سفر التكوين - الجزء الأول من الفصل الأول من كتاب "الانفجار الكبير" للكاتب سايمون سينغ

تم نشر الكتاب من قبل دار إليت هجيج - كتب يديعوت

يجب أن يبدأ العلم بالأساطير، ونقد الأساطير.
كارل بوبر
لا أشعر بأنني مضطر إلى الاعتقاد بأن نفس الإله الذي أعطانا العقل والمنطق والعقل هو الذي أراد أن نتخلى عن استخدامها.
جاليليو جاليلي
قد تكون الحياة على الأرض باهظة الثمن، ولكنها تتضمن رحلة سنوية مجانية حول الشمس.
مجهول
الفيزياء ليست ديانة. لو كان هناك دين، لكان من الأسهل علينا جمع الأموال.
ليون ليدرمان

يتألف عالمنا من أكثر من مائة مليار مجرة، وكل واحدة منها تحتوي على حوالي مائة مليار نجم. ليس من الواضح عدد الكواكب التي تدور حول هذه النجوم، لكن لا شك أن واحدًا منها على الأقل قد تطورت عليه الحياة. وعلى وجه الخصوص، هناك شكل واحد من أشكال الحياة لديه القدرة والجرأة على التكهن بأصل هذا الكون الفسيح.

لقد رفع البشر أعينهم إلى السماء منذ آلاف الأجيال، ولكننا حظينا بكوننا جزءًا من الجيل الأول الذي يمكنه أن يدعي أن لديه تفسيرًا محترمًا ومنطقيًا وثابتًا لتكوين الكون وتطوره. يقدم نموذج الانفجار العظيم تفسيرا أنيقا لأصل كل ما نراه في سماء الليل، مما يجعله أحد أعظم إنجازات العقل والروح البشرية. إنه نتيجة فضول لا يشبع، وخيال رائع، وملاحظة حادة، ومنطق لا يرحم.

والأروع من ذلك هو أنه يمكن لأي شخص أن يفهم نموذج الانفجار الكبير. سمعت عن الانفجار الكبير لأول مرة عندما كنت طالبا في المدرسة الثانوية، وأذهلتني بساطته وأناقته، وأنه بني على مبادئ لم تتجاوز إلى حد كبير جدا المبادئ. الفيزياء التي تعلمتها بالفعل في المدرسة. وكما أن نظرية داروين في الانتقاء الطبيعي أساسية ومفهومة لأي شخص عاقل تقريبًا، فمن الممكن أيضًا تفسير نموذج الانفجار الكبير بمصطلحات يقبلها الأشخاص العاديون، دون الحاجة إلى تبسيط المفاهيم الأساسية داخل النظرية.

ولكن قبل أن ننتقل إلى الحركات المبكرة لنظرية الانفجار الأعظم، لا بد من تقديم القليل من الخلفية. لقد تم تطوير نموذج الانفجار الأعظم للكون في المائة عام الماضية، وربما يرجع هذا فقط إلى أن الاختراقات التي حدثت في القرن العشرين بُنيت على أساس علم الفلك الذي تم إنشاؤه في القرون السابقة. وقد تم دمج هذه النظريات والملاحظات الخاصة بالسماء في إطار علمي تم صياغته بجهد مضني على مدار ألفي عام. وبالعودة إلى أبعد من ذلك، فإن المنهج العلمي، باعتباره طريقًا للوصول إلى الحقيقة الموضوعية حول العالم المادي، لم يكن من الممكن أن يبدأ في الازدهار إلا عندما بدأ دور الأسطورة والفولكلور في التلاشي. في الختام، يمكن العثور على جذور نموذج الانفجار الكبير والشغف بنظرية الكون في تراجع النظرة الأسطورية القديمة للعالم.
من المخلوقات العملاقة إلى الفلاسفة اليونانيين

وفقًا لأسطورة الخلق الصينية التي تعود إلى عام 600 قبل الميلاد، فإن بان كو، الخالق العملاق، فقس من بيضة واستمر في خلق العالم في منحوتة نحتت الوديان والجبال في المناظر الطبيعية. ثم ركب الشمس والقمر والنجوم في السماء. يموت مباشرة بعد الانتهاء من هذه المهام. لقد كان موت الخالق العملاق جزءاً أساسياً من عملية الخلق، لأن أجزاء من جسده ساعدت في إكمال العالم. خلقت جمجمة بان كو قبة السماء، ولحمت الأرض، وتحولت عظامه إلى صخور، وسقى دمه الأنهار والبحار. خلقت أنفاسه الأخيرة الريح والغيوم، وتحول عرقه إلى مطر. سقط شعره على الأرض ونشأ عالم النبات، وكانت البراغيث التي عاشت في شعره بمثابة الأساس للجنس البشري. ولأن ولادتنا تطلبت موت خالقنا، فقد لعننا الحزن الأبدي منذ ذلك الحين.

وعلى النقيض من ذلك، في الأسطورة الملحمية الأيسلندية "يونغ إيدا" لم يبدأ الخلق في مستنقع، بل في "هوة واسعة". اخترق هذا الفراغ عوالم موسبل ونيفلهايم المحصورة، حتى أذابت حرارة موسبل الملتهبة ذات يوم الثلج والجليد في نيفلهيم، وسقطت الرطوبة في الهاوية الواسعة، مما أشعل الحياة في شكل يمير، العملاق. عندها فقط يمكن أن يبدأ خلق العالم.

يتحدث سكان كراتشي في توغو، غرب أفريقيا، عن عملاق آخر، الإله الأزرق الواسع ولباري - السماء. كانت هناك أيام كان يرقد فيها فوق الأرض مباشرة، لكن امرأة سحقت البذور بعارضة خشبية طويلة واستمرت في سحقه وطعنه حتى قام وأبعد نفسه عن الإزعاج. ومع ذلك، كان الولباري لا يزال في متناول البشر، الذين استخدموا بطنه كمنشفة وقطعوا قطعًا من جسمه الأزرق لإضافة التوابل إلى حساءهم. تدريجيًا، ارتفع الولباري أعلى وأعلى حتى أصبحت السماء الزرقاء بعيدة، وبعيدة المنال، وبقيت هناك منذ ذلك الحين.

ومن بين شعب اليوروبا، الموجود أيضًا في غرب إفريقيا، كان أولورون هو مالك السماء. بالنظر إلى المستنقع الذي لا حياة فيه، طلب من كائن سماوي آخر أن يأخذ محارًا. وكان المحار يحتوي على حمامة ودجاجة وكمية قليلة من التراب. وزعت التربة على مستنقعات الأرض، ثم بدأت الحمامة والدجاجة في حك التربة ونقرها، حتى أصبح المستنقع أرضاً صلبة. أرسل أولورون الحرباء إلى الأسفل لتفقد العالم، وتغير لونها من الأزرق إلى البني أثناء مرورها من السماء إلى الأرض، وهي علامة على أن الدجاجة والحمامة قد أكملا مهمتهما بنجاح.

في جميع أنحاء العالم، طورت كل ثقافة أساطيرها الخاصة حول أصل الكون وكيف جاء إلى الوجود. تختلف أساطير الخلق هذه بشكل لافت للنظر عن بعضها البعض، فكل منها يعكس البيئة والمجتمع الذي نشأت منه. في أيسلندا، كانت القوى البركانية والأرصاد الجوية هي التي خلقت الخلفية لميلاد الأمير، ولكن وفقًا لشعب اليوروبا في غرب إفريقيا، فإن الدجاجة والحمامة المألوفة هي التي تسببت في تكوين الأرض الصلبة. ومع ذلك، فإن كل أساطير الخلق الفريدة هذه تشترك في بعض السمات. إذا كان ولفيرين الكبير الأزرق المصاب بالكدمات، أو إذا كان عملاق الصين المحتضر، فإن هذه الأساطير تحتاج حتماً إلى كائن خارق واحد على الأقل ليلعب دوراً حاسماً في تفسير خلق الكون. كما أن كل أسطورة تمثل الحقيقة المطلقة في مجتمعها. أصل كلمة "ميثوس" هو من الكلمة اليونانية ميثوس، والتي يمكن أن تعني "قصة"، ولكن أيضا "كلمة"، بمعنى "الكلمة الأخيرة". وفي الواقع فإن كل من تجرأ على التشكيك في هذه التفسيرات يعرض نفسه لاتهام الهرطقة.

ولم يتغير الكثير حتى القرن السادس قبل الميلاد، عندما بدأت رياح التسامح المفاجئة تهب بين المتعلمين. ولأول مرة، كان للفلاسفة الحرية في التخلي عن التفسيرات الأسطورية المقبولة للكون وتطوير نظرياتهم الخاصة. على سبيل المثال، ادعى أناكسيماندر الميليتي أن الشمس هي ثقب في حلقة مملوءة بالنار تحيط بالأرض وتدور حول نفسها. كما كان يعتقد أن القمر والنجوم ليست سوى ثقوب في السماء، وبالتالي تكشف عن النيران المخفية. وبدلاً من ذلك، يعتقد زينوفانيس من كولوفون أن الأرض تنبعث منها غازات قابلة للاشتعال تتراكم ليلاً حتى تصل إلى كتلة حرجة وتشتعل، مما يؤدي إلى ظهور الشمس. يحل الليل مرة أخرى عندما يحترق بالون الغاز على الأرض، ولا يترك وراءه سوى شرارات نسميها النجوم. وشرح القمر بطريقة مماثلة، حيث تتراكم الغازات وتشتعل في دورة مدتها ثمانية وعشرون يومًا.

حقيقة أن زينوفانيس ونيكسيماندر لم يكونا قريبين جدًا من الحقيقة ليس مهمًا، لأن الشيء الرئيسي هو أنهم طوروا نظريات تشرح العالم الطبيعي دون اللجوء إلى الحيل الخارقة للطبيعة أو الكائنات الإلهية. النظريات التي تقول إن الشمس عبارة عن نار مائية يمكن رؤيتها من خلال ثقب في السماء، أو كرة من الغاز المشتعل، تختلف في جوهرها عن الأسطورة اليونانية التي فسرت الشمس بواسطة عربة نارية تتحرك عبر السماء ويقودها الإله هيليوس. . ولا ينبغي أن يفهم من هذا أن الموجة الجديدة من الفلاسفة أرادت بالضرورة إنكار وجود الآلهة اليونانية، بل أنهم ببساطة رفضوا الاعتقاد بأن التدخل الإلهي كان مسؤولا عن ظاهرة طبيعية.

وكان الفلاسفة هم علماء الكون الأوائل، لدرجة أنهم اهتموا بالدراسة العلمية للعالم المادي وأصوله. كلمة "علم الكونيات" نفسها مشتقة من الكلمة اليونانية القديمة كوسميو، والتي تعني "يأمر" أو "ينظم"، وهي تعكس الاعتقاد بأن العالم يمكن فهمه ويستحق الدراسة التحليلية. إن للكون أنماطًا، وكان طموح الإغريق هو التعرف على هذه الأنماط وفحصها وفهم ما وراءها.

إننا نبالغ إذا وصفنا زينوفانيس وأليكسندرز بالعلماء بالمعنى الحديث للكلمة، ونتملقهم إذا رأينا نظريات علمية ناضجة في أفكارهم، ولكن لا شك أنهم ساهموا في ولادة التفكير العلمي، وروحهم لها الكثير مشترك مع العلم الحديث . على سبيل المثال، مثل الأفكار في العلوم الحديثة، يمكن انتقاد أفكار علماء الكون اليونانيين ومقارنتها أو تنقيحها أو التخلي عنها. لقد أحب اليونانيون المناظرة الجيدة، ولذلك كان مجتمع الفلاسفة يفحصون النظريات، ويشككون في المنطق الكامن وراءها، ويختارون في النهاية الأكثر إقناعًا من بينها جميعًا. وخلافًا لهم، لم يجرؤ الناس في العديد من الثقافات الأخرى على التشكيك في أساطيرهم. كانت كل أسطورة معتقدًا أساسيًا داخل مجتمعها.

ساعد فيثاغورس الساموسي في ترسيخ أسس هذه الحركة العقلانية الجديدة التي بدأت حوالي عام 540 قبل الميلاد. وكجزء من فلسفته، طور شغفه بالرياضيات وأظهر كيف يمكن أن يساعد استخدام الأرقام والمعادلات في صياغة النظريات العلمية. في واحدة من إنجازاته الأولى، شرح التناغم في الموسيقى من خلال التناغم في الأرقام. كانت الآلة الأكثر أهمية في الموسيقى الهيلينية المبكرة هي آلة التتراكورد، وهي قيثارة ذات أربعة أوتار، لكن فيثاغورس طور نظريته بناءً على تجاربه مع آلة أحادية الوتر، وهي آلة ذات وتر واحد. تم تثبيت الخيط في حالة توتر مستمر، ولكن يمكن تغيير طول الخيط. أنتجت الفريتاتا على طول معين من الوتر صوتًا معينًا، لكن فيثاغورس أدرك أنه إذا تم قطع طول هذا الوتر إلى النصف، فسيتم إنتاج نغمة أعلى بأوكتاف واحد وبتناغم مع الصوت الذي تنتجه الفريتاتا على الأصل خيط. في واقع الأمر، فإن تغيير طول الوتر، بأي نسبة بسيطة، سوف ينتج صوتًا توافقيًا للصوت الأصلي (على سبيل المثال، نسبة 3:2، والتي تسمى اليوم الخُمس الموسيقي)، ولكن تغيير الطول في نسبة الخرقاء (على سبيل المثال، 15:37) سوف تؤدي إلى التوتير.

بعد أن أظهر فيثاغورس أن استخدام الرياضيات يمكن أن يساعد في فهم الموسيقى ووصفها، واصلت الأجيال اللاحقة من العلماء استخدام الأرقام لدراسة كل شيء بدءًا من مسار القذائف المدفعية إلى أنماط الطقس الفوضوية. فيلهلم رونتجن هو مكتشف الأشعة السينية
في عام 1895، كان من أشد المؤمنين بفلسفة فيثاغورس للعلوم الرياضية، ولاحظ ذات مرة أن "الفيزيائي الذي يستعد لعمله يحتاج إلى ثلاثة أشياء: الرياضيات والرياضيات والرياضيات".

كان شعار فيثاغورس هو "كل الأرقام". وبقوة هذا الاعتقاد، حاول فيثاغورس إيجاد القواعد الرياضية التي تحكم الأجرام السماوية. وقال إن حركة الشمس والقمر والكواكب عبر السماء تنتج أصواتًا موسيقية معينة، يحددها نصف القطر المداري للأجسام. وهكذا استنتج فيثاغورس أن هذه المدارات والأصوات يجب أن يكون لها نسب عددية معينة حتى يكون الكون في انسجام. أصبح هذا الاستنتاج نظرية شعبية في ذلك الوقت. ويمكننا أن نعيد النظر فيها من وجهة نظر حديثة ونرى كيف تصمد أمام الشروط الصارمة للمنهج العلمي في أيامنا هذه. على الجانب الإيجابي، فإن ادعاء فيثاغورس بأن العالم مليء بالموسيقى لا يعتمد على أي قوة خارقة للطبيعة. كما أن النظرية بسيطة جدًا وأنيقة بالتأكيد، وهما صفتان لهما قيمة عالية في العلوم. وبشكل عام فإن النظرية المبنية على معادلة واحدة جميلة وقصيرة أفضل من النظرية المبنية على عدة معادلات قبيحة ومرهقة محاطة بالكثير من المحاذير المعقدة والمصطنعة. وكما قال الفيزيائي برنت ماتياس: "إذا رأيت صيغة في مجلة Physical Review يبلغ طولها أكثر من ربع صفحة، فانساها. انها خاطئة الطبيعة ليست بهذا التعقيد." إلا أن البساطة والأناقة تأتيان في المرتبة الثانية بعد أهم ما يميز أي نظرية علمية، وهي أنها يجب أن تتوافق مع الواقع وتكون مفتوحة للاختبار، وهنا تفشل نظرية الموسيقى السماوية فشلا ذريعا. نحن، بحسب فيثاغورس، منغمسون باستمرار في موسيقى سماوية افتراضية، لكننا غير قادرين على إدراكها لأننا سمعناها منذ ولادتنا واعتدنا عليها. في النهاية، أي نظرية تتنبأ بموسيقى لا يمكن سماعها أبدًا، أو أي شيء آخر لا يمكن ملاحظته أبدًا، هي نظرية علمية فقيرة.

أي نظرية علمية حقيقية يجب أن تعطي تنبؤًا عن الكون يمكن ملاحظته أو قياسه. إذا تطابقت النتائج أو الملاحظات التجريبية مع التنبؤ النظري، فهذا سبب وجيه لقبول النظرية ودمجها في الإطار العلمي الأكبر. ومن ناحية أخرى، إذا كان التنبؤ النظري غير دقيق ويتناقض مع التجارب والتنبؤات، فيجب رفض النظرية، أو على الأقل تعديلها، مهما كانت رائعة في جمالها أو بساطتها. وهذا هو التحدي الأعظم، والتحدي القاسي، ولكن كل نظرية علمية يجب أن تجتاز هذا الاختبار وتتكيف مع الواقع. وقد عبر عالم الطبيعة توماس هكسلي في القرن التاسع عشر عن الأمر على هذا النحو: "إن المأساة الكبرى للعلم هي قتل فرضية جميلة على يد حقيقة قبيحة".

ولحسن الحظ، اعتمد أحفاد فيثاغورس على أفكاره وقاموا بتحسين منهجيته. وتدريجيًا، أصبح العلم مجالًا متطورًا وقويًا بشكل متزايد، تمكن من الوصول إلى إنجازات مذهلة مثل قياس القطر الفعلي للشمس والقمر والأرض، والمسافات بينهما. وكانت هذه القياسات علامات بارزة في تاريخ علم الفلك، وتمثل الخطوات التجريبية الأولى على طريق فهم الكون بأكمله. ولهذا السبب تستحق هذه القياسات وصفًا أكثر تفصيلاً.

قبل أن يتمكن اليونانيون القدماء من حساب أي مسافات أو مقادير سماوية، كان عليهم أولاً إثبات أن الأرض كروية. وقد أصبح هذا الرأي مقبولا في اليونان القديمة عندما أصبح الفلاسفة على دراية بفكرة أن السفن تختفي تدريجيا في الأفق حتى لا يمكن رؤية سوى طرف الصاري. ولا يمكن تفسير ذلك إلا إذا انحنى سطح البحر واختفي. وإذا كان سطح البحر منحنيا، فيجب افتراض أن سطح الأرض منحني أيضا، وهذا يعني أن الأرض على الأرجح كروية. وقد تم تعزيز هذا الرأي من خلال ملاحظات خسوف القمر، عندما تلقي الأرض ظلًا يشبه القرص على القمر، تمامًا بالطريقة التي نتوقعها من جسم كروي. وعلى نفس القدر من الأهمية كانت حقيقة أن أي شخص يمكن أن يرى أن القمر نفسه مستدير، مما يشير إلى أن الكرة هي الحالة الطبيعية للوجود، مما أضاف المزيد من الذخيرة إلى فرضية الأرض المستديرة. بدأ كل شيء يصبح منطقيًا، بما في ذلك كتابات المؤرخ والرحالة اليوناني هيرودوت، الذي تحدث عن الناس في أقصى الشمال الذين ناموا لمدة ستة أشهر. إذا كانت الأرض كروية، فإن أجزاء مختلفة من الكرة الأرضية ستضاء بطرق مختلفة وفقًا لخطوط العرض الخاصة بها، مما يخلق بطبيعة الحال شتاءً قطبيًا ولياليًا مدتها ستة أشهر.

لكن كروية الأرض أثارت سؤالاً لا يزال يزعج الأطفال حتى اليوم: ما الذي يمنع سقوط سكان نصف الكرة الجنوبي؟ وكان الحل اليوناني لهذا اللغز يعتمد على الاعتقاد بأن الكون له مركز وأن كل شيء ينجذب إلى ذلك المركز. ومن المفترض أن يتطابق مركز الأرض مع مركز هذا الكون الافتراضي، بحيث تكون الأرض نفسها ساكنة، وكل ما عليها منجذب إلى المركز. وبالتالي، فإن اليونانيين مقيدين بالأرض بهذه القوة، مثل أي شخص آخر على وجه الأرض، حتى لو كانوا يعيشون هناك.

يعود الفضل في هذا الإنجاز المذهل المتمثل في قياس حجم الأرض لأول مرة إلى إراتوستينس، الذي ولد في حوالي عام 276 قبل الميلاد في قورينا، في ليبيا الحالية. منذ طفولته، كان من الواضح أن أرتوستينس كان يتمتع بعقل لامع، وأنه يستطيع التفوق في أي مجال يتجه إليه، من الشعر إلى الجغرافيا. حتى أنه حصل على لقب الخماسي، وهو ما يعني الرياضي الذي يشارك في الأحداث الخمسة للخماسي، للإشارة إلى اتساع مواهبه. كان أرتوستينس لسنوات عديدة أمين مكتبة الإسكندرية الرئيسي، وربما كان هذا المنصب الأكاديمي الأكثر شهرة في العالم القديم. خلفت الإسكندرية العالمية أثينا كمركز فكري للبحر الأبيض المتوسط، وكانت مكتبة المدينة هي مؤسسة المعرفة الأكثر احتراما في العالم. انسَ صورة أمناء المكتبات الصارمين وهم يوقعون الكتب ويوبخون الزوار بصوت عالٍ: كان هذا مكانًا مثيرًا وحيويًا ومليئًا بالعلماء المتحمسين والطلاب المتفوقين.

عندما كان أرتوستينس في المكتبة، سمع عن بئر ذات خصائص فريدة، يقع بالقرب من مدينة سيينا في جنوب مصر، بالقرب من أسوان الحالية. وفي ظهيرة يوم 21 يونيو من كل عام، وهو أطول يوم في السنة، ترسل الشمس أشعتها مباشرة إلى البئر وتنيره حتى قاعه. أدرك أرتوستينس أن الشمس في هذا اليوم بالذات يجب أن تكون في أعلى السماء، وهو أمر لم يحدث مطلقًا في الإسكندرية، التي كانت تقع على بعد عدة مئات من الكيلومترات شمال سيينا. نحن نعلم اليوم أن سيينا تقع بالقرب من دائرة السرطان، وهي أقصى خط عرض شمالي حيث يمكن رؤية الشمس في منتصف النهار.

الشكل 1 استخدم أرتوستينس الظل الناتج عن عصا في الإسكندرية لحساب محيط الأرض. وأجرى التجربة في الانقلاب الصيفي، وهو أطول يوم في السنة، عندما تكون الأرض في أعلى ميل لها وتكون المدن الواقعة على طول دائرة السرطان الأقرب إلى الشمس. وهذا يعني أن الشمس كانت في أعلى السماء وقت الظهيرة فوق هذه المدن. ولأسباب الوضوح، لم يتم رسم المسافات في هذا المخطط وغيره من المخططات على نطاق واسع.

وبالمثل، يمكن أيضًا المبالغة في الزوايا.

تفاصيل عن الكتاب والمؤلف