وجدت دراسة أجريت على أكثر من 25 مليون مجرة، تناقضا غريبا في كيفية قياس علماء الفلك لاضطراب الكون، وهو ما يهدد النموذج القياسي لعلم الكون الذي يصف كيفية تشكل الكون وتطوره.
ويشير هذا التناقض، الذي تم اكتشافه عن طريق قياس انحراف الضوء بواسطة مجالات الجاذبية القوية للمجرات البعيدة، إلى أن الكون أقل ازدحامًا مما كان متوقعًا سابقًا.
إذا كان القياس دقيقًا، فإنه سيضيف إلى توت هابل تحديًا كبيرًا آخر لتصوراتنا المسبقة حول كيفية تشكل الكون، وهو التحدي الذي يمكن أن يؤدي إلى فيزياء جديدة أو نموذج مختلف تمامًا للكون. نشر الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في 11 ديسمبر في المجلة الفحص البدني د.
متعلق ب: بعد عامين في الفضاء، حطم تلسكوب جيمس ويب علم الكونيات. هل يمكن اصلاحها؟
“ما زلنا حذرين للغاية هنا” مايكل شتراوسرئيس قسم علوم الفيزياء الفلكية بجامعة برينستون وأحد قادة الفريق الذي طور الاكتشاف، قال في بيان. “نحن لا نقول إننا اكتشفنا الآن أن علم الكونيات الحديث مخطئ تمامًا. تشير الإحصائيات إلى أن واحدًا فقط من كل 20 يرجع إلى الصدفة، وهو أمر مقنع ولكنه ليس مؤكدًا تمامًا. ولكننا نحن المجتمع الفلكي توصلنا إلى نفس الشيء الاستنتاج في العديد من التجارب، ومع استمرارنا في إجراء هذه القياسات، ربما سنكتشف أنه حقيقي.”
وفقا لنموذج الثابت الكوني إذن .الانفجار العظيم الكون الشاب عبارة عن مستحلب بلازما بدأ في التوسع بسرعة بسبب قوة غير مرئية. الطاقة المظلمة. مع نمو الكون، تتفاعل المادة العادية مع الضوء وتتجمع حول كتل غير مرئية. المادة المظلمة تم ربط المجرات الأولى معًا بواسطة شبكة كونية واسعة لتكوين المجرات. في الوقت الحاضر، يقدر علماء الكونيات أن المادة العادية، والمادة المظلمة، والطاقة المظلمة تشكل 5%، و25%، و70% من الكون، على التوالي.
لكن الفيلم يواجه مشاكل متزايدة. ولاختبار نماذجهم، غالبًا ما يقارن علماء الفلك الماضي بالكون الحالي. تم أخذ قياساتهم السابقة من الخلفية الكونية الميكروية (CMB)، وهي عبارة عن فوران ثابت لضوء الكون الأول الذي ترك مصدره (إعادة تجميع الذرات) بعد 380 ألف سنة من الانفجار الكبير.
ومع ذلك، فإن ثابت هابل – وهي القيمة التي تتتبع معدل توسع الكون – الذي تم التنبؤ به من الإشعاع CMB – لا يتفق مع الحسابات المشتقة من الأجرام السماوية في الكون المعاصر. أدى هذا التناقض إلى أزمة كونية تعرف باسم توتر هابل.
يتمحور الجدل الجديد حول تكتل الكون حول رقم يسمى S8، والذي يقيس كمية المادة المتجمعة، أو المتجمعة معًا، في جميع أنحاء الكون. بعد استخدام القمر الصناعي بلانك لدراسة الخلفية الكونية الميكروية (CMB)، قام علماء الفلك بإدخال البيانات في النموذج القياسي لعلم الكونيات. حصلت S8 على قيمة متوقعة قدرها 0.83.
يتعارض هذا مع القياس الجديد لـ S8 باستخدام اليابان تلسكوب سوبارو، والتي فحصت مقدار انحراف الضوء عن طريق المادة في المجرات. أخذ الباحثون نتائجهم وأنتجوا قيمة أصغر قدرها 0.77 لـ S8. تنعكس النتيجة الجديدة من خلال تعاونين آخرين يرسمان خريطة لمادة الكون من خلال عدسة الجاذبية – مسح الطاقة المظلمة وهذا مسح درجة الكيلو – يجعل التوصل إلى نتيجة متضاربة فردية أمرا مستحيلا.
“نحن نؤكد وجود شعور متزايد في المجتمع بوجود تناقض حقيقي بين قياس العناقيد في الكون المبكر (المقاس من CMB) وعصر المجرات” الوحيدة “قبل 9 مليارات سنة.” آرون كانواديوقال باحث مشارك في جامعة برينستون شارك في التحليل في التقرير.
وبينما تشير المشكلة إلى فجوة ضخمة أخرى في فهمنا للكون، لا يزال علماء الكونيات لا يملكون طريقة أفضل لسد هذه الفجوة. قد يكون علماء الكونيات مخطئين بشأن كمية المادة المظلمة في الكون أو كيفية تماسكها. ربما تكون الطاقة المظلمة قد تغيرت على مدار عمر الكون، وهو ما من شأنه أن يحل كلاً من التوترات S8 وهابل عن طريق تغيير النموذج القياسي لعلم الكونيات.
أو ربما، الأمر الأكثر إثارة، هو أن هذا يعني أن النموذج القياسي معطل وأن هناك حاجة إلى استبدال كامل. لمعرفة ذلك على وجه اليقين، سيحتاج العلماء إلى إجراء قياسات دقيقة باستخدام تلسكوبات أكثر قوة. اثنان من هؤلاء المنافسين هما Vera C. في تشيلي. ومن المقرر أن يبدأ مرصد روبن وتلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي العمل في عامي 2025 و2027 على التوالي.
“متعصب التلفزيون. مدمن الويب. مبشر السفر. رجل أعمال متمني. مستكشف هواة. كاتب.”