بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – أدى تأكيد جديد للملاحظة المحيرة بأن الكون يتوسع بسرعة أكبر مما كان متوقعا إلى دفع العلماء إلى التفكير في السبب – ربما يكون هناك عامل غير معروف يتعلق بالمكونات الكونية الغامضة: الطاقة المظلمة والمادة المظلمة.
لقد أثبتت البيانات الصادرة عن تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لوكالة ناسا على مدار عامين صحة النتائج السابقة التي توصل إليها تلسكوب هابل الفضائي بأن معدل توسع الكون أسرع – بنحو 8٪ – مما كان متوقعًا بناءً على ما يعرفه علماء الفيزياء الفلكية عن الظروف الأولية في الكون. وتطورها على مدى مليارات السنين. ويسمى هذا التناقض بتوتر هابل.
أخبار موثوقة ومسرات يومية، مباشرة في صندوق الوارد الخاص بك
شاهد بنفسك – The Yodel هو المصدر المفضل للأخبار اليومية والترفيه والقصص التي تبعث على الشعور بالسعادة.
يبدو أن الملاحظات التي أجراها ويب، وهو التلسكوب الفضائي الأكثر قدرة على الإطلاق، تستبعد فكرة أن البيانات الواردة من سلفه هابل كانت معيبة إلى حد ما بسبب خطأ في الأجهزة.
“هذه أكبر عينة من بيانات تلسكوب ويب – أول عامين له في الفضاء – وهي تؤكد النتيجة المحيرة التي توصل إليها تلسكوب هابل الفضائي والتي كنا نتصارع معها منذ عقد من الزمن – الكون يتوسع الآن بشكل أسرع مما تستطيع أفضل نظرياتنا وقال عالم الفيزياء الفلكية آدم ريس من جامعة جونز هوبكنز في ميريلاند، والمؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت يوم الاثنين في مجلة الفيزياء الفلكية.
وأضاف ريس، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011 لاكتشافه المشترك لتوسع الكون المتسارع: “نعم، يبدو أن هناك شيئًا مفقودًا في فهمنا للكون”. “إن فهمنا للكون يحتوي على الكثير من الجهل بشأن عنصرين – المادة المظلمة والطاقة المظلمة – وهما يشكلان 96% من الكون، لذا فهذه ليست مادة صغيرة.”
وقال سيانج لي، طالب الدكتوراه في جامعة جونز هوبكنز في علم الفلك والفيزياء الفلكية: “يمكن تفسير نتائج ويب على أنها قد تكون هناك حاجة لمراجعة نموذجنا للكون، على الرغم من أنه من الصعب للغاية تحديد ماهية هذا في الوقت الحالي”. ومؤلف مشارك في الدراسة.
المادة المظلمة، التي يُعتقد أنها تشكل حوالي 27% من الكون، هي شكل مفترض للمادة غير مرئية ولكن تم الاستدلال على وجودها بناءً على تأثيرات جاذبيتها على المادة العادية – النجوم والكواكب والأقمار وجميع الأشياء الموجودة على الأرض – والتي تمثل لحوالي 5% من الكون.
الطاقة المظلمة، التي يُعتقد أنها تشكل حوالي 69% من الكون، هي شكل مفترض من الطاقة تتخلل مساحات شاسعة من الفضاء والتي تقاوم الجاذبية وتدفع توسع الكون المتسارع.
ما الذي قد يفسر معدل التوسع الشاذ؟
وقال ريس: “هناك العديد من الفرضيات التي تتضمن المادة المظلمة، والطاقة المظلمة، والإشعاع المظلم – على سبيل المثال، النيوترينوات (نوع من الجسيمات دون الذرية الشبحية) – أو الجاذبية نفسها التي لها بعض الخصائص الغريبة كتفسيرات محتملة”.
استخدم الباحثون ثلاث طرق مختلفة لقياس مقياس محدد – المسافات من الأرض إلى المجرات حيث تم توثيق نوع من النجوم النابضة تسمى Cepheids. كانت قياسات ويب وهابل متناغمة.
يتم قياس معدل توسع الكون، وهو رقم يسمى ثابت هابل، بالكيلومترات في الثانية لكل ميجابارسيك، وهي مسافة تساوي 3.26 مليون سنة ضوئية. السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة، وهي 5.9 تريليون ميل (9.5 تريليون كيلومتر).
بموجب النموذج القياسي لعلم الكونيات – وهو في الأساس الحكمة التقليدية المتعلقة بالكون – يجب أن تكون قيمة ثابت هابل حوالي 67-68. تعطي بيانات هابل وويب قيمة يبلغ متوسطها حوالي 73، مع نطاق يتراوح بين 70 و76 تقريبًا.
لقد أدى حدث الانفجار الكبير الذي وقع قبل 13 إلى 14 مليار سنة إلى ظهور الكون، وهو يتوسع منذ ذلك الحين. وكشف العلماء في عام 1998 أن هذا التوسع كان يتسارع بالفعل، وأن الطاقة المظلمة هي السبب المفترض.
نظرت الدراسة الجديدة إلى بيانات ويب التي تغطي حوالي ثلث قائمة هابل الكاملة للمجرات ذات الصلة. أعلن الباحثون في عام 2023 أن بيانات ويب المؤقتة السابقة أثبتت صحة نتائج هابل.
إذًا كيف يمكن حل لغز توتر هابل هذا؟
“نحن بحاجة إلى مزيد من البيانات لتوصيف هذا الدليل بشكل أفضل. ما حجمه بالضبط (التناقض)؟ هل عدم التطابق عند الطرف الأدنى – 4-5٪ – أو الطرف الأعلى – 10-12٪ – مما تسمح به البيانات الحالية قال ريس: “في أي نطاق من الزمن الكوني يوجد هذا؟
(تقرير بقلم ويل دونهام، تحرير روزالبا أوبراين)