغلقة.

تاريخ الكون - يُفترض أن موجات الجاذبية تنشأ من التضخم الكوني ، وهو توسع متسارع بسرعة بعد الانفجار العظيم مباشرة [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

في عشرينيات القرن العشرين، فسّر فيستو سليفر (ولاحقًا كارل فيلهلم فيرتز ) الانزياح الأحمر للسدم الحلزونية على أنه انزياح دوبلر يشير إلى ابتعادها عن الأرض. [ 12 ] [ 13 ] مع ذلك، يصعب تحديد المسافة إلى الأجرام السماوية. إحدى الطرق هي مقارنة الحجم الفيزيائي للجرم بحجمه الزاوي ، ولكن يتطلب ذلك افتراض حجم فيزيائي. طريقة أخرى هي قياس سطوع الجرم وافتراض لمعان ذاتي ، ومن ثم تحديد المسافة باستخدام قانون التربيع العكسي . نظرًا لصعوبة استخدام هذه الطرق، لم يدركوا أن السدم كانت في الواقع مجرات خارج مجرتنا درب التبانة ، ولم يتطرقوا إلى الدلالات الكونية المترتبة على ذلك. في عام ١٩٢٧، استنتج الكاهن الكاثوليكي البلجيكي جورج لومتر، بشكل مستقل، معادلات فريدمان-لوميتر-روبرتسون-ووكر، واقترح، استنادًا إلى انحسار السدم الحلزونية، أن الكون بدأ بانفجار ذرة بدائية [ ١٤ ] ، وهو ما عُرف لاحقًا بالانفجار العظيم. وفي عام ١٩٢٩، قدّم إدوين هابل أساسًا رصديًا لنظرية لومتر. فقد أثبت هابل أن السدم الحلزونية هي مجرات، وذلك بتحديد مسافاتها باستخدام قياسات سطوع النجوم المتغيرة من نوع سيفيد . واكتشف علاقة بين الانزياح الأحمر للمجرة ومسافتها، وفسّر ذلك على أنه دليل على أن المجرات تبتعد عن الأرض في جميع الاتجاهات بسرعات تتناسب مع بعدها عنها. [ 15 ] تُعرف هذه الحقيقة الآن باسم قانون هابل ، على الرغم من أن العامل العددي الذي وجده هابل والذي يربط بين سرعة التراجع والمسافة كان خاطئًا بعامل عشرة، وذلك بسبب عدم معرفته بأنواع متغيرات سيفيد.

انطلاقًا من المبدأ الكوني، يشير قانون هابل إلى أن الكون يتوسع. وقد طُرح تفسيران رئيسيان لهذا التوسع. الأول هو نظرية الانفجار العظيم للومتر، التي دافع عنها وطورها جورج غاموف . أما التفسير الثاني فهو نموذج الحالة الثابتة لفريد هويل، والذي ينص على أن المادة الجديدة تُخلق مع ابتعاد المجرات عن بعضها. في هذا النموذج، يكون الكون متماثلًا تقريبًا في أي لحظة زمنية. [ 16 ] [ 17 ]

لسنوات عديدة، انقسمت الآراء حول هذه النظريات بالتساوي. إلا أن الأدلة الرصدية بدأت تدعم فكرة أن الكون تطور من حالة كثيفة ساخنة. وقد عزز اكتشاف إشعاع الخلفية الكونية الميكروي عام 1965 بقوة نموذج الانفجار العظيم، [ 17 ] ومنذ القياسات الدقيقة لهذا الإشعاع بواسطة مستكشف الخلفية الكونية في أوائل التسعينيات، لم يطرح سوى عدد قليل من علماء الكونيات نظريات أخرى جدية حول أصل الكون وتطوره.

طاقة الكون

تكوّنت أخف العناصر الكيميائية ، وخاصة الهيدروجين والهيليوم ، خلال الانفجار العظيم من خلال عملية التخليق النووي . [ 18 ] وفي سلسلة من تفاعلات التخليق النووي النجمي ، تندمج النوى الذرية الأصغر لتكوين نوى ذرية أكبر، مُشكّلةً في النهاية عناصر مستقرة من مجموعة الحديد، مثل الحديد والنيكل ، والتي تتميز بأعلى طاقات الربط النووي . [ 19 ] وتؤدي هذه العملية في مجملها إلى إطلاق طاقة لاحق ، أي بعد الانفجار العظيم. [ 20 ] ويمكن أن تؤدي هذه التفاعلات للجسيمات النووية إلى إطلاق مفاجئ للطاقة من النجوم المتغيرة الكارثية، مثل المستعرات العظمى . كما يُغذي الانهيار الجذبي للمادة في الثقوب السوداء العمليات الأكثر طاقة، والتي تُلاحظ عادةً في المناطق النووية للمجرات، مُشكّلةً الكوازارات والمجرات النشطة .

لا يستطيع علماء الكونيات تفسير جميع الظواهر الكونية بدقة، مثل تلك المتعلقة بتسارع توسع الكون ، باستخدام أشكال الطاقة التقليدية . وبدلاً من ذلك، يقترحون شكلاً جديداً من الطاقة يُسمى الطاقة المظلمة ، والتي تملأ الفضاء بأكمله. [ 21 ] إحدى الفرضيات هي أن الطاقة المظلمة ليست سوى طاقة الفراغ ، وهي مُكوِّن من مكونات الفضاء الفارغ المرتبط بالجسيمات الافتراضية الموجودة نتيجة لمبدأ عدم اليقين . [ 22 ]

لا توجد طريقة واضحة لتحديد إجمالي الطاقة في الكون باستخدام نظرية الجاذبية الأكثر قبولًا، وهي النسبية العامة. ولذلك، يبقى الجدل قائمًا حول ما إذا كانت الطاقة الكلية محفوظة في كون متوسع. فعلى سبيل المثال، يفقد كل فوتون ينتقل عبر الفضاء بين المجرات جزءًا من طاقته بسبب تأثير الانزياح نحو الأحمر . هذه الطاقة لا تنتقل إلى أي نظام آخر، لذا تبدو وكأنها تُفقد نهائيًا. من جهة أخرى، يصر بعض علماء الكونيات على أن الطاقة محفوظة بشكل ما؛ وهذا يتوافق مع قانون حفظ الطاقة . [ 23 ]

قد تهيمن أشكال مختلفة من الطاقة على الكون، منها الجسيمات النسبية التي تُعرف بالإشعاع ، والجسيمات غير النسبية التي تُعرف بالمادة. الجسيمات النسبية هي جسيمات تكون كتلتها السكونية صفرًا أو ضئيلة جدًا مقارنةً بطاقتها الحركية ، ولذلك تتحرك بسرعة الضوء أو قريبة جدًا منها. أما الجسيمات غير النسبية، فكتلتها السكونية أكبر بكثير من طاقتها، ولذلك تتحرك بسرعة أقل بكثير من سرعة الضوء.

مع توسع الكون، تتضاءل كثافة كل من المادة والإشعاع. إلا أن كثافة طاقة الإشعاع والمادة تتضاءل بمعدلات مختلفة. فعندما يتوسع حجم معين، تتغير كثافة طاقة الكتلة فقط بزيادة الحجم، بينما تتغير كثافة طاقة الإشعاع بزيادة الحجم وزيادة طول موجة الفوتونات المكونة له. وهكذا، تصبح طاقة الإشعاع جزءًا أصغر من إجمالي طاقة الكون مقارنةً بطاقة المادة مع توسعه. ويُقال إن الكون في مراحله الأولى كان "يُهيمن عليه الإشعاع"، حيث كان الإشعاع يتحكم في تباطؤ التوسع. لاحقًا، عندما يصبح متوسط ​​طاقة الفوتون الواحد حوالي 10 إلكترون فولت أو أقل، تُحدد المادة معدل التباطؤ، ويُقال إن الكون "تهيمن عليه المادة". أما الحالة المتوسطة فلا تُعالج تحليليًا بشكل جيد . ومع استمرار توسع الكون، تتضاءل المادة أكثر، ويصبح الثابت الكوني هو المهيمن، مما يؤدي إلى تسارع في توسع الكون.

تاريخ الكون

يُعدّ تاريخ الكون قضية محورية في علم الكونيات. وينقسم تاريخ الكون إلى فترات مختلفة تُسمى حقبًا، وذلك وفقًا للقوى والعمليات السائدة في كل حقبة. ويُعرف النموذج الكوني القياسي بنموذج لامدا-سي دي إم .

معادلات الحركة

في إطار النموذج الكوني القياسي ، تُشتق معادلات الحركة التي تحكم الكون ككل من النسبية العامة مع ثابت كوني صغير موجب. [ 24 ] الحل هو كون متوسع؛ نتيجةً لهذا التوسع، يبرد الإشعاع والمادة في الكون ويخف تركيزهما. في البداية، يتباطأ التوسع بفعل الجاذبية التي تجذب الإشعاع والمادة في الكون. ومع ذلك، مع انخفاض تركيزهما، يصبح الثابت الكوني أكثر تأثيرًا، ويبدأ توسع الكون بالتسارع بدلًا من التباطؤ. في كوننا، حدث هذا قبل مليارات السنين. [ 25 ]

فيزياء الجسيمات في علم الكونيات

خلال المراحل الأولى من نشأة الكون، كانت كثافة الطاقة المتوسطة عالية جدًا، مما جعل معرفة فيزياء الجسيمات أمرًا بالغ الأهمية لفهم هذه البيئة. ولذلك، تُعد عمليات التشتت وتحلل الجسيمات الأولية غير المستقرة مهمة للنماذج الكونية لهذه الفترة.

كقاعدة عامة، تُعتبر عملية التشتت أو الاضمحلال ذات أهمية كونية في حقبة معينة إذا كان النطاق الزمني الذي يصف تلك العملية أصغر من النطاق الزمني لتوسع الكون أو مماثلاً له. النطاق الزمني الذي يصف توسع الكون هو1/ح{\displaystyle 1/H}معح{\displaystyle H}حيث يمثل ثابت هابل ، الذي يتغير مع الزمن. المقياس الزمني للتمدد1/ح{\displaystyle 1/H}يساوي تقريبًا عمر الكون في كل نقطة زمنية.

الجدول الزمني للانفجار العظيم

تشير الملاحظات إلى أن الكون بدأ قبل حوالي 13.8 مليار سنة. [ 26 ] ومنذ ذلك الحين، مرّ تطور الكون بثلاث مراحل. تمثلت المرحلة المبكرة جدًا من الكون، والتي لا تزال غير مفهومة تمامًا، في تلك اللحظة الحاسمة التي كان فيها الكون شديد الحرارة لدرجة أن الجسيمات امتلكت طاقات أعلى من تلك التي يمكن الوصول إليها حاليًا في مسرعات الجسيمات على الأرض. ولذلك، فبينما تم تحديد السمات الأساسية لهذه الحقبة في نظرية الانفجار العظيم، فإن التفاصيل تعتمد إلى حد كبير على التخمينات المدروسة.

بعد ذلك، في بدايات الكون، سار تطوره وفقًا لقوانين الفيزياء المعروفة للطاقة العالية . في هذه المرحلة، تشكلت البروتونات والإلكترونات والنيوترونات الأولى، ثم النوى، وأخيرًا الذرات. ومع تشكل الهيدروجين المتعادل، انبعثت إشعاعات الخلفية الكونية الميكروية . ثم بدأت حقبة تشكل البنية، حيث بدأت المادة بالتجمع لتكوين النجوم الأولى والكوازارات ، وفي النهاية المجرات، وتجمعات المجرات ، والتجمعات المجرية العملاقة . لا يزال مستقبل الكون غير معروف بشكل قاطع، ولكن وفقًا لنموذج ΛCDM، سيستمر في التوسع إلى الأبد.

مجالات الدراسة

فيما يلي وصف لبعض أهم مجالات البحث في علم الكونيات، مرتبة ترتيباً زمنياً تقريبياً. ولا يشمل هذا الوصف جميع جوانب نظرية الانفجار العظيم، والتي تُعرض في " الجدول الزمني للانفجار العظيم" .

الكون المبكر جداً

طُرحت نظرية التضخم الكوني، كإضافة لنظرية الانفجار العظيم، لأول مرة من قِبل آلان غوث من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. يحل التضخم الكوني "مشكلة الأفق" بجعل الكون المبكر أكثر كثافة بكثير مما كان يُفترض في النموذج القياسي. ونظرًا لهذا الحجم الأصغر، كان من الممكن حدوث اتصال سببي (أي اتصال حراري) بين جميع مناطق الكون المبكر. الصورة مقتبسة من عدة رسوم بيانية عامة توضح نمو حجم الكون المرئي، لكل من النموذج القياسي ونموذج التضخم الكوني، لنظرية الانفجار العظيم.

يبدو أن الكون المبكر الساخن يُفسَّر جيدًا بنظرية الانفجار العظيم بدءًا من حوالي 10⁻³³ ثانية ، لكن ثمة عدة إشكاليات . إحداها أنه لا يوجد سبب مقنع، باستخدام فيزياء الجسيمات الحالية، لكون الكون مسطحًا ومتجانسًا ومتناحي الخواص (انظر المبدأ الكوني ) . علاوة على ذلك، تشير النظريات الموحدة الكبرى لفيزياء الجسيمات إلى وجود أقطاب مغناطيسية أحادية في الكون، لم يتم رصدها. تُحل هذه الإشكاليات بفترة وجيزة من التضخم الكوني ، الذي يدفع الكون نحو التسطح ، ويُخفف من التباينات وعدم التجانس إلى المستوى المرصود، ويُضعف الأقطاب المغناطيسية الأحادية بشكل أُسِّي. [ 27 ] النموذج الفيزيائي وراء التضخم الكوني بسيط للغاية، لكنه لم يُؤكَّد بعد بفيزياء الجسيمات، وهناك إشكاليات معقدة في التوفيق بين نظرية التضخم ونظرية الحقل الكمومي . يعتقد بعض علماء الكونيات أن نظرية الأوتار وعلم الكونيات الغشائي سيُقدمان بديلًا للتضخم. [ 28 ]

تُعدّ مسألة احتواء الكون على كمية من المادة تفوق بكثير كمية المادة المضادة مشكلة رئيسية أخرى في علم الكونيات . يستطيع علماء الكونيات استنتاج أن الكون ليس منقسمًا إلى مناطق من المادة وأخرى من المادة المضادة من خلال الملاحظة. فلو كان كذلك، لكانت الأشعة السينية وأشعة غاما قد نتجت عن الفناء ، لكن هذا لم يُرصد. لذا، لا بدّ أن عملية ما في الكون المبكر قد خلقت فائضًا طفيفًا من المادة على المادة المضادة، وتُسمى هذه العملية (غير المفهومة حاليًا) بتكوين الباريونات . وقد استنتج أندريه ساخاروف في عام 1967 ثلاثة شروط ضرورية لتكوين الباريونات، وهي تتطلب انتهاكًا لتناظر فيزياء الجسيمات ، يُسمى تناظر CP ، بين المادة والمادة المضادة. [ 29 ] مع ذلك، فإن مسرعات الجسيمات تقيس انتهاكًا ضئيلًا جدًا لتناظر CP لا يُفسر عدم تناظر الباريونات. يبحث علماء الكونيات وفيزيائيو الجسيمات عن انتهاكات إضافية لتناظر CP في الكون المبكر والتي قد تفسر عدم تناظر الباريونات . [ 30 ]

ترتبط مشكلتا تكوين الباريونات والتضخم الكوني ارتباطًا وثيقًا بفيزياء الجسيمات، وقد يأتي حلهما من نظرية الطاقة العالية والتجربة ، بدلاً من خلال ملاحظات الكون.

نظرية الانفجار العظيم

تُعدّ نظرية التخليق النووي في الانفجار العظيم نظريةً لتكوين العناصر في الكون المبكر. وقد انتهت هذه النظرية عندما كان عمر الكون حوالي ثلاث دقائق، وانخفضت درجة حرارته إلى ما دون الحدّ الذي يسمح بحدوث الاندماج النووي . ونظرًا لقصر فترة عمل هذه النظرية، لم تُنتَج إلا العناصر الأخفّ وزنًا. وبدءًا من أيونات الهيدروجين ( البروتونات )، أنتجت هذه النظرية بشكل رئيسي الديوتيريوم والهيليوم -4 والليثيوم . أما العناصر الأخرى ، فقد أُنتِجت بكميات ضئيلة جدًا. وقد طُوِّرت النظرية الأساسية للتخليق النووي عام 1948 على يد جورج غاموف، ورالف آشر ألفير ، وروبرت هيرمان . [ 31 ] واستُخدمت هذه النظرية لسنوات عديدة كأداة لدراسة الفيزياء في زمن الانفجار العظيم، إذ تربط بين وفرة العناصر الخفيفة البدائية وخصائص الكون المبكر. [ 18 ] على وجه التحديد، يمكن استخدامه لاختبار مبدأ التكافؤ ، [ 32 ] واستكشاف المادة المظلمة ، واختبار فيزياء النيوترينو . [ 33 ] وقد اقترح بعض علماء الكونيات أن التخليق النووي للانفجار العظيم يشير إلى وجود نوع رابع "عقيم" من النيوترينو. [ 34 ]

النموذج القياسي لعلم الكونيات الانفجار العظيم

نموذج ΛCDM ( المادة المظلمة الباردة لامدا ) أو نموذج لامدا-CDM هو نموذج معياري لنظرية الانفجار العظيم، حيث يحتوي الكون على ثابت كوني، يُرمز له بـ لامدا ( Λ باليونانية )، مرتبط بالطاقة المظلمة، ومادة مظلمة باردة (يُختصر إلى CDM ). ويُشار إليه غالبًا بالنموذج القياسي لنظرية الانفجار العظيم. [ 35 ] [ 36 ]

خلفية الموجات الميكروية الكونية

يُعدّ إشعاع الخلفية الكونية الميكروي إشعاعًا متبقيًا من انفصال الذرات بعد حقبة إعادة التركيب التي تشكلت فيها الذرات المتعادلة لأول مرة. عند هذه النقطة، أوقف الإشعاع الناتج عن الانفجار العظيم تشتت طومسون من الأيونات المشحونة. يتميز هذا الإشعاع، الذي رُصد لأول مرة عام 1965 على يد أرنو بنزياس وروبرت وودرو ويلسون ، بطيف جسم أسود حراري مثالي . تبلغ درجة حرارته اليوم 2.7 كلفن ، وهو متجانس الخواص بنسبة جزء واحد من 10⁵ . وقد مكّنت نظرية الاضطراب الكوني ، التي تصف تطور عدم التجانس الطفيف في الكون المبكر، علماء الكونيات من حساب طيف القدرة الزاوي لهذا الإشعاع بدقة، وقد تم قياسه بواسطة تجارب الأقمار الصناعية الحديثة ( COBE و WMAP ) [ 37 ] والعديد من التجارب الأرضية والبالونية (مثل مقياس التداخل الزاوي ، وجهاز تصوير الخلفية الكونية ، و Boomerang ). [ 38 ] يتمثل أحد أهداف هذه الجهود في قياس المعلمات الأساسية لنموذج لامدا-سي دي إم بدقة متزايدة، بالإضافة إلى اختبار تنبؤات نموذج الانفجار العظيم والبحث عن فيزياء جديدة. وقد حددت نتائج القياسات التي أجراها مرصد WMAP، على سبيل المثال، حدودًا لكتل ​​النيوترينو. [ 39 ]

تحاول تجارب حديثة، مثل تجربة QUIET وتلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات ، قياس استقطاب إشعاع الخلفية الكونية الميكروي. [ 40 ] ومن المتوقع أن تُقدّم هذه القياسات مزيدًا من التأكيد على النظرية، فضلًا عن معلومات حول التضخم الكوني، وما يُسمى بالتباينات الثانوية، [ 41 ] مثل تأثير سونيايف-زيلدوفيتش وتأثير ساكس-وولف ، واللذان ينتجان عن تفاعل المجرات والتجمعات المجرية مع إشعاع الخلفية الكونية الميكروي. [ 42 ] [ 43 ]

في 17 مارس/آذار 2014، أعلن علماء الفلك في مشروع BICEP2 عن رصدٍ واضحٍ لاستقطاب نمط B لإشعاع الخلفية الكونية الميكروي، والذي يُعتبر دليلاً على وجود موجات جاذبية بدائية تتنبأ نظرية التضخم بحدوثها خلال المرحلة الأولى من الانفجار العظيم. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 44 ] إلا أنه في وقت لاحق من ذلك العام، قدم فريق بلانك قياسًا أكثر دقة للغبار الكوني ، وخلص إلى أن إشارة نمط B من الغبار لها نفس قوة الإشارة التي رصدها مشروع BICEP2. [ 45 ] [ 46 ] وفي 30 يناير/كانون الثاني 2015، نُشر تحليل مشترك لبيانات BICEP2 وبلانك ، وأعلنت وكالة الفضاء الأوروبية أن الإشارة تُعزى بالكامل إلى الغبار بين النجوم في مجرة ​​درب التبانة. [ 47 ]

تكوين وتطور البنية واسعة النطاق

يُعدّ فهم تكوين وتطور أكبر وأقدم البنى الكونية (مثل الكوازارات والمجرات والعناقيد المجرية والعناقيد العملاقة ) من أهم الجهود المبذولة في علم الكونيات. يدرس علماء الكونيات نموذجًا لتكوين البنية الهرمية ، حيث تتشكل البنى من الأسفل إلى الأعلى، فتبدأ الأجسام الأصغر حجمًا بالتشكل أولًا، بينما لا تزال الأجسام الأكبر حجمًا، مثل العناقيد العملاقة، في طور التكوين. [ 48 ] إحدى طرق دراسة البنية في الكون هي مسح المجرات المرئية، بهدف بناء صورة ثلاثية الأبعاد للمجرات في الكون وقياس طيف قدرة المادة . هذا هو النهج الذي تتبعه كل من مسح سلون الرقمي للسماء ومسح 2dF لانزياح المجرات نحو الأحمر . [ 49 ] [ 50 ]

تُعدّ المحاكاة أداةً أخرى لفهم تكوين البنية الكونية، إذ يستخدمها علماء الكونيات لدراسة التجمع الجاذبي للمادة في الكون، حيث تتجمع في خيوطٍ وعناقيد مجرية فائقة وفراغات . تحتوي معظم عمليات المحاكاة على المادة المظلمة الباردة غير الباريونية فقط ، وهو ما يكفي لفهم الكون على أوسع نطاق، نظرًا لوجود كمية أكبر بكثير من المادة المظلمة في الكون مقارنةً بالمادة الباريونية المرئية. بدأت عمليات المحاكاة الأكثر تطورًا في تضمين الباريونات ودراسة تكوين المجرات الفردية. يدرس علماء الكونيات هذه المحاكاة لمعرفة مدى توافقها مع مسوحات المجرات، ولفهم أي تباين. [ 51 ]

مثال على عدسة جاذبية تم رصدها في بيانات مسوحات DESI Legacy. توجد أربع مجموعات من الصور المُعدسة في DESI-090.9854-35.9683، تُقابل أربع مجرات خلفية متميزة - من القوس الأحمر العملاق الخارجي إلى القوس الأزرق الساطع الداخلي، مرتبة في أربع دوائر متحدة المركز. جميعها مُشوهة بفعل الجاذبية - أو مُعدسة - بواسطة المجرة البرتقالية في المركز. من المتوقع أن تُنتج المادة المظلمة أيضًا عدسات جاذبية.

وتشمل الملاحظات التكميلية الأخرى لقياس توزيع المادة في الكون البعيد واستكشاف إعادة التأين ما يلي:

ستساعد هذه النتائج علماء الكونيات على حسم مسألة متى وكيف تشكلت البنية في الكون.

المادة المظلمة

تشير الأدلة المستقاة من عملية التخليق النووي في الانفجار العظيم ، وإشعاع الخلفية الكونية الميكروي ، وتكوين البنية الكونية، ومنحنيات دوران المجرات ، إلى أن حوالي 23% من كتلة الكون تتكون من مادة مظلمة غير باريونية، بينما لا تتجاوز نسبة المادة الباريونية المرئية 4% . تُفهم التأثيرات الجاذبية للمادة المظلمة جيدًا، إذ تتصرف كسائل بارد غير مشع يشكل هالات حول المجرات. لم يتم رصد المادة المظلمة في المختبر، ولا تزال طبيعتها الفيزيائية الجسيمية مجهولة تمامًا. في غياب القيود الرصدية، توجد عدة احتمالات، مثل جسيم فائق التناظر مستقر ، وجسيم ضخم ضعيف التفاعل ، وجسيم ضخم متفاعل جاذبيًا، والأكسيون ، وجسم هالة مضغوط ضخم . تشمل البدائل لفرضية المادة المظلمة تعديل الجاذبية عند التسارعات الصغيرة ( MOND ) أو تأثيرًا من علم الكونيات الغشائي. يُعد TeVeS نسخة من MOND قادرة على تفسير عدسة الجاذبية. [ 55 ]

الطاقة المظلمة

إذا كان الكون مسطحًا ، فلا بد من وجود مكون إضافي يشكل 73% (بالإضافة إلى 23% من المادة المظلمة و4% من الباريونات) من كثافة طاقة الكون. يُطلق على هذا المكون اسم الطاقة المظلمة. ولكي لا يتداخل مع عملية التخليق النووي للانفجار العظيم وإشعاع الخلفية الكونية الميكروي، يجب ألا يتجمع في هالات مثل الباريونات والمادة المظلمة. هناك أدلة رصدية قوية على وجود الطاقة المظلمة، إذ تُعرف كثافة الطاقة الكلية للكون من خلال قيود على تسطح الكون، ولكن كمية المادة المتجمعة تُقاس بدقة، وهي أقل بكثير من ذلك. وقد تعززت الأدلة على وجود الطاقة المظلمة في عام 1999، عندما أظهرت القياسات أن تمدد الكون بدأ يتسارع تدريجيًا. [ 56 ]

باستثناء كثافتها وخصائص تكتلها، لا يُعرف شيء عن الطاقة المظلمة. تتنبأ نظرية الحقل الكمومي بثابت كوني (CC) مشابه للطاقة المظلمة، ولكنه أكبر بمقدار 120 رتبة من الثابت المرصود. [ 57 ] استند ستيفن واينبرغ وعدد من منظري الأوتار (انظر مشهد الأوتار ) إلى " المبدأ الأنثروبي الضعيف ": أي أن سبب رصد الفيزيائيين لكون ذي ثابت كوني صغير هو استحالة وجود فيزيائيين (أو أي شكل من أشكال الحياة) في كون ذي ثابت كوني أكبر. يجد العديد من علماء الكونيات هذا التفسير غير مُرضٍ: ربما لأنه على الرغم من أن المبدأ الأنثروبي الضعيف بديهي (بافتراض وجود مراقبين أحياء، فلا بد من وجود كون واحد على الأقل ذي ثابت كوني (CC) يسمح بوجود الحياة)، إلا أنه لا يُحاول تفسير سياق ذلك الكون. [ 58 ] على سبيل المثال، لا يُميز المبدأ الأنثروبي الضعيف وحده بين:

  • لن يوجد سوى كون واحد على الإطلاق، وهناك مبدأ أساسي ما يقيد قيمة CC بالقيمة التي نلاحظها.
  • لن يوجد سوى كون واحد على الإطلاق، وعلى الرغم من عدم وجود مبدأ أساسي يثبت الكون، فقد حالفنا الحظ.
  • توجد العديد من الأكوان (في وقت واحد أو بشكل متسلسل) مع نطاق من قيم CC، وبالطبع كوننا هو أحد الأكوان الداعمة للحياة.

تشمل التفسيرات المحتملة الأخرى للطاقة المظلمة الجوهر [ 59 ] أو تعديل الجاذبية على أوسع نطاق. [ 60 ] ويُحدد تأثير الطاقة المظلمة، الذي تصفه هذه النماذج، على علم الكونيات من خلال معادلة حالة الطاقة المظلمة ، والتي تختلف باختلاف النظرية. وتُعد طبيعة الطاقة المظلمة من أكثر المشكلات تعقيدًا في علم الكونيات.

من المرجح أن يُسهم فهمٌ أفضل للطاقة المظلمة في حل معضلة المصير النهائي للكون . ففي الحقبة الكونية الحالية، يمنع التوسع المتسارع الناتج عن الطاقة المظلمة تكوّن هياكل أكبر من التجمعات المجرية العملاقة . ولا يُعرف ما إذا كان هذا التسارع سيستمر إلى أجل غير مسمى، بل وربما يزداد حتى يحدث تمزق عظيم ، أو ما إذا كان سينعكس في نهاية المطاف، ويؤدي إلى تجمد عظيم ، أو يتبع سيناريو آخر. [ 61 ]

الموجات الثقالية

الموجات الثقالية هي تموجات في انحناء الزمكان تنتشر كموجات بسرعة الضوء، وتتولد في تفاعلات ثقالية معينة تنتشر للخارج من مصدرها. يُعد علم فلك الموجات الثقالية فرعًا ناشئًا من علم الفلك الرصدي ، ويهدف إلى استخدام الموجات الثقالية لجمع بيانات رصدية حول مصادر الموجات الثقالية القابلة للكشف، مثل أنظمة النجوم الثنائية المكونة من الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء ؛ وأحداث مثل المستعرات العظمى ، وتكوين الكون المبكر بعد الانفجار العظيم بفترة وجيزة. [ 62 ]

في عام 2016، أعلن فريقا التعاون العلمي LIGO والتعاون Virgo عن أول رصد لموجات الجاذبية ، المنبعثة من زوج من الثقوب السوداء المندمجة ، باستخدام كاشفات LIGO المتقدمة. [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] وفي 15 يونيو 2016، أُعلن عن رصد ثانٍ لموجات الجاذبية من اندماج الثقوب السوداء. [ 66 ] وإلى جانب LIGO، يجري حاليًا بناء العديد من مراصد (كاشفات) موجات الجاذبية الأخرى . [ 67 ]

مجالات أخرى للبحث

يدرس علماء الكونيات أيضًا ما يلي:

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ للاطلاع على نظرة عامة، انظر: جورج ف. ر. إليس (2006). "قضايا في فلسفة علم الكونيات". في: جيريمي باترفيلد وجون إيرمان (محرران). فلسفة الفيزياء (دليل فلسفة العلوم)، مجموعة من 3 مجلدات . نورث هولاند. arXiv : astro-ph/0602280 . Bibcode : 2006astro.ph..2280E . ISBN 978-0-444-51560-5.
  2. ↑ «رسالة مفتوحة إلى المجتمع العلمي» نُشرت في مجلة نيو ساينتست، 22 مايو 2004. cosmologystatement.org . 1 أبريل 2014. مؤرشفة من الأصل في 1 أبريل 2014. تم الاطلاع عليها في 27 سبتمبر 2017 .
  3. 1 2 نافاس، إس؛ أمسلر، C .؛ جوتشي، T.؛ هانهارت، C .؛ هيرنانديز ري، JJ؛ لورنسو، سي. ماسوني، أ.؛ ميخاسنكو، م.؛ ميتشل، ري؛ باتريجانياني، C .؛ شواندا، C .؛ سبانيير، س. فينانزوني، ج.؛ يوان، تشيكوسلوفاكيا. أغاشي ، ك. (1 أغسطس 2024). "مراجعة فيزياء الجسيمات: علم الكونيات الانفجار الكبير" . المراجعة البدنية د . 110 (3): 444. دوى : 10.1103/PhysRevD.110.030001 . اتش دي ال : 11384/149923 . ISSN 2470-0010 . 
  4. ↑ «ألبرت أينشتاين - سيرة ذاتية» . جائزة نوبل. مؤرشف من الأصل في 22 يناير 2025. تم الاطلاع عليه في 23 يناير 2025 .
  5. 1 2 ليدل ، أ. (2003). مقدمة في علم الكونيات الحديث . وايلي. ص 51. ISBN  978-0-470-84835-7.
  6. ↑ فيلينكين، أليكس (2007). عوالم متعددة في عالم واحد: البحث عن أكوان أخرى . نيويورك: هيل ووانغ، قسم من فارار، ستراوس وجيرو. ص 19. ISBN  978-0-8090-6722-0.
  7. ↑ جونز، مارك؛ لامبورن، روبرت (2004). مقدمة في المجرات وعلم الكونيات . ميلتون كينز، كامبريدج، المملكة المتحدة؛ نيويورك: مطبعة جامعة كامبريدج المفتوحة. ص 228. ISBN  978-0-521-54623-2.
  8. ↑ جونز، مارك؛ لامبورن، روبرت (2004). مقدمة في المجرات وعلم الكونيات . ميلتون كينز، كامبريدج، المملكة المتحدة؛ نيويورك: مطبعة جامعة كامبريدج المفتوحة. ص 232. ISBN  978-0-521-54623-2.
  9. 1 2 "إصدار نتائج BICEP2 لعام 2014" . تجارب BICEP / Keck CMB . 17 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 مارس 2014 .
  10. 1 2 كلافين، ويتني (17 مارس 2014). "نظرة ناسا التكنولوجية على نشأة الكون" . ناسا . تم الاسترجاع في 17 مارس 2014 .
  11. 1 2 أوفرباي، دينيس (17 مارس 2014). "اكتشاف موجات في الفضاء يدعم نظرية بارزة للانفجار العظيم" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2022. تم الاطلاع عليه في 17 مارس 2014 .
  12. ↑ سليفر، ف.م. (1922). "ملاحظات إضافية حول الملاحظات الطيفية للسدم والتجمعات النجمية". منشورات الجمعية الفلكية الأمريكية . 4 : 284-286 . رمز Bibcode : 1922PAAS....4..284S .
  13. ^ سيتر، والتراوت سي. دوربيك، هيلمار دبليو (1999). البلشون الأبيض، دانيال؛ هيك، أندريه (محرران). “كارل فيلهلم فيرتز – رائد في الأبعاد الكونية”. تنسيق مقاييس المسافة الكونية في عصر ما بعد هيباركوس . سلسلة مؤتمرات ASP. 167 : 237– 242. بيب كود : 1999ASPC..167..237S . رقم ISBN 978-1-886733-88-6.
  14. ^ لوميتر، جورج (1927). "عالم متجانس ذو كتلة ثابتة ونسيج صناعي متماسك يحسب السرعة الشعاعية للسدم خارج المجرة". حوليات الجمعية العلمية في بروكسل (بالفرنسية). A47 : 49– 59. بيب كود : 1927ASSB...47...49L .
  15. ↑ هابل، إدوين (مارس 1929). "علاقة بين المسافة والسرعة الشعاعية بين السدم خارج المجرة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 15 (3): 168-173 . Bibcode : 1929PNAS...15..168H . doi : 10.1073 / pnas.15.3.168 . PMC 522427. PMID 16577160 .  
  16. ↑ هويل، فريد (1948). "نموذج جديد للكون المتوسع" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 108 (5): 372-382 . Bibcode : 1948MNRAS.108..372H . doi : 10.1093/mnras/108.5.372 .
  17. 1 2 "الانفجار العظيم أم الحالة الثابتة؟" . أفكار في علم الكونيات . المعهد الأمريكي للفيزياء. مؤرشف من الأصل في 12 يونيو 2015. تم الاسترجاع في 29 يوليو 2015 .
  18. 1 2 بورليس، سكوت؛ نوليت، كينيث م.؛ تيرنر، مايكل س. (مايو 2001). "تنبؤات التخليق النووي للانفجار العظيم من أجل علم الكونيات الدقيق". المجلة الفيزيائية الفلكية . 552 (1): L1– L5. arXiv : astro-ph/0010171 . Bibcode : 2001ApJ...552L...1B . doi : 10.1086/320251 . S2CID 118904816 . 
  19. ↑ بوربيدج، إي إم؛ بوربيدج، جي آر؛ فاولر، دبليو إيه؛ هويل، إف. (1957). "تخليق العناصر في النجوم" . مراجعات الفيزياء الحديثة . 29 (4): 547-650 . Bibcode : 1957RvMP...29..547B . doi : 10.1103/RevModPhys.29.547 .
  20. ↑ فراوتشي، س . (13 أغسطس 1982). "الإنتروبيا في كون متوسع". مجلة ساينس . 217 (4560): 593-599 . Bibcode : 1982Sci...217..593F . doi : 10.1126/science.217.4560.593 . PMID 17817517. S2CID 27717447 .  
  21. ↑ كيرشنر، آر بي (2003). "إلقاء الضوء على الطاقة المظلمة". مجلة ساينس . 300 (5627): 1914-1918 . رمز Bibcode : 2003Sci...300.1914K . doi : 10.1126/science.1086879 . PMID 12817141. S2CID 43859435 .  
  22. ↑ فريمان، جوشوا أ.؛ تيرنر، مايكل س.؛ هوترر، دراغان (2008). "الطاقة المظلمة والكون المتسارع". المراجعة السنوية لعلم الفلك والفيزياء الفلكية . 46 (1): 385-432 . arXiv : 0803.0982 . Bibcode : 2008ARA & A..46..385F . doi : 10.1146/annurev.astro.46.060407.145243 . S2CID 15117520 . 
  23. ↑ على سبيل المثال ، ليدل، أ. (2003). مقدمة في علم الكونيات الحديث . وايلي. ISBN 978-0-470-84835-7.وهذا يؤكد بشكل مقنع أن "الطاقة محفوظة دائماً، دائماً، دائماً".
  24. ↑ أوجيدا، ب.؛ روسو، هـ. (يونيو 2006). "التناظر الفائق لنماذج الكون الباروتروبية لـ FRW". المجلة الدولية للفيزياء النظرية . 45 (6): 1191-1196 . arXiv : gr-qc/0510004 . Bibcode : 2006IJTP...45.1152R . doi : 10.1007/s10773-006-9123-2 . S2CID 119496918 . 
  25. ↑ سبرينجل، فولكر؛ فرينك، كارلوس س.؛ وايت، سيمون د.م. (2006). "البنية واسعة النطاق للكون". مجلة نيتشر . 440 (7088): 1137-1144 . arXiv : astro-ph/0604561 . Bibcode : 2006Natur.440.1137S . CiteSeerX : 10.1.1.255.8877 . doi : 10.1038/nature04805 . PMID: 16641985. S2CID : 8900982 .   
  26. ↑ "المحققون الكونيون" . وكالة الفضاء الأوروبية (ESA). 2 أبريل 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 أبريل 2013 .
  27. ↑ غوث، آلان هـ. (15 يناير 1981). "الكون التضخمي: حل محتمل لمشكلتي الأفق والتسطح" . مجلة Physical Review D. 23 ( 2): 347-356 . Bibcode : 1981PhRvD..23..347G . doi : 10.1103/PhysRevD.23.347 .
  28. ↑ بوغوسيان، ليفون؛ تاي، إس. إتش. هنري؛ واسرمان، إيرا؛ وايمان، مارك (2003). "القيود الرصدية على إنتاج الأوتار الكونية أثناء تضخم الأغشية". مجلة Physical Review D. 68 ( 2) 023506. arXiv : hep-th/0304188 . Bibcode : 2003PhRvD..68b3506P . doi : 10.1103/PhysRevD.68.023506 .
  29. ↑ كانيتي، لوران؛ وآخرون . (سبتمبر 2012). "المادة والمادة المضادة في الكون". مجلة الفيزياء الجديدة . 14 (9) 095012. arXiv : 1204.4186 . Bibcode : 2012NJPh...14i5012C . doi : 10.1088/1367-2630/14/9/095012 . S2CID 119233888 .  
  30. ↑ باندولفي، ستيفانيا (30 يناير 2017). "مصدر جديد لعدم التناظر بين المادة والمادة المضادة" . سيرن . تم الاطلاع عليه في 9 أبريل 2018 .
  31. ↑ بيبلز، فيليب جيمس إدوين (أبريل 2014). "اكتشاف الانفجار العظيم الساخن: ما حدث في عام 1948". المجلة الأوروبية للفيزياء H. 39 ( 2): 205-223 . arXiv : 1310.2146 . Bibcode : 2014EPJH...39..205P . doi : 10.1140/epjh/e2014-50002-y . S2CID 118539956 . 
  32. 1 2 بوشيه، ف.؛ جيرار، ج.-م.؛ فانديرغينست، ب.؛ ويو، ي. (نوفمبر 2004). "قيود إشعاع الخلفية الكونية الميكروي على مبدأ التكافؤ القوي". مجلة Physical Review D. 70 ( 10) 103528. arXiv : astro-ph/0407208 . Bibcode : 2004PhRvD..70j3528B . doi : 10.1103/PhysRevD.70.103528 . S2CID 1197376 . 
  33. ↑ سايبرت، ريتشارد هـ.؛ فيلدز، برايان د.؛ أوليف، كيث أ.؛ ييه، تسونغ-هان (يناير 2016). "تخليق العناصر في الانفجار العظيم: الوضع الراهن". مراجعات الفيزياء الحديثة . 88 (1) 015004. arXiv : 1505.01076 . Bibcode : 2016RvMP...88a5004C . doi : 10.1103/RevModPhys.88.015004 . S2CID 118409603 . 
  34. ^ لوسينتي، ميشيل. عبادة، أسماء؛ أركادي، جورجيو؛ دومكي ، فاليري (مارس 2018). “تكوين الخلايا اللبنية والمادة المظلمة وكتل النيوترينو”. أرخايف : 1803.10826 [ التهاب الكبد الوبائي ].
  35. ^ التعاون بلانك. أدي، الاسمية؛ اغانم، ن .؛ أرنو، م.؛ أشداون، م.؛ أومونت، J.؛ باسيجالوبي، C .؛ بانداي، AJ. باريرو، ر ب . بارتليت، ج.ج. بارتولو، ن.؛ باتانر، إي. باتي، ر. بن عابد، ك.؛ بينوا، أ. بينوا ليفي، أ. برنارد، ج.-ب؛ بيرسانيلي، م.؛ بيليويتش، ب. بونالدي، أ. بونافيرا، L.؛ بوند، جي آر؛ بوريل، J.؛ بوشيه، الأب؛ بولانجر، ف. بوشر، م. بوريجانا، سي؛ بتلر، RC؛ كالابريس، إي. وآخرون . (2016). “نتائج بلانك 2015. الثالث عشر. المعلمات الكونية “. علم الفلك والفيزياء الفلكية . 594 (13): A13. arXiv : 1502.01589 . Bibcode : 2016A & A...594A..13P . doi : 10.1051/0004-6361/201525830 . S2CID 119262962 .  
  36. ↑ كارلايل، كاميل م. (10 فبراير 2015). "بلانك يدعم علم الكونيات القياسي" . مجلة سكاي آند تلسكوب . 130 (1). سكاي آند تلسكوب ميديا: 28. رمز Bibcode : 2015S & T...130a..28C . تاريخ الاسترجاع: 9 أبريل 2018 .
  37. ↑ لامار، جان ميشيل (2010). "خلفية الموجات الميكروية الكونية". في: هوبر، إم سي إي؛ بولون، أ.؛ كولين، جيه إل؛ تيموثي، جي جي؛ فيلهلم، ك.؛ زيندر، أ. (محررون). رصد الفوتونات في الفضاء . سلسلة التقارير العلمية لمعهد علوم الفضاء. المجلد 9. الصفحات 149-162 . رمز Bibcode : 2010ISSIR...9..149L .  
  38. ↑ سيفرز، جيه إل؛ وآخرون (2003). "المعايير الكونية من رصدات أجهزة تصوير الخلفية الكونية ومقارنتها مع BOOMERANG وDASI وMAXIMA". المجلة الفيزيائية الفلكية . 591 (2): 599-622 . arXiv : astro-ph/0205387 . Bibcode : 2003ApJ...591..599S . doi : 10.1086/375510 . S2CID 14939106 .  
  39. ↑ هينشو، ج.؛ وآخرون . (أكتوبر 2013). "ملاحظات مسبار ويلكنسون لقياس تباين الموجات الميكروية (WMAP) على مدى تسع سنوات: نتائج المعلمات الكونية". ملحق المجلة الفيزيائية الفلكية . 208 (2): 19. arXiv : 1212.5226 . Bibcode : 2013ApJS..208...19H . doi : 10.1088/0067-0049/208/2/19 . S2CID 37132863 .  
  40. ↑ نايس، سيغورد؛ هاسلفيلد، ماثيو؛ ماكماهون، جيف؛ نيماك، مايكل د.؛ وآخرون . (أكتوبر 2014). "تلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات: استقطاب إشعاع الخلفية الكونية الميكروي عند 200 < l < 9000". مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية . 2014 (10): 007. arXiv : 1405.5524 . Bibcode : 2014JCAP...10..007N . doi : 10.1088/1475-7516/2014/10/007 . S2CID 118593572 .  
  41. ↑ باومان، دانيال؛ وآخرون (2009). "استكشاف التضخم باستخدام استقطاب إشعاع الخلفية الكونية الميكروي". ورشة عمل استقطاب إشعاع الخلفية الكونية الميكروي: النظرية والخلفيات: دراسة مفهوم مهمة استقطاب إشعاع الخلفية الكونية الميكروي . المجلد 1141. الصفحات 10-120 . arXiv : 0811.3919 . Bibcode : 2009AIPC.1141...10B . doi : 10.1063/1.3160885 .   
  42. ↑ سكرانتون، ر.؛ كونولي، أ. ج.؛ نيكول، ر. س.؛ ستيبينز، أ.؛ سزابودي، إ.؛ أيزنشتاين، د. ج.؛ وآخرون . (يوليو 2003). "أدلة مادية على الطاقة المظلمة". arXiv : astro-ph/0307335 . 
  43. ↑ ريفريجير، أ. (1999). "نظرة عامة على التباينات الثانوية لإشعاع الخلفية الكونية الميكروي". في: دي أوليفيرا-كوستا، أ.؛ تيغمارك، م. (محرران). الخلفيات الميكروية . سلسلة مؤتمرات الجمعية الفلكية للمحيط الهادئ. المجلد 181. ص 219. arXiv : astro-ph/9904235 . Bibcode : 1999ASPC..181..219R . ISBN   978-1-58381-006-4.
  44. ↑ أوفرباي، دينيس (25 مارس 2014). "تموجات من الانفجار العظيم" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2022. تم الاطلاع عليه في 24 مارس 2014 .
  45. ↑ تعاون بلانك (2016). "نتائج بلانك الوسيطة. XXX. طيف القدرة الزاوي لانبعاث الغبار المستقطب عند خطوط العرض المجرية المتوسطة والعالية". علم الفلك والفيزياء الفلكية . 586 (133): A133. arXiv : 1409.5738 . Bibcode : 2016A & A...586A.133P . doi : 10.1051/0004-6361/201425034 . S2CID 9857299 . 
  46. ↑ أوفرباي، دينيس (22 سبتمبر 2014). "دراسة تؤكد الانتقادات الموجهة لنظرية الانفجار العظيم" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 سبتمبر 2014 .
  47. ↑ كوين، رون (30 يناير 2015). "اكتشاف الموجات الثقالية ميت رسميًا الآن". مجلة نيتشر . doi : 10.1038/nature.2015.16830 .
  48. ↑ هيس، ستيفن؛ كيتاورا، فرانسيسكو-شو؛ غوتلوبر، ستيفان (نوفمبر 2013). "محاكاة تكوين بنية الكون المحلي" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 435 (3): 2065-2076 . arXiv : 1304.6565 . Bibcode : 2013MNRAS.435.2065H . doi : 10.1093/mnras/stt1428 . S2CID 119198359 . 
  49. ↑ كول، شون؛ بيرسيفال، ويل جيه؛ بيكوك، جون أ؛ نوربيرغ، بيدر؛ باو، كارلتون إم؛ فرانك، كارلوس إس؛ وآخرون (2005). "مسح انزياح المجرات 2dF: تحليل طيف القدرة لمجموعة البيانات النهائية وآثارها الكونية" . الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية . 362 (2): 505-534 . arXiv : astro-ph/0501174 . Bibcode : 2005MNRAS.362..505C . doi : 10.1111/j.1365-2966.2005.09318.x . S2CID 6906627 .  
  50. ↑ بيرسيفال، ويل جيه؛ وآخرون (2007). "شكل طيف قدرة المجرات في الإصدار الخامس من بيانات مسح سلون الرقمي للسماء". المجلة الفيزيائية الفلكية . 657 (2): 645-663 . arXiv : astro-ph/0608636 . Bibcode : 2007ApJ...657..645P . doi : 10.1086/510615 . S2CID 53141475 .  
  51. ↑ كولين، مايكل؛ فوغلسبرغر، مارك؛ أنغولو، راؤول (نوفمبر 2012). "المحاكاة العددية للكون المظلم: أحدث التقنيات والعقد القادم". فيزياء الكون المظلم . 1 ( 1-2 ): 50-93 . arXiv : 1209.5745 . Bibcode : 2012PDU.....1...50K . doi : 10.1016/j.dark.2012.10.002 . S2CID 119232040 . 
  52. ↑ واينبرغ، ديفيد هـ.؛ ديف، روميل؛ كاتز، نيل؛ كولماير، جونا أ. (مايو 2003). "غابة ليمان-ألفا كأداة كونية". في: هولت، إس إتش؛ رينولدز، سي إس (محرران). وقائع مؤتمر معهد الفيزياء الأمريكي: ظهور البنية الكونية . سلسلة مؤتمرات معهد الفيزياء الأمريكي. المجلد 666. الصفحات 157-169 . arXiv : astro-ph/0301186 . Bibcode : 2003AIPC..666..157W . CiteSeerX : 10.1.1.256.1928 . doi : 10.1063/1.1581786 . S2CID : 118868536 .    
  53. ↑ فورلانيتو، ستيفن ر.؛ أوه، س. بينغ؛ بريغز، فرانك هـ. (أكتوبر 2006). "علم الكونيات عند الترددات المنخفضة: انتقال 21 سم والكون ذو الانزياح الأحمر العالي". تقارير الفيزياء . 433 ( 4-6 ): 181-301 . arXiv : astro-ph/0608032 . Bibcode : 2006PhR...433..181F . CiteSeerX 10.1.1.256.8319 . doi : 10.1016/j.physrep.2006.08.002 . S2CID 118985424 .  
  54. ↑ منشي، ديباك؛ فالاجاس، باتريك؛ فان ويربيك، لودوفيك؛ هيفنز، آلان (2008). "علم الكونيات باستخدام مسوحات العدسات الضعيفة". تقارير الفيزياء . 462 (3): 67-121 . arXiv : astro-ph/0612667 . Bibcode : 2008PhR...462...67M . CiteSeerX : 10.1.1.337.3760 . doi : 10.1016/j.physrep.2008.02.003 . PMID: 16286284. S2CID : 9279637 .   
  55. ↑ كلاسن، م.؛ بول، م.؛ سيجل، ج. (نوفمبر 2015). "بحث مباشر وغير مباشر عن المادة المظلمة". التقدم في فيزياء الجسيمات والفيزياء النووية . 85 : 1-32 . arXiv : 1507.03800 . Bibcode : 2015PrPNP..85....1K . doi : 10.1016/j.ppnp.2015.07.001 . S2CID 118359390 . 
  56. ↑ بيرلموتر، سول؛ تيرنر، مايكل س.؛ وايت، مارتن (1999). "تقييد الطاقة المظلمة باستخدام المستعرات العظمى من النوع Ia والبنية واسعة النطاق" . رسائل المراجعة الفيزيائية . 83 (4): 670-673 . arXiv : astro-ph/9901052 . Bibcode : 1999PhRvL..83..670P . doi : 10.1103/PhysRevLett.83.670 . S2CID 119427069 . 
  57. ↑ أدلر، رونالد جيه؛ كيسي، بريندان؛ جاكوب، أوفيد سي. (يوليو 1995). "كارثة الفراغ: عرض مبسط لمشكلة الثابت الكوني" . المجلة الأمريكية للفيزياء . 63 (7): 620-626 . Bibcode : 1995AmJPh..63..620A . doi : 10.1119/1.17850 .
  58. ↑ سيغفريد، توم (11 أغسطس 2006). "هل تجاوزت 'المناظر الطبيعية' الحد؟". مجلة ساينس . 313 (5788): 750-753 . doi : 10.1126/science.313.5788.750 . PMID 16902104. S2CID 118891996 .  
  59. ↑ ساهني، فارون (2002). "مشكلة الثابت الكوني وجوهر الكون". الجاذبية الكلاسيكية والكمية . 19 (13) 304: 3435–3448 . arXiv : astro-ph/0202076 . Bibcode : 2002CQGra..19.3435S . doi : 10.1088/0264-9381/19/13/304 . S2CID 13532332 . 
  60. ↑ نوجيري، س.؛ أودينتسوف، س.د. (2006). "مقدمة في الجاذبية المعدلة والبديل الجاذبي للطاقة المظلمة". المجلة الدولية للأساليب الهندسية في الفيزياء الحديثة . 4 (1): 115-146 . arXiv : hep-th/0601213 . Bibcode : 2007IJGMM..04..115N . doi : 10.1142/S0219887807001928 . S2CID 119458605 . 
  61. ^ فرنانديز جامبرينا إل. (سبتمبر 2014). “التمزق الكبير والانفجار الكبير / التفردات الكونية”. المراجعة البدنية د . 90 (6) 064014. أرخايف : 1408.6997 . بيب كود : 2014PhRvD..90f4014F . دوى : 10.1103 / PhysRevD.90.064014 . S2CID 118328824 . 
  62. ↑ كولبي، مونيكا؛ سيسانا، ألبرتو (2017). "مصادر موجات الجاذبية في عصر علم فلك موجات الجاذبية متعدد النطاقات". في جيرارد، أوجار؛ إريك، بلاغنول (محرران). نظرة عامة على موجات الجاذبية: النظرية والمصادر والكشف . ص 43-140 . arXiv : 1610.05309 . Bibcode : 2017ogw..book...43C . doi : 10.1142/9789813141766_0002 . ISBN  978-981-314-176-6. S2CID 119292265 . 
  63. ↑ كاستلفيكي، دافيد؛ ويتز، ويتز (11 فبراير 2016). "تم العثور أخيرًا على موجات الجاذبية لأينشتاين" . أخبار الطبيعة . doi : 10.1038/nature.2016.19361 . S2CID 182916902. تاريخ الاسترجاع: 11 فبراير 2016 . 
  64. ↑ أبوت، بي بي؛ وآخرون (التعاون العلمي ليغو وتعاون فيرجو) (2016). "رصد موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج ثقبين أسودين". رسائل المراجعة الفيزيائية . 116 (6) 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1102A . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102 . PMID 26918975. S2CID 124959784 .   
  65. ↑ «اكتشاف موجات الجاذبية بعد 100 عام من تنبؤ أينشتاين» . www.nsf.gov . المؤسسة الوطنية للعلوم. مؤرشف من الأصل في 19 يونيو 2020. تم الاطلاع عليه في 11 فبراير 2016 .
  66. ↑ أوفرباي، دينيس (15 يونيو 2016). "علماء يسمعون زقزقة ثانية من ثقوب سوداء متصادمة" . صحيفة نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 1 يناير 2022. تم الاطلاع عليه في 15 يونيو 2016 .
  67. ↑ «بدأ البحث الأحدث عن موجات الجاذبية» . ليغو، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا . ليغو . ١٨ سبتمبر ٢٠١٥. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٩ نوفمبر ٢٠١٥ .
  68. ↑ كوفيتز، إيلي د. (2017). "استكشاف المادة المظلمة للثقوب السوداء البدائية باستخدام موجات الجاذبية". رسائل المراجعة الفيزيائية . 119 (13) 131301. arXiv : 1705.09182 . Bibcode : 2017PhRvL.119m1301K . doi : 10.1103/PhysRevLett.119.131301 . PMID 29341709. S2CID 37823911 .  
  69. ↑ تاكيدا، م.؛ وآخرون (10 أغسطس 1998). "توسيع نطاق طيف طاقة الأشعة الكونية إلى ما وراء حد القطع المتوقع لغريزن-زاتسيبين-كوزمين". رسائل المراجعة الفيزيائية . 81 (6): 1163-1166 . arXiv : astro-ph/9807193 . Bibcode : 1998PhRvL..81.1163T . doi : 10.1103/PhysRevLett.81.1163 . S2CID 14864921 .  
  70. ↑ تورشيف، سلافا ج. (2008). "الاختبارات التجريبية للنسبية العامة" . المراجعة السنوية للعلوم النووية والجسيمية . 58 (1): 207-248 . arXiv : 0806.1731 . Bibcode : 2008ARNPS..58..207T . doi : 10.1146/annurev.nucl.58.020807.111839 . S2CID 119199160 . 
  71. ↑ أوزان، جان فيليب (مارس 2011). "الثوابت المتغيرة، الجاذبية وعلم الكونيات" . مراجعات حية في النسبية . 14 (1) 2. arXiv : 1009.5514 . Bibcode : 2011LRR....14....2U . doi : 10.12942/lrr- 2011-2 . PMC 5256069. PMID 28179829 .  
  72. ↑ ديك، ستيفن ج. (2020). "علم الكونيات الفيزيائي الحيوي: مكانة علم الفلك الحيوي في تاريخ العلوم". المكان والزمان والكائنات الفضائية . تشام: دار نشر سبرينغر الدولية. ص 53-58 . doi : 10.1007/978-3-030-41614-0_4 . ISBN  978-3-030-41613-3.

للمزيد من القراءة

الكتب الدراسية

  • تشنغ، تا-بي (2005). النسبية والجاذبية وعلم الكونيات: مقدمة أساسية . أكسفورد ونيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-852957-6.مقدمة في علم الكونيات والنسبية العامة بدون جهاز الموتر الكامل، مؤجلة حتى الجزء الأخير من الكتاب.
  • باومان، دانيال (2022). علم الكونيات . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-19-852957-6.مقدمة حديثة لعلم الكونيات تغطي الكون المتجانس وغير المتجانس بالإضافة إلى التضخم وإشعاع الخلفية الكونية الميكروي.
  • دودلسون، سكوت (2003). علم الكونيات الحديث . دار النشر الأكاديمية. رقم ISBN 978-0-12-219141-1.نص تمهيدي، تم إصداره قبل نتائج WMAP بقليل .
  • غال-أور، بنيامين (1987) [1981]. علم الكونيات والفيزياء والفلسفة . دار نشر سبرينغر. ISBN 0-387-90581-2.
  • الأماكن القريبة : هيرفيك، سيغبجورن (2007). نظرية النسبية العامة لأينشتاين مع التطبيقات الحديثة في علم الكونيات . نيويورك: سبرينغر. رقم ISBN 978-0-387-69199-2.
  • هاريسون، إدوارد (2000). علم الكونيات: علم الكون . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-66148-5.لطلاب المرحلة الجامعية الأولى؛ يتميز بأسلوب رياضي بسيط مع تركيز تاريخي قوي.
  • كوتنر، مارك (2003). علم الفلك: منظور فيزيائي . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-52927-3.نص تمهيدي في علم الفلك.
  • كولب، إدوارد؛ مايكل تيرنر (1988). الكون المبكر . أديسون-ويسلي. ISBN 978-0-201-11604-5.المرجع الكلاسيكي للباحثين.
  • ليدل، أندرو (2003). مقدمة في علم الكونيات الحديث . جون وايلي. ISBN 978-0-470-84835-7.علم الكونيات بدون النسبية العامة.
  • ليدل، أندرو؛ ديفيد ليث (2000). التضخم الكوني والبنية واسعة النطاق . كامبريدج. ISBN 978-0-521-57598-0.مقدمة في علم الكونيات مع مناقشة شاملة للتضخم الكوني .
  • موخانوف، فياتشيسلاف (2005). الأسس الفيزيائية لعلم الكونيات . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-56398-7.
  • بادمانابهان، ت. (1993). تكوين البنية في الكون . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-42486-8.يناقش بالتفصيل تكوين الهياكل واسعة النطاق.
  • بيكوك، جون (1998). الفيزياء الكونية . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-42270-3.مقدمة تتضمن معلومات أكثر عن النسبية العامة ونظرية الحقل الكمومي مقارنة بمعظم الكتب الأخرى.
  • بيبلز، بي جيه إي (1993). مبادئ علم الكون الفيزيائي . مطبعة جامعة برينستون. رقم ISBN 978-0-691-01933-8.تركيز تاريخي قوي.
  • بيبلز، بي جيه إي (1980). البنية واسعة النطاق للكون . مطبعة جامعة برينستون. رقم ISBN 978-0-691-08240-0.العمل الكلاسيكي حول البنية واسعة النطاق ووظائف الارتباط.
  • ريس، مارتن (2002). آفاق جديدة في علم الكونيات الفيزيائي الفلكي . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-64544-7.
  • واينبرغ، ستيفن (1971). الجاذبية وعلم الكونيات . جون وايلي. ISBN 978-0-471-92567-5.مرجع قياسي للصيغة الرياضية.
  • واينبرغ، ستيفن (2008). علم الكونيات . مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN 978-0-19-852682-7.

من المجموعات

من الأفراد