هابل يكتشف تغيرات كونية كشفت وكالة ناسا أن توسع الكون يمر “بشيء غريب” لا يمكن تفسيره بالفيزياء التقليدية وكشف تلسكوب هابل الفضائي عن تباين كبير بين المعدل الحالي لتمدد الكون والمعدل الذي يلي الانفجار العظيم مباشرة.
هابل يكتشف تغيرات كونية
اختتم المرصد المداري للتو ماراثون جمع البيانات الذي دام 30 عامًا. باستخدام هذه المعرفة، تمكن هابل من تحديد أكثر من 40 “علامة ميل” من المكان والزمان لمساعدة علماء الفلك في قياس معدل تمدد الكون بشكل أكثر دقة.
ومع ذلك، وفقًا لوكالة الفضاء الأمريكية، كلما زادت دقة هذه القياسات أظهر أن “شيئًا غريبًا” ويبقى سبب هذا التناقض لغزا. صرح مسؤولو ناسا أن بيانات هابل، التي تحتوي على مجموعة متنوعة من الأجسام الكونية التي تعمل كمعالم، تدعم فكرة أن شيئًا غريبًا يحدث، ربما ينطوي على فيزياء جديدة كاملة.
منذ عشرينيات القرن الماضي، درس المتخصصون معدل توسع الكون باستخدام قياسات قدمها عالم الفلك إدوين ب. هابل وجورج ليميتر.
تلسكوب Cepheids
وعندما بنت ناسا تلسكوبًا فَضَائِيًّا كبيرًا في السبعينيات، كانت القدرة على حل Cepheids- النجوم الساطعة والمعتمة بشكل دوري داخل مجرتنا درب التبانة والمجرات البعيدة- عاملاً رئيسًا في تبرير التكلفة والجهد التقني المذهلين.
منذ أن حددت عالمة الفلك Henrietta Swan- Levitt فائدتها في عام 1912، كانت cepheids هي المعيار الذهبي لعلامات الميل الكونية.
يستخدم علماء الفلك النجوم المتفجرة المعروفة باسم المستعمرات الأعظمية من النوع Ia لتحديد مسافات أكبر. تشكل هذه الأجسام مجتمعة “سلم المسافة الكونية” عبر الكون، وهو مطلوب لتحديد معدل تمدد الكون، والمعروف أيضًا باسم “ثابت هابل” بعد إدوين هابل.
هذه القيمة حاسمة لتحديد عمر الكون وهي بمثابة اختبار حاسم لفهمنا للكون، ويمكن استخدامه للتنبؤ بمدى سرعة تحرك جسم فلكي بعيد عن الأرض على مسافة معروفة، لكن القيمة الحقيقية لثابت هابل لا تزال محل نقاش.
بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد الطاقة المظلمة، التي تصفها وكالة ناسا بأنها “قوة دافعة غامضة تسرع من تمدد الكون”، بواسطة علماء الفلك منذ أكثر من 25 عامًا.
قاس البحث الجديد الذي أجراه تلسكوب هابل الفضائي 42 مؤشرًا حرجًا لمستعر أعظم، أي أكثر من ضعف عدد علامات المسافة الكونية التي تم قياسها سابقًا، ولكن عندما بدأت في جمع البيانات حول توسع الكون، نشأت مفارقة.
قياسات هابل
تشير قياسات هابل إلى سرعة تبلغ حوالي 45 ميلاً (73 كم) لكل ميغا بيرسيك، ولكن عند النظر في ملاحظات الكون البعيد، فإن هذا يتباطأ إلى حوالي 42 ميلاً (67.5 كم).
واحد ميغا بكسل يعادل مليون بيرسيك فلكيا، أو 3.26 ملايين سنة ضوئية، ويوضح هذا أن تطور الكون وتوسعه أكثر تعقيدًا مما كنا نعتقد سابقًا، وأن لدينا الكثير لنتعلمه حول كيفية تطور الكون.
تصريحات وكالة ناسا
صرحت وكالة ناسا أن علماء الفلك كانوا “في حيرة” من سبب وجود نتيجتين متميزتين، لكنهم أشاروا إلى أن الفيزياء الأساسية قد تحتاج إلى إعادة التفكير.
صرح آدم رئيس الحائز على جائزة نوبل من معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) وجامعة جونز هوبكنز في بالتيمور، يوفر المعيار الذهبي للتلسكوبات وعلامات الميل الكونية القياس الأكثر دقة لمعدل توسع الكون لموازنة حالة الطاقة المظلمة، ينظم تعاونًا عِلْمِيًّا يُطلق عليه SHOES، والذي يرمز إلى المستعر الأعظم H0 ويدرس معدل توسع الكون.
كما صرح ريس “لهذا السبب تم بناء تلسكوب هابل الفضائي باستخدام أحدث التقنيات المتاحة ومن المحتمل أن يكون هذا أعظم إنجازات هابل، حيث إن مضاعفة حجم العينة ستحتاج إلى 30 عامًا إضافية من حياته.
صرح ريس أنه من المناسب النظر إلى وتيرة التوسع ليس من حيث قيمتها الدقيقة في ذلك الوقت، ولكن من حيث عواقبها، وتابع: “لا يهمني ما هي القيمة الخاصة للمقياس، لكني أستمتع باستخدامه للتعرف على الكون”.
وبمساعدة تلسكوب جيمس ويب الفضائي، الذي تم إطلاقه في ديسمبر 2012، تأمل ناسا في الحصول على فهم أفضل لتوسع الكون. يجب أن تمكن العلماء من رؤية المعالم الجديدة من مسافة أكبر وبدقة أكبر.
