الكون يتمدد بسرعة تفوق سرعة الضوء.. لماذا لا يكسر ذلك قوانين الفيزياء؟

يمتد الكون المرئي لمسافة مذهلة تبلغ 45 مليار سنة ضوئية في كل اتجاه، على الرغم من أن عمره لا يتجاوز 13.77 مليار سنة. هذا التفاوت الهائل يعني أن تمدد الكون يحدث بسرعة تفوق سرعة الضوء، وهي حقيقة تتوافق تماماً مع قوانين الفيزياء ولا تكسرها. يُعد فهم هذه الظاهرة أمراً بالغ الأهمية لعشاق الفلك والطلاب الذين يدرسون المقاييس الكونية، حيث يكشف لماذا تُعتبر رؤيتنا الحالية للكون مؤقتة بطبيعتها.

عندما يصل الضوء المنبعث من مجرة بعيدة إلى التلسكوب، فإنه يعمل ككبسولة زمنية. ونظراً لأن الفضاء نفسه يتمدد أثناء انتقال هذا الضوء، فإن متوسط المسافة الفاصلة بين المجرات يزداد باستمرار. ولحساب المسافة الحالية لأي مجرة، يعتمد علماء الفلك على نموذج LCDM، الذي يأخذ في الاعتبار تأثير المادة المظلمة (Dark matter) وعملية الطاقة المظلمة (Dark energy) على مدار مليارات السنين.

تقع حدود فقاعتنا الكونية التي يمكننا رصدها، والمعروفة باسم أفق الجسيمات (Particle horizon)، على بُعد 45 مليار سنة ضوئية. حقيقة أن هذه المسافة تتجاوز عمر الكون تشير إلى أن الأجسام البعيدة تبتعد عنا بسرعة تفوق سرعة الضوء. ومع ذلك، فإن هذا لا ينتهك قوانين الفيزياء.

ينطبق الحد الأقصى للسرعة الذي تفرضه النسبية الخاصة (Special relativity) حصرياً على عمليات الرصد المحلية، مما يعني أنه لا يمكن لمركبة فضائية أن تتجاوزك بسرعة تفوق سرعة الضوء. أما الأجسام الموجودة على الحافة البعيدة للكون فهي لا تتحرك عبر الفضاء، بل إن الفضاء الموجود بيننا وبينها هو الذي يتمدد.

يقيس علماء الفلك هذا التراجع الكوني باستخدام ظاهرة الانزياح نحو الأحمر (Redshift)، حيث يتمدد ضوء المجرة المبتعدة نحو الأجزاء الأكثر احمراراً في الطيف الكهرومغناطيسي. وتحدث النقطة الحرجة، حيث تبدأ الأجسام في الابتعاد بسرعة تفوق سرعة الضوء، عند مسافة هابل البالغة 13.77 مليار سنة ضوئية تحديداً. ولا يزال بإمكاننا رؤية هذه المجرات اليوم فقط لأن الضوء الذي يصلنا بدأ رحلته عندما كانت أقرب بكثير.

ومع ذلك، يوجد حد صارم يُعرف باسم أفق الحدث الكوني (Cosmological event horizon)، والذي يقع حالياً على بُعد حوالي 17 مليار سنة ضوئية. لن يصل الضوء المنبعث اليوم من أي مجرة تتجاوز هذه الحدود إلى كوكب الأرض أبداً، بغض النظر عن مدة انتظارنا. وبفعل القوة المتسارعة لعملية الطاقة المظلمة، سيستقر هذا الأفق في النهاية عند حوالي 60 مليار سنة ضوئية.

يضمن التمدد المتسارع للكون مستقبلاً موحشاً للغاية لجوارنا الكوني. ففي غضون 100 مليار سنة تقريباً، سيؤدي الانزياح نحو الأحمر الشديد الناتج عن الطاقة المظلمة إلى تمدد ضوء كل مجرة تقع خارج المجموعة المحلية إلى أطوال موجية لا يمكن اكتشافها، مما سيؤدي إلى اختفائها من مجال رؤيتنا إلى الأبد.

يطرح هذا مفارقة علمية رائعة؛ حيث ستنظر الحضارات المستقبلية إلى سماء فارغة، خالية تماماً من الأدلة خارج المجرة التي نستخدمها حالياً لإثبات الانفجار العظيم والتمدد الكوني. نحن نعيش في نافذة كونية مميزة حيث لا يزال تاريخ الكون مرئياً، مما يجعل المسوحات الفلكية الحالية ليست مجرد دراسات مهمة، بل هي مقيدة بجدول زمني صارم لن يتكرر.