كتب – باسل يوسف:
كشفت القياسات الجديدة أن الكون يتوسع بسرعة أكبر مما يمكن لفهمنا الحالي للفيزياء تفسيره، وبعبارة أخرى أصبح توتر هابل أكثر توتراً.
على مدى العقد الماضي، تورط علم الكونيات في أزمة متنامية، تغذيها الملاحظات التي أجراها أولاً تلسكوب هابل ثم تلسكوب جيمس ويب، وتفيد بأن الكون يتوسع بمعدلات مختلفة اعتمادًا على المكان الذي ينظر إليه علماء الفلك.
الآن، أكدت نتائج جديدة باستخدام مجموعة مجرات في فنائنا الخلفي الكوني هذا التناقض، ما فتح المجال أمام علم الكونيات لإعادة كتابة رئيسية. نشر الباحثون نتائجهم في مجلة The Astrophysical Journal Letters.
ومع ازدياد سطوع النجوم القيفاوية، فإنها تنبض ببطء أكبر، الأمر الذي يساعد علماء الفلك على قياس سطوع النجوم الجوهري. ومن خلال مقارنة سطوع النجوم الفعلي بسطوعها المرصود من الأرض واستخدام المستعرات العظمى من النوع الأول (التي تنفجر بنفس السطوع في كل مكان) كمقياس، يمكن لعلماء الفلك ربط قراءات النجوم القيفاوية في “سلم المسافة الكونية” للنظر بشكل أعمق في ماضي الكون.
وهنا يبدأ الصداع. باستخدام قمر بلانك التابع لوكالة الفضاء الأوروبية لقياس الخلفية الكونية الميكروية، حصل علماء الكون على ثابت هابل يبلغ حوالي 67 كيلومترًا في الثانية لكل ميجا فرسخ.
هذه النتيجة، إلى جانب قياسات أخرى للكون المبكر، تتوافق مع التوقعات التي وضعها النموذج القياسي لعلم الكونيات. ولكن سرعان ما تناقضت مع قياسات سلم المسافة القيفاوية التي كشفت عن معدل توسع يبلغ 73 كيلومترًا في الثانية لكل ميجا فرسخ فلكي – وهي قيمة خارج نطاق خطأ قياسات بلانك، وإشارة واضحة إلى أن الكون يتوسع بسرعة أكبر بكثير مما تسمح به النظرية.
وللتحقيق في الأمر بشكل أكبر، استخدم الفريق وراء الدراسة الجديدة سلم مسافة مصنوع من بيانات مأخوذة من أداة مطياف الطاقة المظلمة (DESI)، والتي تحدد المواقع الشهرية لملايين المجرات لدراسة كيفية توسع الكون حتى يومنا هذا.
ومع ذلك، في حين أنتجت بيانات DESI الأصلية نتيجة مقلقة مماثلة للنموذج القياسي لعلم الكونيات – ثابت هابل 76.05 كم / ثانية / ميجا فرسخ فلكي، حتى خارج نطاق خطأ قياسات بلانك – فإن عدم اليقين بشأن المسافة إلى الدرجة الأولى من سلمها في مجموعة مجرات كوما القريبة أربك النتائج.
وقال المؤلف الرئيسي دان سكولنيك، أستاذ الفيزياء في جامعة ديوك، في بيان: “يتحول التوتر الآن إلى أزمة”. “هذا يعني، إلى حد ما، أن نموذجنا لعلم الكونيات قد يكون معطلاً”.
هناك طريقتان قياسيتان لحساب ثابت هابل – القيمة التي تقيس سرعة توسع الكون. الطريقة الأولى تؤخذ عن طريق قياس التقلبات الصغيرة في الخلفية الكونية للميكروويف – وهي لقطة قديمة للضوء الأول للكون الموجود داخل سكون الميكروويف الذي أُنتج بعد 380 ألف عام فقط من الانفجار العظيم.
تعمل الطريقة الثانية على مسافات أقرب (في وقت لاحق من عمر الكون) باستخدام النجوم النابضة المسماة متغيرات قيفاوية. تموت النجوم القيفاوية ببطء، وتنمو طبقاتها الخارجية من غاز الهيليوم وتتقلص مع امتصاصها وإطلاقها للإشعاع، ما يجعلها تومض مثل مصابيح الإشارة البعيدة.
لتعزيز تقدير DESI، درس سكولنيك وفريقه 12 مستعرًا أعظم من النوع Ia منتشرًا عبر مجموعة كوما. ووجدوا أن المجموعة تقع على بعد 320 مليون سنة ضوئية تقريبًا من الأرض.
مع تثبيت الدرجة الأولى بشكل أكثر ثباتًا، أعاد سلم المسافة المحدث نتيجة 76.5 كم/ثانية/ميغا فرسخ فلكي، ما يؤكد بشكل واضح الاختلاف عن النموذج القياسي لعلم الكونيات. ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح ما الذي يمكن أن يحل محل أو يعدل النظرية التي مضى عليها 40 عامًا.
المصدر: livescience
اقرأ أيضا:
