What is the universe expanding into? - Sajan Saini

المترجم: Hanan Zakaria المدقّق: Fatima Zahra El Hafa

The universe began its cosmic life in a big bang

بدأ الكون بفعل انفجار عظيم

nearly fourteen billion years ago,

قبل حوالي أربع عشرة مليار سنة

and has been expanding ever since.

وما زال في توسع من حينها.

But what is it expanding into?

ولكن، يتوسع ليصبح ماذا؟

That's a complicated question.

ذلك سؤالٌ معقد.

Here's why:

وإليكم السبب:

Einstein's equations of general relativity

معادلة النسبية العامة لأينشتاين

describe space and time as a kind of inter-connected

تصف المكان والزمان كنسيج متصل ومتداخل

fabric for the universe.

مع الكون.

This means that what we know of as space and time

يعني هذا أن ما نعرفه بالمكان والزمان

exist only as part of the universe and not beyond it.

يوجد فقط كجزء من الكون وليس ما بعده.

Now, when everyday objects expand, they move out

عادةً عندما تتوسع الأجسام تتحرك من مكانها

into more space.

لتغطي مكانًا أكبر.

But if there is no such thing as space to expand into,

ولكن إذا لم يكن هناك ما يدعى بالمكان حتى تغطيه هذه الأجسام

what does expanding even mean?

ما الذي تعنيه كلمة توسع في هذه الحالة؟

In 1929 Edwin Hubble's astronomy observations

عام 1929 قدم العالم إدوين هوبل اكتشافاته

gave us a definitive answer.

التي قطعت الشك باليقين.

His survey of the night sky found all faraway galaxies

فلقد سجل أثناء مشاهداته للسماء ليلاً أن جميع المجرات البعيدة عنا

recede, or move away, from the Earth.

تنحسر أو تبتعد عن كوكب الأرض.

Moreover, the further the galaxy, the faster it recedes.

كلما كانت المجرة بعيدة، كلما كانت أسرع في الاختفاء.

How can we interpret this?

كيف يمكننا تفسير هذا؟

Consider a loaf of raisin bread rising in the oven.

لنتخيل قطعة من الخبز بالزبيب تنتفخ داخل الفرن.

The batter rises by the same amount in between each

يرتفع الخليط بنفس النسبة

and every raisin.

بين كل حبات الزبيب.

If we think of raisins as a stand-in for galaxies,

لو اعتبرنا هذه الحبات مثلها مثل المجرات

and batter as the space between them,

والخليط هو المكان أو الفضاء الذي بينها

we can imagine that the stretching or expansion

يمكننا تخيل أن التمدد أو التوسع

of intergalactic space will make the galaxies recede from each other,

للمكان الذي بين المجرات سيجعلها تبتعد عن بعضها.

and for any galaxy, its faraway neighbors will recede a larger

وبالنسبة لأي مجرة، فالمجرة الأبعد عنها ستبتعد بمسافة أكبر

distance than the nearby ones

من تلك المجرات المجاورة لها

in the same amount of time.

خلال نفس الفترة الزمنية.

Sure enough, the equations of general relativity predict a cosmic

وبالرغم من أن نظرية النسبية العامة تنبأت

بصراع كوني بين الجاذبية والتوسع.

tug-of-war between gravity and expansion.

It's only in the dark void between galaxies where expansion wins out,

فالثقوب السوداء التي بين المجرات هي حيث استطاع التوسع أن ينتصر

and space stretches.

والمكان أن يتمدد.

So there's our answer.

لذا هذه هي إجابتنا.

The universe is expanding unto itself.

الكون يتوسع ليصبح نفسه.

That said, cosmologists are pushing the limits of mathematical models

ومع ذلك، لا يزال العلماء يحاولون كسر قيود النماذج الحسابية والرياضية

to speculate on what, if anything, exists beyond our spacetime.

للتكهن بما هو موجود -إن كان موجودًا فعلًا- خارج حدود مكاننا وزماننا.

These aren't wild guesses, but hypotheses that tackle

وهذه ليست مجرد تخمينات فارغة، بل فرضيات علمية

kinks in the scientific theory of the Big Bang.

تعالج جوانب الخلل في النظريات العلمية حول الانفجار العظيم.

The Big Bang predicts matter to be distributed evenly across the universe,

تقول نظرية الانفجار العظيم أن المادة تتوزع بشكل متساوٍ في الكون

as a sparse gas --but then, how did galaxies and stars come to be?

مثل الغاز المتطاير... ولكن كيف تشكلت المجرات والنجوم؟

The inflationary model describes a brief era

يشرح النموذج التضخمي فترة قصيرة

of incredibly rapid expansion

من التوسع المذهل والسريع

that relates quantum fluctuations in the energy of the early universe,

الذي يربط التقلبات الكمية في طاقة الكون البدائي،

to the formation of clumps of gas that eventually led to galaxies.

بتلك التشكلات من الكتل الغازية التي أدت لتشكل المجرات.

If we accept this paradigm, it may also imply our universe represents

لو اقتنعنا بهذا المفهوم، فهذا يعني أن كوننا يمثل

one region in a greater cosmic reality that undergoes endless, eternal inflation.

منطقة واحدة صغيرة من واقع كوني أكبر والذي يمر بمرحلة أبدية من التضخم المستمر.

We know nothing of this speculative inflating reality,

نحن لا نعرف شيئا عن هذا الواقع التضخمي الذي افترضنا وجوده

save for the mathematical prediction that its endless expansion

حسب نظريات العلماء فهو في توسع أبدي

may be driven by an unstable quantum energy state.

قد يكون ذلك بسبب طاقة كمية في حالة غير مستقرة.

In many local regions, however, the energy may settle by random

مع ذلك في العديد من المناطق على الأرض، قد تستقر الطاقة بفعل صدفة عشوائية

chance into a stable state, stopping inflation and forming bubble universes.

إلى حالة مستقرة وبهذا سيتوقف التضخم وبهذا ستتشكل فقاعة من الأكوان.

Each bubble universe —ours being one of them

كل فقاعة كونية -وكوننا أحدها-

—would be described by its own Big Bang and laws of physics.

سيصبح لديها انفجارها العظيم الخاص بها وقوانينها الفيزيائية الخاصة بها.

Our universe would be part of a greater multiverse,

وكوننا سيكون جزءًا من عدة أكوان أكبر منه

in which the fantastic rate of eternal inflation makes it impossible

وتواجد التضخم الأبدي الرائع فيها

for us to encounter a neighbor universe.

يجعل فرصة لقائنا بكون مجاور أمرًا مستحيلًا.

The Big Bang also predicts that in the early, hot universe, our fundamental forces

تقول نظرية الانفجار العظيم أنه قديما، توحد كوننا الملتهب والقوى الأساسية

may unify into one super-force.

لتصبح قوة كبرى موحَّدة.

Mathematical string theories suggest descriptions of this unification,

تشرح نظرية الأوتار الرياضية فكرة هذه الوحدة،

in addition to a fundamental structure for sub-atomic quarks and electrons.

كما أنها تشرح البناء الأساسي للكواركات الذرية الأولية والإلكترونات

In these proposed models, vibrating strings are the building blocks of the universe.

في هذه النماذج النظرية، اهتزاز السلاسل هو المسؤول عن تشكيل بنية الكون.

Competing models for strings have now been consolidated into a unified description,

أدى تهافت النظريات على استخدام السلاسل إلى وجود إجماع على تفسير

and suggest these structures may interact with massive, higher dimensional surfaces called branes.

وشرح هذه الأشكال التي تتفاعل فيما بينها بأسطح ضخمة وعالية الأبعاد تسمى الأغشية.

Our universe may be contained within one such brane,

وعلى الأرجح فإن كوننا يوجد داخل غشاء مماثل.

floating in an unknown higher dimensional place, playfully named “the bulk,” or hyperspace.

يطفو في مكان عالي الأبعاد وله اسم مضحك هو "الضخم" أو "الحيز المدمج"

Other branes—containing other types of universes—may co-exist in hyperspace,

تحتوي الأغشية الأخرى على أنواع أخرى من الأكوان متواجدة كلها في الحيز المدمج

and neighboring branes may even share certain fundamental forces like gravity.

وقد تتشارك الأغشية المجاورة بعض القوى الجوهرية مثل الجاذبية.

Both eternal inflation and branes describe a multiverse,

يمثل كل من التضخم الداخلي والأغشية الأكوان المتعددة،

but while universes in eternal inflation are isolated, brane universes could bump into each other.

الأكوان في التضخم الداخلي معزولة في حين أن التي في الأغشية تستطيع تغيير مكانها.

An echo of such a collision may appear in the cosmic microwave background

قد يظهر صدى تصادم مماثل في إشعاع الخلفية الميكروي:

—a soup of radiation throughout our universe, that’s a relic from an early Big Bang era.

فيض من الأشعة تقطع الكون والتي تعتبر بقايا من حقبة الانفجار العظيم.

So far, though, we’ve found no such cosmic echo.

ومع ذلك، حتى الآن لم نجد هذا الصدى الكوني.

Some suspect these differing multiverse hypotheses may eventually coalesce into a common description,

يظن البعض أن النظريات المختلفة حول الأكوان المتعددة قد تخلص إلى نظرية مشتركة

or be replaced by something else.

أو يمكن استبدالها بنظريات أخرى.

As it stands now, they’re speculative explorations of mathematical models.

ولكن حتى اللحظة لا تزال مجرد أبحاث متضاربة من النماذج الرياضية.

While these models are inspired and guided by many scientific experiments,

في حين أن هذه النماذج مستوحاة من ومبنية على الكثير من التجارب العلمية

there are very few objective experiments to directly test them, yet.

هناك القليل من التجارب الموضوعية لقياسها مباشرة، حاليًا.

Until the next Edwin Hubble comes along,

إلى حين ظهور "أدوين هابل" آخر،

scientists will likely be left to argue about the elegance of their competing models…

سيستمر الجدل والمنافسة بين العلماء حول كفاءة وروعة نماذجهم الحسابية.

and continue to dream about what, if anything, lies beyond our universe.

وسيستمرون في الطموح لمعرفة ماذا يوجد، إن وجد أصلًا، شيء ما وراء كوننا هذا.