الفيزياء الكونية هي فرع من فروع الفيزياء يركز على دراسة الكون ككل، بما في ذلك تطوره، وهيكله، وخصائصه. تجمع الفيزياء الكونية بين مفاهيم من الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات لدراسة الظواهر الكونية من أكبر نطاق إلى أصغر نطاقات.
مجالات دراسة الفيزياء الكونية تشمل:
الكونيات (Cosmology):
تدرس الكونيات بنية الكون على نطاق واسع، بما في ذلك نشأته، تطوره، ومصيره. تشمل دراسة الانفجار العظيم (Big Bang)، تمدد الكون، المادة المظلمة، والطاقة المظلمة، وهي قوى غير مرئية تؤثر على تسارع توسع الكون.
الفيزياء الفلكية (Astrophysics):
تركز على دراسة الأجسام السماوية مثل النجوم، والكواكب، والمجرات، والثقوب السوداء، ودينامياتها، وتفاعلاتها، والتفاعلات بينها وبين الفضاء المحيط بها.
علم المادة المظلمة والطاقة المظلمة:
يدرس العلماء المادة المظلمة والطاقة المظلمة لأنهما يشكلان جزءًا كبيرًا من الكون ولكن لا يمكن رؤيتهما مباشرة. المادة المظلمة تؤثر على حركة المجرات، بينما الطاقة المظلمة تلعب دورًا في تسريع توسع الكون.
الفيزياء الأساسية والكونية:
تبحث في التفاعلات الأساسية مثل الجاذبية، والقوى النووية القوية والضعيفة، والكهرومغناطيسية، وكيفية تأثيرها على بنية وتطور الكون. تشمل أيضًا دراسة النظريات التي تربط بين الفيزياء الكمومية والنسبية العامة، مثل نظرية الأوتار ونظرية الجاذبية الكمومية.
الفيزياء العالية الطاقة:
تدرس ظروف الطاقة العالية التي كانت موجودة في بداية الكون، مثل تلك التي تحدث في التصادمات العالية الطاقة بين الجسيمات في مسرعات الجسيمات.
أدوات البحث في الفيزياء الكونية:
التلسكوبات: تستخدم لدراسة الأشعة الكونية، والإشعاع الخلفي للكون (Cosmic Microwave Background)، ومراقبة المجرات، والنجوم، والثقوب السوداء.
الأقمار الصناعية: تُستخدم لدراسة إشعاعات الكون وتقديم بيانات حول الخلفية الإشعاعية الكونية والظواهر الفلكية الأخرى.
النماذج الرياضية والمحاكاة: تستخدم النماذج الرياضية لمحاكاة تطور الكون، وتوقعات حول كيفية تطور الأنظمة الفلكية.
أهداف الفيزياء الكونية:
فهم كيفية نشوء الكون وتطوره.
دراسة التركيب الأساسي للكون والبحث عن تفسير للظواهر التي لا تتوافق مع النماذج الحالية.
فحص الأسس الفيزيائية التي تتحكم في العمليات الكونية على نطاق واسع.
الفيزياء الكونية هي مجال متعدد التخصصات يسعى لفهم كل شيء من الجسيمات الأساسية إلى المجرات، ومن الديناميكا الدقيقة للثقوب السوداء إلى النموذج الكوني الكبير للكون ككل.