كيف يمكن لحجم الكون أن يتجاوز عمره؟

سرعة الضوء هي واحدة من أهم الخصائص الأساسية في عالمنا. إنها تستخدم في عدد من الاستخدامات كقياس المسافة، والاتصالات بين الكواكب، وفي مختلف الحسابات الرياضية. وهذه ليست سوی مجرد بداية . السرعة التي يقطعها الضوء في الفراغ-186282 ميلاً (299792 كيلومتراً)- في الثانية الواحدة هي ثابتة وغير متغيرة. و إذا تمت إزالة هذا المتغير، فإن أسس الفيزياء الحديثة تنهار. يحدث ذلك لأسباب عدة، ولكن خلاصة القول هو القاعدة العامة : "لا شيء في الكون يمكن أن ينتقل بسرعة أكبر من سرعة الضوء". كما يمكنك أن تتخيل، يصيب المرء بعض الارتباك عندما ينظر الی حقيقة أن حجم الكون ليس 13.8 مليار سنة ضوئية، وهو الرقم الذي يتوافق مع عمر الكون، بل هو وفقاً للتقديرات الحالية، أكبر بقليل من 93 مليار سنة ضوئية، وهذا فقط ما يمكن أن نرى، ما لا يمكن أن يستمر إلى الأبد. فكيف يمكن للعالم أن يكون حجمه 93 مليار سنة ضوئية إذا كان عمره 13.8 مليار سنة ضوئية فقط، وليس هناك أسرع من الضوء؟

فهم الانزياح نحو اللون الأحمر

قبل أن نتمكن من فهم لماذا حجم الكون هو أكبر بكثير من عمره، من المهم أن نفهم كيفية عمل الضوء. هناك شيء يسمى تأثير دوبلر. تشرح هذه العملية لماذا بعض الضوء من المصادر الكونية يميل نحو الطرف الأحمر من الطيف الكهرومغناطيسي، فيما غيره يميل نحو الطرف الأزرق. بعبارات بسيطة، يلاحظ من تأثير دوبلر كيف تتم إزاحة الطول الموجي للضوء على أساس الاتجاه الذي يتحرك فيه المصدر، مثل ما إذا كان شيء ما قادماً نحونا أو مبتعداً عنا.

على وجه التحديد، سيتم امتداد موجات الضوء إذا كان المصدر يتحرك بعيداً عن المراقب، وبالتالي تظهر هذه الموجات حمراء (الطول الموجي الطويل)، وسيتم ضغط موجات الضوء إذا كان يتجه نحو المراقب، وبالتالي يظهر اللون الأزرق (طول الموجة أقصر).

لذلك تظهر كافة المجرات باللون الاحمر بسبب الطول الموجي الطويل (لأنها تتحرك بعيداً عنا)، ونحن نرى أن زيادات الانزياح نحو الأحمر، تعني أن الأجسام تتحرك بعيداً عنا أسرع وأسرع. وقد أدى ذلك إلى اكتشاف أن الكون ليس ثابتاً كما يعتقد البعض، بل إنه في توسع في الواقع!

سرعة الضوء هي الحد الأقصى للسرعة في الكون، و الملاحظ وجود حافة ما يمكن أن نراها. هذه الحافة تسمی "الكون المرئي" و يوجد فيها:

10 ملايين عنقوداً مجرياً هائلاً

25 مليار مجموعة المجرة

350 مليار مجرة كبيرة

7000000000000 مجرات القزمية

و30 مليار تريليون (3 × 10²²) النجوم

إذا كان كل هذا مدسوساً في 13.7 مليار سنة ضوئية من الزمكان، فإن الكون يبدو معبأ جداً. ومع ذلك، واحد من المفاهيم الخاطئة الشائعة عن الكون هو أن حجمه يجب أن يكون مساوياً لعمره . المشكلة مع هذا الافتراض يعود إلى اللحظات القليلة الأولى التي تلت الانفجار الكبير، والكثير مما نراه الآن كان في الأصل أقرب بكثير،وذلك بفضل التوسع. في الواقع، فإن المجرات الأكثر بعداً من بين أقدم الأشياء في الكون، قد شكلت عندما كان الكون مجرد ملايين السنين، ومن المرجح أن غالبية هذه المجرات لم تعد موجودة، أو أنها تقع في مقطع آخر تماماً من الكون .