ماذا يوجد خارج الكون؟

هل فكرت يوماً ماذا يوجد خارج حدود الكون ؟ … وهل للكون نهاية ؟

بول إم سوتر عالم فيزياء فلكية في جامعة ولاية نيويورك ستوني بروك ومعهد فلاتيرون ، ومضيف برنامج اسأل رائد فضاء وراديو فضاء ، ومؤلف كتاب “كيف تموت في الفضاء”.

إنه أحد الأسئلة الأكثر إلحاحًا التي يمكن أن تطرحها ، وهو السؤال الذي لطالما طرحه البشر منذ بداية الزمن: ما الذي يتجاوز الحدود المعروفة؟ ماذا بعد حافة خرائطنا؟ النسخة النهائية من هذا السؤال هي ، ما الذي يقع خارج حدود الكون؟ الجواب … حسنًا ، الأمر معقد.

للإجابة على السؤال حول ما هو خارج الكون ، نحتاج أولاً إلى تحديد بالضبط ما نعنيه بكلمة “الكون”. إذا اعتبرتها تعني حرفيًا كل الأشياء التي يمكن أن توجد في كل المكان والزمان ، فلا يمكن أن يكون هناك أي شيء خارج الكون. حتى لو تخيلت أن للكون حجمًا محدودًا ، وتخيلت شيئًا ما خارج هذا الحجم ، فعندئذ يجب أيضًا تضمين كل ما هو خارج في الكون.

حتى لو كان الكون خاليًا من أي شكل ، ولا شكل ، ولا اسم ، وخاليًا من أي شيء على الإطلاق ، فلا يزال هذا شيئًا ويُحسب في قائمة “كل الأشياء” - وبالتالي ، بحكم التعريف ، جزء من الكون.

إذا كان حجم الكون غير محدود ، فلا داعي للقلق بشأن هذا اللغز. الكون ، لكونه كل ما هو موجود ، كبير بشكل لانهائي وليس له أي حافة ، لذلك لا يوجد خارج حتى يمكن الحديث عنه.

أوه ، بالتأكيد ، هناك جزء خارجي من رقعة الكون التي يمكن ملاحظتها. الكون قديم جدًا ، والضوء لا يسافر إلا بسرعة كبيرة. لذلك ، في تاريخ الكون ، لم نتلق ضوءًا من كل مجرة. يبلغ العرض الحالي للكون المرئي حوالي 90 مليار سنة ضوئية. ومن المفترض ، وراء تلك الحدود ، أن هناك مجموعة من النجوم والمجرات العشوائية الأخرى.

لكن بعد ذلك؟ من الصعب أن أقول.

حالة الانحناء

علماء الكونيات ليسوا متأكدين مما إذا كان الكون كبيرًا بشكل غير محدود أم أنه كبير للغاية. لقياس الكون ، ينظر علماء الفلك بدلاً من ذلك إلى انحناءه. يخبرنا المنحنى الهندسي على المقاييس الكبيرة للكون عن شكله العام. إذا كان الكون مسطحًا هندسيًا تمامًا ، فيمكن أن يكون لانهائيًا. إذا كان منحنيًا ، مثل سطح الأرض ، فسيكون حجمه محدودًا.

تشير الملاحظات والقياسات الحالية لانحناء الكون إلى أنه مسطح تمامًا تقريبًا. قد تعتقد أن هذا يعني أن الكون لا نهائي. لكن الأمر ليس بهذه البساطة. حتى في حالة الكون المسطح ، ليس من الضروري أن يكون الكون كبيرًا بشكل غير محدود. خذ ، على سبيل المثال ، سطح الاسطوانة. إنه مسطح هندسيًا ، لأن الخطوط المتوازية المرسومة على السطح تظل متوازية (وهذا أحد تعريفات “التسطيح”) ، ومع ذلك فهي ذات حجم محدود. يمكن أن ينطبق الشيء نفسه على الكون: يمكن أن يكون مسطحًا تمامًا ولكنه مغلق على نفسه.

ولكن حتى لو كان الكون محدودًا ، فهذا لا يعني بالضرورة وجود حافة أو خارجية. يمكن أن يكون كوننا ثلاثي الأبعاد مضمنًا في بنية أكبر متعددة الأبعاد. هذا جيد تمامًا وهو بالفعل جزء من بعض النماذج الغريبة للفيزياء. لكن في الوقت الحالي ، ليس لدينا طريقة لاختبار ذلك ، ولا يؤثر حقًا على العمليات اليومية للكون.

وأنا أعلم أن هذا يسبب الصداع للغاية ، ولكن حتى لو كان للكون حجم محدود ، فلا داعي لأن يتم تضمينه

مسألة منظور

عندما تتخيل الكون ، قد تفكر في كرة عملاقة مليئة بالنجوم والمجرات وجميع أنواع الأجسام الفيزيائية الفلكية المثيرة للاهتمام. قد تتخيل كيف يبدو من الخارج ، مثل رؤية رائد فضاء للكرة الأرضية من مدار هادئ فوقها.

لكن الكون لا يحتاج إلى هذا المنظور الخارجي من أجل الوجود. الكون ببساطة. إن تعريف الكون ثلاثي الأبعاد دون الحاجة إلى وجود خارجي لذلك الكون يعد أمرًا متسقًا ذاتيًا تمامًا من الناحية الرياضية. عندما تتخيل الكون ككرة تطفو في منتصف العدم ، فإنك تلعب خدعة ذهنية على نفسك لا تتطلبها الرياضيات.

صحيح أنه يبدو من المستحيل أن يكون هناك كون محدود لا يوجد شيء خارجه. ولا حتى “لا شيء” بمعنى الفراغ الفارغ - غير محدد رياضياً كلياً وكلياً. في الواقع ، يسأل “ماذا خارج الكون؟” يشبه السؤال “ما الصوت الذي يصدره اللون الأرجواني؟” إنه سؤال غير منطقي ، لأنك تحاول الجمع بين مفهومين غير مرتبطين.

من الممكن جدًا أن كوننا له بالفعل “خارج”. لكن مرة أخرى ، هذا لا يجب أن يكون هو الحال. لا يوجد شيء في الرياضيات يصف الكون الذي يتطلب الخارج.

إذا كان كل هذا يبدو معقدًا ومربكًا ، فلا تقلق. الهدف الكامل من تطوير الرياضيات المعقدة هو امتلاك الأدوات التي تمنحنا القدرة على التعامل مع المفاهيم بما يتجاوز ما يمكننا تخيله. وهذه إحدى قوى علم الكونيات الحديث: إنها تسمح لنا بدراسة ما لا يمكن تصوره.