علم الكون غير القياسي
نبذة تاريخية

ظهر علم الكون الفيزيائي الحديث عندما دُرس لأول مرة بمثابة نظام علمي في فترة ما بعد المناظرة العظيمة واكتشافات إدوين هابل لسلّم المسافات الكونية عندما توجب على الفلكيين والفيزيائيين الذهاب إلى مصطلحات تصف كونًا ذات مقياس أكبر بكثير من الحجم المجري المفترض مسبقًا. يجري تذكُّر المنظرين الذين طوّرا بنجاح علوم الكون المُطبَّقة على كون ذات مقياس أكبر بمثابة مؤسسي علم الكون الحديث. ومن بين هؤلاء العلماء إدوارد آرثر ميلن، وفيليم دي سيتر، وألكسندر فريدمان، وجورج لومتر، وألبرت أينشتاين ذاته.
بعد أن أكدت أرصاد إدوين هابل النظريتان الكونيتان الأكثر شيوعًا جاءت نظرية الحالة المستقرة لفريد هويل، وتوماس جولد، وهيرمان بوندي، ونظرية الانفجار العظيم لرالف ألفر، وجورج جاموف، وروبرت هنري ديك، وكان لهما مجموعة صغيرة من الداعمين ذات المعرفة السطحية بالبدائل. بعد أن اكتشف آرنو بينزياس وروبرت ويلسون إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (سي إم بي) في عام 1965 استنتج معظم علماء الكون أنّ نموذج الانفجار العظيم كان أفضل نموذج لتفسير الأرصاد. كُلِّف منظرو الحالة المستقرة وعلماء الكون غير القياسي الآخرين بتقديم تفسير لهذه الظاهرة إن كانوا يريدون البقاء مقبولين. قاد هذا إلى طُرق مبتكرة تضمنت ضوء النجوم المتكامل وشعيرات الحديد الكونية التي كان من المفترض أن توفر مصدرًا للخلفية الميكروية المنتشرة في كل السماء والتي لم تكن بسبب التحول الطوري المبكر للكون.
سبب الشك في قدرة علوم الكون غير القياسية على تفسير سي إم بي تضاؤل الاهتمام في الموضوع منذ ذلك الحين، إلّا أنه كان هنالك فترتين ازداد فيهما الاهتمام بعلم الكون غير القياسي، وذلك بسبب البيانات الرصدية التي شكّلت صعوبات بالنسبة للانفجار العظيم. كان الاهتمام المتزايد للمرة الأولى في نهاية سبعينيات القرن العشرين عندما كان هناك عدد من المسائل غير المحلولة، مثل مسألة الأفق، ومسألة التسطيح، ونقص أحاديات القطب المغناطيسي، التي تحدّت نموذج الانفجار العظيم. حُلَّت هذه المسائل في النهاية عن طريق التضخم الكوني في ثمانينيات القرن العشرين. أصبحت هذه الفكرة بعد ذلك جزءً من فهم الانفجار العظيم، على الرغم من اقتراح بدائل من وقتٍ لآخر. أمّا الاهتمام الثاني فكان في منتصف تسعينيات القرن العشرين عندما كان من الواضح تعارض أرصاد أعمار العناقيد المغلقة وأرصاد وفرة الهيليوم الأساسي مع الانفجار العظيم. ومع ذلك، وبحلول نهاية تسعينيات القرن العشرين فقد استنتج معظم الفلكيون أنّ هذه الأرصاد لا تتحدى الانفجار العظيم، وأنّ البيانات الإضافية القادمة من مستكشف الخلفية الكونية ومسبار ويلكنسون لقياس التباين الميكروي تقدم قياسات كمية مفصلة تتناسق مع علم الكون القياسي.
في تسعينيات القرن العشرين رافق بزوغ «العصر الذهبي لعلم الكون» بداية اكتشاف حقيقة أنّ الكون في توسع متسارع، وكان يُفترض قبل هذا أنّ المادة سواء كانت على شكل مادة مظلمة مرئية أو غير مرئية فهي تشكّل كثافة الطاقة السائدة في الكون. كان علم كون الانفجار العظيم «الكلاسيكي» بائدًا عندما اكتُشف أنّ 70% من الطاقة في الكون كانت منسوبة إلى الثابت الكوني، وأشار هذا غالبًا إلى «الطاقة المظلمة». قاد هذا إلى تطوير ما سُمي توافق نموذج لامبدا-سي دي إم الذي يضم بيانات مفصلة جرى الحصول عليها بواسطة التلسكوبات والتقنيات الجديدة في الفيزياء الفلكية الرصدية لكون متوسع متغير الكثافة. اليوم، من الشائع أكثر أن نجد مقترحات المواضيع العلمية «علوم الكون غير القياسية» التي تقبل في الواقع المبادئ الأساسية لعلم كون الانفجار العظيم، بينما تعدل أجزاء من نموذج التوافق. تتضمن مثل هذه النظريات نماذج بديلة للطاقة المظلمة مثل العنصر الخامس، والطاقة الوهمية، وبعض الأفكار في علم الكون الغشائي. ونماذج بديلة للمادة المظلمة مثل الديناميات النيوتونية المعدلة. وبدائل أو ملحقات للتضخم مثل التضخم الفوضوي، ونموذج الكون الملتهب. ومقترحات لاستكمال الكون عندما وُجد لأول مرة، مثل حالة حدود هارتل-هوكينغ، والنموذج المتذبذب، ومخططات نظرية الأوتار. لا يوجد إجماع بين علماء الكونيات على هذه الأفكار، ومع ذلك تشكل أيضًا مجالات نشطة للبحث الأكاديمي.
يعتبر علماء الكون أنّ علوم الكون غير القياسية المبتدعة اليوم غير مُستحقة للبحث، بينما تُعتبر العديد من علوم الكون غير القياسية ذات الأهمية التاريخية مدحوضة. أُكدت أساسيات الانفجار العظيم عن طريق مجموعة كبيرة من الأرصاد المكملة والتفصيلية، ولم تُعِدْ أي من علوم الكونيات غير القياسية إنتاج مجموعة نجاحات نموذج الانفجار العظيم. إنّ التخمينات في ما يخص البدائل ليست جزءً من الأبحاث أو النقاشات التعليمية إلّا بمثابة دروس موضوعية أو بسبب أهميتها التاريخية. أكّد خطاب مفتوح بدأه بعض المناصرين المتبقيين لعلم الكون غير القياسي أنّه «اليوم، خُصصت كل المصادر المالية والتجريبية فعليًا في علم الكون لدراسات الانفجار العظيم».