د. الفاتح جمعة: الأشكال الهندسية المحتملة للكون وفق علم الكونيات الحديث

د. الفاتح جمعة – باحث متخصص في تطوير الطائرات بدون طيار (UAV) – محلل بيانات

منذ قرون، تساءل الإنسان عن شكل الكون وحدوده: هل يمتد إلى ما لا نهاية؟ أم أنه مغلق على نفسه بطريقة ما؟ اليوم، بفضل التقدم الكبير في علم الكونيات الفيزيائي، أصبح هذا السؤال يُناقش بلغة الرياضيات والقياس الدقيق بدلًا من التأمل الفلسفي فقط. تشير الدراسات الحديثة إلى أن الكون يمكن أن يتخذ ثلاثة أشكال هندسية محتملة — مفتوح، مغلق، أو مسطح — وذلك اعتمادًا على مقدار المادة والطاقة التي يحتويها (Freedman & Turner, 2003).

يعتمد الشكل العام للكون على ما يُعرف بـ الكثافة الحرجة (Critical Density)، وهي المعيار الذي يحدد ما إذا كان الكون سينحني إلى الداخل، أو يظل مسطحًا، أو ينفتح إلى الخارج إلى ما لا نهاية. فإذا كانت كثافة الكون أقل من هذه القيمة، يكون الكون مفتوحًا ويتمدد إلى الأبد؛ أما إذا كانت أكبر، فسينتهي به المطاف إلى الانكماش من جديد. وإذا تساوت الكثافتان تقريبًا، يكون الكون مسطحًا — وهو النموذج الذي تشير إليه الأدلة الحديثة (NASA Science, 2023).

في النموذج المفتوح، يتخذ الكون شكلًا منحنٍ نحو الخارج، يشبه “سرج الحصان”. في هذا النوع من الأكوان، يستمر التوسع الكوني بلا توقف، وتبتعد المجرات عن بعضها البعض إلى ما لا نهاية. ومع مرور الوقت، يبرد الكون تدريجيًا وتتباطأ كل العمليات الفيزيائية، حتى يصل إلى ما يُعرف بـ موت الحرارة (Heat Death)، أي مرحلة من السكون التام حيث لا تبقى طاقة يمكن استخدامها (Freedman & Turner, 2003).

أما الكون المغلق، فيمتلك انحناءً موجبًا يشبه سطح الكرة. يتوسع الكون في البداية كما نراه اليوم، لكنه في مرحلة معينة سيبدأ بالانكماش تحت تأثير الجاذبية، لينتهي في حدث يُعرف بـ الانكماش العظيم (Big Crunch). في هذا السيناريو، قد يعود الكون إلى حالته الأولى، مضغوطًا في نقطة صغيرة كما كان عند الانفجار العظيم (NASA Science, 2023).

وفي المقابل، يُظهر النموذج المسطح كونًا لا يميل إلى الانحناء لا إلى الداخل ولا إلى الخارج — هندسة إقليدية تقريبًا حيث تظل الخطوط المتوازية متوازية دائمًا. في هذا السيناريو، يواصل الكون توسعه إلى ما لا نهاية، ولكن بمعدل يتباطأ مع مرور الزمن. وتشير نتائج بعثة بلانك (Planck Mission) إلى أن كوننا قريب جدًا من هذه الحالة المسطحة، إذ أظهرت البيانات أن انحناء الفضاء شبه معدوم ضمن حدود الخطأ الرصدي (Planck Collaboration et al., 2020).

وتعتمد هذه النتائج على مجموعة واسعة من الأدلة، تشمل قياسات إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMB)، وتحليل عدسات الجاذبية (Gravitational Lensing)، ومراقبة المستعرات العظمى من النوع Ia، وهي أدوات أساسية لقياس المسافات الكونية. وتشير هذه القياسات إلى أن الكثافة الكونية الكلية قريبة جدًا من الكثافة الحرجة، مما يعزز فرضية أن الكون مسطح هندسيًا، كما يتوقع النموذج القياسي لعلم الكونيات (ΛCDM) الذي يفسر تمدد الكون المتسارع بوجود الطاقة المظلمة (Dark Energy) (Planck Collaboration et al., 2020).

باختصار، تقدم النماذج الثلاثة رؤى مختلفة لجغرافية الكون ومستقبله — من التمدد اللامحدود إلى الانكماش النهائي. ومع ذلك، تشير الأدلة الرصدية الحديثة بوضوح إلى أن كوننا أقرب إلى أن يكون مسطحًا، يتوسع بهدوء، ويبرد تدريجيًا مع مرور الزمن. هذه النتيجة لا تكتفي بالإجابة على سؤال هندسي قديم، بل تفتح الباب أمام تساؤلات أعمق حول أصل الكون، مصيره، ودور الطاقة المظلمة في تشكيل مستقبله (Planck Collaboration et al., 2020; NASA Science, 2023).