الانفجار العظيم هو النموذج المعتمد حاليا لدى العلماء، والذي يشرح أن الفضاء بما فيه من مادة وزمن نشأ قبل نحو 13.8 مليار سنة من نقطة غاية في الصغر.
لكن كانت هناك دائما مشكلة أساسية تتعلق بما يسميه العلماء نقطة التفرد، وهي النقطة التي نشأ منها الانفجار العظيم، عند هذه النقطة تصبح الكثافة لا نهائية وتنهار قوانين الفيزياء المعروفة، وهذا هو محور مشكلة النظرية الكبرى.
نموذج الكون-الثقب الأسود
الآن يقترح فريق من الباحثين فرضية جديدة أطلق عليها اسم “نموذج الكون-الثقب الأسود”، تقترح أن الانفجار العظيم لم يكن بداية كل شيء، بل نتيجة لانهيار جاذبي هائل، أدى إلى تكوين ثقب أسود عملاق داخل كون أكبر، بحسب الدراسة التي نشرها الباحثون في دورية “فيزكس ريفيو دي”
وفي قلب هذا الثقب حدث “ارتداد كوني”، حيث تفادت المادة الانهيار الكامل بفضل المبادئ الكمية، وانبثقت لتولد كونا جديدا.
يشبه ذلك ما يحدث في حالة النجوم العملاقة، حيث تكون ذات حجم هائل، لكن في نهاية عمرها تتقلص تلك النجوم بسرعة هائلة، فينخفض حجمها لكنها تظل بالكتلة نفسها، ومع الوقت يصل حجمها إلى نقطة رياضية (بلا حجم)، هي ما يسمى “المفردة” والتي يفترض العلماء أنها تقع في قلب الثقب الأسود.
وبحسب نموذج الكون-الثقب الأسود، فإن ذلك يحدث على مستوى مادي أكبر بكثير من النجوم (سحب غازية عملاقة)، وتنكمش تلك المادة حتى تقارب حالة المفردة، لكنها ترتد مرة أخرى صانعة كونا جديدا.
مشكلات كمّية
وبحسب الدراسة، يصف الحل الرياضي الذي أنجزه العلماء كيف يمكن لسحابة من المادة المنهارة أن تصل إلى حالة كثافة عالية ثم ترتد، عائدة إلى مرحلة توسع جديدة.
ويعتقد العلماء أن ذلك يحدث بسبب ظواهر كمومية “مبدأ استبعاد باولي” الذي ينص على أنه لا يمكن لاثنين من الفيرميونات -جسيمات المادة كالكواركات والبروتونات والنيوترونات والإلكترونات- أن يتخذا الحالة الكمومية نفسها.
بالتالي، لا يمكن ضغط أي كمّية من المادة في مركز واحد، ومن ثم فإن قوانين ميكانيكا الكم تمنع أن تتكثف المادة في نقطة بلا حجم، وبالتالي فإنها قد تضطر المادة للانبثاق من جديد مع تغيير في هيئة نسيج الزمكان.
وبحسب الدراسة، يقدم النموذج الجديد تنبؤات قابلة للاختبار، فهو يتنبأ بمقدار صغير جدا من الانحناء المكاني الموجب في الفضاء، أي أن الكون ليس مسطحا تماما، بل منحنيا قليلا.
ينتج هذا ببساطة من بقايا الكثافة الزائدة الصغيرة الأولية التي أدت إلى الانهيار الأولي، وبالتالي فإذا أكدت الملاحظات المستقبلية، مثل مهمة إقليدس الجارية، وجود انحناء صغير في الفضاء، فسيكون ذلك تلميحا قويا إلى أن كوننا قد نشأ بالفعل من هذا الارتداد.