كتب – رامز يوسف:
لأول مرة، استخدم العلماء تلسكوبات أرضية للنظر إلى الوراء في فجر الكون – حقبةٌ امتدت لأكثر من 13 مليار سنة، عندما بدأ ضوء النجوم الأولى بإعادة تشكيل كوننا.
يبلغ طول موجة الضوء المتبقي من هذه الحقبة القديمة ملليمترات، وهو خافت للغاية، ما يعني أنه على الرغم من قدرة المراصد الفضائية على النظر إليه، فإن الإشارة محجوبة بفعل الإشعاع الكهرومغناطيسي في الغلاف الجوي للأرض.
والآن، ومن خلال نشر تلسكوب مصمم خصيصًا، اكتشف العلماء في مشروع “مسح علم الكونيات واسع النطاق” (CLASS) آثارًا خلّفتها النجوم الأولى على ضوء خلفية الانفجار العظيم. ونشروا نتائجهم اليوم 11 يونيو في مجلة “الفيزياء الفلكية”.
قال توبياس ماريج، المؤلف المشارك في الدراسة وقائد مشروع CLASS وأستاذ الفيزياء وعلم الفلك بجامعة جونز هوبكنز، في بيان: “اعتقد الناس أن هذا لا يمكن تحقيقه من الأرض.. علم الفلك مجال محدود التكنولوجيا، ومن المعروف أن قياس إشارات الموجات الميكروية الصادرة عن الفجر الكوني صعب للغاية. تواجه عمليات الرصد الأرضية تحديات إضافية مقارنةً بالفضاء. والتغلب على هذه العقبات يجعل هذا القياس إنجازًا كبيرًا”.
يقع مرصد CLASS على ارتفاع أكثر من 5 كيلومترات في جبال الأنديز بصحراء أتاكاما شمال تشيلي. هذا التلسكوب، الذي حصل على أول ضوء له عام 2016، مجهز لمسح السماء بترددات الموجات الميكروية. وبالإضافة إلى تمكينه من رسم خرائط لـ 75% من سماء الليل، فإن حساسية التلسكوب غير المسبوقة تُمكّنه من استقبال إشارات الموجات الميكروية من الفجر الكوني، أو أول مليار سنة من عمر الكون.
خلال أول 380 ألف سنة بعد الانفجار العظيم، امتلأ الكون بسحابة من الإلكترونات كثيفة لدرجة أن الضوء لم يستطع عبورها. لكن كوننا تمدد وبرد في النهاية، والتقطت البروتونات الإلكترونات لتكوين ذرات الهيدروجين.
لم تُمكّن ذرات الهيدروجين هذه ضوء الموجات الميكروية من الحركة بحرية فحسب – ملأ الفضاء بإشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMB) – بل إنها أيضًا، كانت كثيفة بما يكفي، ثم انهارت بفعل الجاذبية واشتعلت لتشكل النجوم الأولى. ثم أعاد ضوء هذه النجوم تأين جيوب من غاز الهيدروجين غير المتكتلة، ففصل إلكتروناتها بحيث اصطدم بعضها بضوء الخلفية الكونية الميكروي، ما أدى إلى استقطابها.
تُعدّ الإشارة الصادرة عن هذا الجزء المستقطب من الخلفية الكونية الميكروي جزءًا حيويًا من اللغز الكوني؛ فبدونها، ستظل صورتنا عن الكون المبكر غامضة.
وبينما سدت جهود التلسكوبات الفضائية السابقة، مثل مسبار ويلكنسون لتباين الموجات الميكروية (WMAP) التابع لناسا وتلسكوب بلانك الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، أجزاءً من هذه الفجوة، إلا أن صورها تحتوي على تشويش، ولأنها أقمار صناعية، فلا يمكن تعديلها وتحسينها بعد إطلاقها في المدار.
وللوصول إلى هذه الملاحظات، قارن الباحثون بيانات تلسكوب CLASS مع بيانات مهمتي بلانك وWMAP، ما أدى إلى تضييق نطاق إشارة مشتركة لضوء الموجات الميكروية المستقطب.
وقال الباحثون: “بالنسبة لنا، الكون أشبه بمختبر فيزياء. تساعد القياسات الأفضل للكون على تحسين فهمنا للمادة المظلمة والنيوترينوات، وهي جسيمات وفيرة ولكنها مراوغة تملأ الكون.. من خلال تحليل بيانات CLASS الإضافية في المستقبل، نأمل أن نصل إلى أعلى مستوى ممكن من الدقة”.
المصدر: Live Science
اقرأ أيضا:
