إذا أردنا أن نفهم الكون ، علينا أن نبدأ بحجمه. لم يكن لدى القدماء أي فكرة عن وجود كون بالطريقة التي نفهمها بها الآن ، ناهيك عن حجمه. ظنوا أن الأرض موجودة وأن كل شيء آخر يدور حولها. الاستنتاج الوحيد الذي لم يتم التوصل إليه لفترة طويلة.
مع تطور علم الفلك ، تطور فهمنا أيضًا. وقد تطور فهمنا لحجم الكون جنبًا إلى جنب مع كل شيء آخر. لكن على طول الطريق ، كان هناك الكثير من سوء الفهم.
في عام 1929 ، أظهر عمل إدوين هابل أن الكون يبلغ قطره حوالي 280 مليون سنة ضوئية. بحلول منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، أظهر تحسن العلم والتلسكوبات أن الكون يبلغ 4 مليارات سنة ضوئية. أظهرت دراسة الكوازارات في الخمسينيات والستينيات أن الكون يبلغ قطره حوالي 25 مليار سنة ضوئية. في التسعينيات ، نما العدد إلى حوالي 30 مليار سنة ضوئية ، ثم إلى 94 مليار سنة ضوئية في بداية هذا القرن. إن حقيقة كون يبلغ قطره 94 مليار سنة ضوئية مختلفة تمامًا عن كون يبلغ قطره 280 مليون سنة ضوئية.
يُظهر تاريخ علم الفلك كيف أدى سوء فهمنا للمسافات الشاسعة بين الأجسام في الفضاء إلى انحراف فهمنا للكون. على مر التاريخ ، كافح علماء الفلك لقياس المسافة بدقة. في الأيام الأولى ، عمل علماء الفلك على مفهوم المنظر لتحديد المسافة. لكن هذا لا يصلح إلا لمسافات فلكية قصيرة. المنظر هو الخطوة الأولى سلم المسافة الكونية.
لا تساعد طريقة المنظر عند قياس المسافات إلى المجرات الأخرى. لقياس تلك المسافات الشاسعة ، يعتمد علماء الفلك على أنواع النجوم شموع ثابتة. يعرف الفلكيون الحجم المطلق للشموع القياسية ، وبقياس مقاديرها الظاهرية ومقارنة الاثنين ، يحصلون على قياس لمسافة الجسم. يمكنهم العثور على شمعة قياسية في مجرة أخرى وإيجاد المسافة إلى المجرة.
شمعتان ثابتتان مشتركتان متغيرات سيفيد و نجوم RR Lyre. الآن طريقة جديدة باستخدام نجوم RR Lyrae توفر قياسات أكثر دقة للمسافات.
في بحث جديد نُشر في مجلة Nature Astronomy ، اقترح فريق من علماء الفلك من المرصد الفلكي الوطني التابع لأكاديمية العلوم الصينية (NAOC) طريقة جديدة لتحديد المسافات باستخدام مجموعة فرعية محددة من نجوم RR Lyrae. ورقة بحثهم “استخدام نجوم RR Lyrae ذات الوضع المزدوج كمؤشرات قوية للمسافة والمعدنية.“المؤلف الرئيسي د. تشين شياوديان.
إن تاريخ فهمنا للكون هو تاريخ لأساليب متزايدة الدقة لقياسه. تعتقد مجموعة من علماء الفلك الصينيين أنهم في طريقهم إلى التحسين التالي ، وهو مرتبط بالنجوم RR Lyrae.
تمت تسمية نجوم RR Lyrae على اسم نجم معين يسمى RR Lyrae ، وهو ألمع مثال على هذا النوع. إنها نجوم متغيرة وهي دورية. عادة ما توجد في مجموعات كروية وكانت تسمى ذات مرة متغيرات النوع العنقودي. نجوم RR Lyrae هي نجوم ما بعد التسلسل الرئيسي والتي تركت مرحلة العملاق الأحمر من التطور النجمي ويتم تسميتها فرع أفقي. هم نجوم السكان II منخفض المعادن.
تعتبر نجوم RR Lyrae أدوات قياس المسافات مفيدة بسبب نبضاتها التي يمكن التنبؤ بها. تحكمها نبضاتها وسطوعها علاقة فترة اللمعان. تربط علاقة اللمعان بالدورة في الأشعة تحت الحمراء نبضها بإضاءةها. تم تحليلها باستخدام العلاقة بين الفترة واللون ، وقد مكّن ذلك علماء الفلك الحديثين من تحديد المسافات بيننا وبين الأشياء والمناطق الأخرى بدقة متزايدة.
ولكن هناك بعض المشاكل في استخدام نجوم RR Lyrae كأداة لقياس المسافة. يمكن للمعادن أن تحجب الملاحظات ، ويمكن أن تكون باهتة بشكل غير عادي في المجرات البعيدة. قد تمتزج العديد من نجوم RR Lyrae في بيئة كثيفة – على سبيل المثال في مركز كتلة كروية – معًا في الملاحظات. هذا يعني أن المراقبين يعتقدون أن النجم شديد السطوع ، مما يؤدي إلى استنتاجات غير صحيحة حول بعده.
وجد فريق من الباحثين الصينيين طريقة للتغلب على هذه المشكلات من خلال التركيز على مجموعة فرعية من نجوم RR Lyrae المعروفة باسم نجوم RR Lyrae ذات الفترة المزدوجة. إنها نجوم تنبض في فترتين مختلفتين في نفس الوقت. لديهم علاقة وثيقة بين لمعانهم ومدة النبض مثل الوفرة الأساسية نفسها. يعتقد علماء الفلك أنه يمكنهم استخدام هذه النجوم لقياس المسافات إلى المجرات الأخرى في حدود 1-2٪.
5٪ فقط من نجوم RR Lyrae هي نجوم ثنائية تسمى نجوم RRd. إنها فريدة من نوعها لأن فتراتها المزدوجة مرتبطة بخصائصها النجمية ، مثل وفرة العناصر والكتلة. هذا مهم بشكل خاص في البحث الجديد لأن وفرة العناصر أكثر صعوبة في القياس من فترة النجم. طريقة المجموعة تلغي الحاجة إلى التحليل الطيفي.
قال المؤلف الرئيسي د. قال تشين شياوديان.
باحث أول في NAOC ومؤلف مشارك في الدراسة د. قال DENG Licai ، “يمكن لعملنا فقط الحصول على قياسات المسافة للمجرات القريبة من قياس الضوء.”
أحد الأدوار الرئيسية التي تلعبها نجوم RR Lyrae هو التحديد الدقيق للمسافات إلى المجرات الأخرى. تغذي هذه القياسات الدقيقة فهمنا للكون ، وكيف تشكل ، وما الدور الذي تلعبه المادة المظلمة ، وأسئلة أخرى.
قال الدكتور دينج ليكاي: “سيؤدي ذلك إلى زيادة أخذ عينات من المجرات ذات المسافات عالية الدقة بمعامل 20 أو أكثر”.
يعمل علماء الفلك باستمرار على طرق أفضل لقياس الأشياء في الكون ، والمسافة من أهمها. أنتج كل هذا العمل سلم المسافة الكونية ، وهو مجموعة متداخلة من الأساليب التي يستخدمها علماء الفلك لقياس المسافات إلى الأجسام البعيدة بشكل متزايد. إذا كانت هناك أخطاء في أي رتبة ، فستتم إضافة هذه الأخطاء إلى المرتبة التي فوقها. لذا ، كلما كانت كل درجة من درجات السلم أكثر دقة ، زادت دقة الدرجة التالية. تلعب نجوم RR Lyrae ومتغيرات Cepheid دورًا مهمًا في تحديد المسافات إلى المجرات الأخرى. لذا فإن تحسين دقة RR Lyrae لدينا سيزيد من دقة قياساتنا ليس فقط للمجرات ولكن أيضًا لعناقيد المجرات.
في المستقبل القريب جدا ، ستكتشف مراصد مثل مرصد فيرا روبين عشرات الآلاف من نجوم RRd في المجرات القريبة منا. تعني هذه الطريقة الجديدة أن علماء الفلك لديهم القدرة على قياس المسافات إلى كل تلك المجرات.
يعمل هذا العمل على تحسين دقة قياساتنا للمسافات لجميع الكائنات في الكون. شيئًا فشيئًا ، يصبح فهمنا للكون أكثر وضوحًا.
إضافي:
“متعصب التلفزيون. مدمن الويب. مبشر السفر. رجل أعمال متمني. مستكشف هواة. كاتب.”
More Stories
أنا طبيب الصحة الجيد، وإليك أهم نصائحي لتخفيف أعراض القولون العصبي
ستنطلق مركبة بوينغ ستارلاينر الفضائية لنقل رواد الفضاء في 6 مايو، وفقًا لوكالة ناسا.
ربما كانت السناجب قد أصابت البريطانيين في العصور الوسطى بالجذام