تشير دراسة جديدة إلى أن توسع الكون قد لا يتسارع بل يتباطأ.
إذا تم تأكيد هذا الاكتشاف، فإنه سيقلب عقودًا من الافتراضات الفلكية الراسخة ويعيد كتابة فهمنا للطاقة المظلمة، وهي القوة المراوغة التي تقاوم الجذب الداخلي للجاذبية في كوننا.
قام فريقان منفصلان من علماء الفلك، أثناء مراقبة النجوم الساطعة المنفجرة التي تسمى المستعرات الأعظم من النوع 1a، بطرح فكرة في عام 1998 مفادها أن الطاقة المظلمة قد تمكن الكون من التوسع بمعدل متسارع.
وقد لاحظ العلماء أن بعض المستعرات الأعظم البعيدة كانت باهتة أكثر مما كان متوقعا، وخلصوا إلى أنها ابتعدت عن الأرض بشكل أسرع مما كان متوقعا. وقد منحهم هذا الاكتشاف جائزة نوبل في الفيزياء عام 2011.
ومع ذلك، ظلت طبيعة الطاقة المظلمة لغزا، وكان دورها في توسع الكون موضع تساؤل من قبل.
في العام الماضي، قام اتحاد يضم مئات الباحثين باستخدام بيانات من أداة تحليل الطاقة المظلمة (DESI) في أريزونا، بتطوير أكبر خريطة ثلاثية الأبعاد للكون على الإطلاق. ألمحت الملاحظات إلى حقيقة أن الطاقة المظلمة قد تضعف بمرور الوقت، مما يشير إلى أن معدل توسع الكون قد يتباطأ في النهاية.
الآن، تقدم دراسة نشرت في 6 نوفمبر في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية دليلا إضافيا على أن الطاقة المظلمة قد لا تدفع الكون بنفس القوة التي اعتادت عليها.
تُظهر هذه الصورة التي التقطها تلسكوب هابل الفضائي مستعرًا أعظم في كوكبة الجوزاء. – وكالة الفضاء الأوروبية/هابل/ناسا/آر جيه فولي (جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز)
قال يونج ووك لي، أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة يونسي في كوريا الجنوبية والباحث الرئيسي في الدراسة الجديدة، إن نتائج مشروع DESI في العام الماضي مثلت “تغييرًا كبيرًا في النموذج… ونتائجنا، إلى حد ما، تتفق جيدًا مع ذلك”.
يعتمد عمل لي وزملاؤه على الفهم المتطور للطاقة المظلمة، مما يشير إلى أن توسع الكون قد بدأ بالفعل في التباطؤ، وهو أمر يمكن أن يغير مصير الكون نفسه. وقال لي: “الطاقة المظلمة موجودة، لكن الكون الحالي دخل بالفعل مرحلة التباطؤ اليوم”. “لذا فإن مصير الكون يمكن أن يتغير. وإذا تمكنت من تغيير مصير الكون، فهذا تقدم مهم حقًا في علم الكونيات.”
شيخوخة المستعرات الأعظم
للوصول إلى استنتاجاتهم، قام الباحثون بتحليل عينة من 300 مجرة تحتوي على مستعرات عظمى من النوع 1a، وافترضوا أن تعتيم النجوم المنفجرة البعيدة لم يكن فقط بسبب تحركها بعيدًا عن الأرض، ولكن أيضًا بسبب عمر النجم السلف.
قال المؤلف المشارك في الدراسة جونهيوك سون، وهو مرشح دكتوراه في علم الفلك في جامعة يونسي: “قبل عملنا، كان يُعتقد أن المستعرات الأعظم من النوع Ia تنفجر مع سطوع جوهري متطابق تقريبًا، مما يجعلها “شموعًا قياسية” موثوقة للغاية”. “ومع ذلك، وجدنا أن لمعانها يعتمد في الواقع على عمر النجوم التي تنتجها – فالأسلاف الأصغر سنا تنتج مستعرات أعظمية باهتة قليلا، في حين أن النجوم الأكبر سنا أكثر سطوعا.”
قال سون إن الفريق لديه ثقة إحصائية عالية – 99.99٪ – حول العلاقة بين العمر والسطوع، مما يسمح لهم باستخدام المستعرات الأعظم من النوع 1a بشكل أكثر دقة من ذي قبل لتقييم توسع الكون.
يكشف هذا المنظر التفصيلي من تلسكوب جيمس ويب الفضائي عن آلاف المجرات البعيدة، والتي يعود بعضها إلى الفترات الأولى من التاريخ الكوني. – وكالة الفضاء الأوروبية/ويب/ناسا/وكالة الفضاء الكندية
وقال سون: “إذا تم تأكيد ذلك، فإنه سيمثل التحول الأكثر أهمية في علم الكونيات منذ اكتشاف الطاقة المظلمة في عام 1998”. “قد يشير ذلك إلى أن (توسع الكون) لم يعد يتسارع اليوم وأن الطاقة المظلمة ليست قوة ثابتة ولكنها شيء يتطور مع مرور الوقت. سيفتح هذا الاكتشاف فصلاً جديدًا تمامًا في فهمنا للطبيعة الفيزيائية للطاقة المظلمة، وكيف تغيرت عبر التاريخ الكوني، وما يعنيه في النهاية بالنسبة لمصير الكون”.
في نهاية المطاف، إذا استمر التوسع في التباطؤ، يمكن أن يبدأ الكون في الانكماش، وينتهي بما يتصور علماء الفلك أنه قد يكون عكس الانفجار الكبير – الانسحاق الكبير. وقال لي: “هذا بالتأكيد احتمال”. “حتى قبل عامين، كانت الأزمة الكبرى غير واردة. ولكننا بحاجة إلى المزيد من العمل لمعرفة ما إذا كان من الممكن أن تحدث بالفعل”.
مطالبات غير عادية
الحائزون على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011 (من اليسار) شاول بيرلماتر وآدم ريس وبريان شميدت يتحدثون خلال مؤتمر صحفي في الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم في ستوكهولم في ديسمبر 2011. – جانيريك هنريكسون / رويترز
يقترح البحث الجديد مراجعة جذرية للمعرفة المقبولة، لذا فمن المفهوم أن يقابل بالشك.
وقال آدم ريس، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك بجامعة جونز هوبكنز وأحد الحاصلين على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011، في رسالة بالبريد الإلكتروني: “تعتمد هذه الدراسة على فرضية خاطئة”. “إنها تشير إلى أن المستعرات الأعظمية قد تقدمت في العمر مع تقدم الكون، لكن الملاحظات تظهر عكس ذلك – تحدث المستعرات الأعظمية اليوم حيث تتشكل النجوم الشابة. وقد تم اقتراح نفس الفكرة منذ سنوات وتم دحضها في ذلك الوقت، ويبدو أنه لا يوجد شيء جديد في هذه النسخة.”
لكن لي قال إن ادعاء ريس غير صحيح. “حتى في الكون الحالي، يتم العثور على المستعرات الأعظم من النوع Ia بشكل متكرر في المجرات الإهليلجية القديمة الهادئة كما هو الحال في المجرات الشابة التي تتشكل النجوم – مما يوضح بوضوح أن هذا التعليق خاطئ. وقال إن ما يسمى بالبحث الذي “دحض” نتائجنا السابقة اعتمد على بيانات معيبة للغاية مع قدر كبير من عدم اليقين”، مضيفًا أن العلاقة بين العمر والسطوع تم تأكيدها بشكل مستقل من قبل فريقين منفصلين في الولايات المتحدة والصين.
وردد خبراء آخرون في هذا المجال ممن لم يشاركوا في الدراسة بعض مخاوف ريس. وأشار دان سكولنيك، الأستاذ المشارك في الفيزياء بجامعة ديوك في دورهام بولاية نورث كارولينا، إلى أن الدراسة تحقق قفزة من عمر المجرة المضيفة إلى عصر المستعر الأعظم، وهي قفزة غير مبررة فيزيائيا. قال سكولنيك: “يقترح المؤلفون أفكارًا اختبرها المجتمع بالفعل وصححها باستخدام مجموعات بيانات أكبر بكثير. لا يزال الكون يتسارع بشكل جيد”.
وأشار ديلون بروت، الأستاذ المساعد في أقسام علم الفلك والفيزياء بجامعة بوسطن، عبر البريد الإلكتروني إلى أن الورقة تثير سؤالا وجيها حول كيفية تغير أعمار أسلاف المستعرات الأعظم مع مرور الزمن الكوني، مضيفا أنه من المهم دائما تحدي طريقة تفكيرنا من أجل فهم أفضل للكون. وأضاف: “ومع ذلك، فإن الطريقة التي يصممون بها هذا التطور لا تدعمها الملاحظات ولا فهمنا لكيفية تشكل هذه الأنظمة. تحليلات المستعرات الأعظم الحديثة تفسر بالفعل العلاقة بين السطوع والبيئات التي تنشأ فيها هذه النجوم، والتي تلتقط معظم التأثير الذي ناقشوه”.
قال دراغان هوتيرر، أستاذ الفيزياء في جامعة ميشيغان في آن أربور، في رسالة بالبريد الإلكتروني: “إن الادعاءات غير العادية تتطلب أدلة غير عادية”، مشيراً إلى أنه لا يشعر أن البحث الجديد “يصل إلى عتبة قلب النموذج المفضل حاليًا”.
يدرك لي أن العمل قد يكون مثيرًا للجدل. وقال: “أمامنا طريق طويل لنقطعه لإقناع الجميع في مجتمع علم الكونيات المستعر الأعظم”. “لا يزال هناك الكثير من الأشخاص الذين يعارضون بشدة (نتائجنا)، لذا يجب أن يحدث الكثير من النقاش والنقاشات في المستقبل القريب.”
لكنه أضاف أن المزيد من الوضوح بشأن هذه القضية قد يكون قاب قوسين أو أدنى. من المقرر أن يساعد مرصد Vera C. Rubin الجديد، والذي بدأ تشغيله هذا العام، في تسوية الجدل مع إطلاق المسح القديم للمكان والزمان في أوائل عام 2026، وهو عبارة عن سجل زمني فائق الدقة وفائق الدقة للكون، تم إجراؤه عن طريق مسح السماء بأكملها كل بضع ليالٍ على مدار 10 سنوات لالتقاط مجموعة من الكويكبات والمذنبات والنجوم المتفجرة والمجرات البعيدة أثناء تغيرها.
تبهر سماء الليل فوق مرصد Vera C. Rubin في سيرو باتشون، تشيلي في 8 يونيو. ابتداءً من أوائل عام 2026، سيعمل المسح التراثي للمكان والزمان الذي أجراه المرصد على مدار عقد من الزمن على إنشاء سجل فاصل زمني واسع للغاية وعالي الدقة للكون. – مرصد فيرا روبين/ نشرة/ وكالة الأناضول/ غيتي إيماجز
وقال لي: “سوف تكتشف فيرا روبين أكثر من 20 ألف مجرة مضيفة جديدة للمستعر الأعظم مع قياسات عمرية عالية الدقة”. “سيستغرق الأمر ثلاث أو خمس سنوات، وسيسمح بإجراء اختبار كوني مباشر أكثر دون القلق بشأن تأثير التحيز العمري.”
وخلص لي إلى أن “الطاقة المظلمة أصبحت أكثر غرابة”. “لكن لا توجد نظرية جيدة يمكن أن تفسر هذا السلوك الغريب للغاية. لذلك أعتقد أننا نفتقد شيئًا ما. وربما، في غضون خمس سنوات، يمكن أن تظهر نتيجة أكثر إثارة للدهشة”.
قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com