جيمس ويب يكشف خطأ خطيرًا في فهمنا للكون

كتب مقالة نت في أكتوبر 3, 2024

09:02 م

الخميس 03 أكتوبر 2024

اكتشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي، علامة أخرى مقلقة على وجود خطأ كبير في نموذجنا للكون.

اعتمادًا على الجزء من الكون الذي يقيسه علماء الفلك، يبدو أن الكون ينمو بمعدلات مختلفة – وهي مشكلة يطلق عليها العلماء توتر هابل. تُظهر القياسات المأخوذة من الكون البعيد المبكر أن معدل التوسع، المسمى ثابت هابل، يتطابق بشكل وثيق مع أفضل نموذج حالي لدينا للكون، في حين أن القياسات المأخوذة أقرب إلى الأرض تهدد بكسرها.

الآن، كشفت دراسة جديدة باستخدام الضوء المشوه جاذبيًا لمستعر أعظم بعيد يبلغ طوله 10.2 مليار سنة ضوئية أن اللغز قد يكون هنا ليبقى. أصدر الباحثون نتائجهم في سلسلة من الأوراق في مجلة The Astrophysical Journal.

“إن نتائج فريقنا مؤثرة: قيمة ثابت هابل تتطابق مع قياسات أخرى في الكون المحلي، وتتعارض إلى حد ما مع القيم التي تم الحصول عليها عندما كان الكون شابًا”، قالت المؤلفة المشاركة بريندا فراي، أستاذة علم الفلك المساعدة في جامعة أريزونا.

حاليًا، هناك طريقتان قياسيتان لمعرفة ثابت هابل. تتضمن الطريقة الأولى دراسة التقلبات الصغيرة في الخلفية الكونية للميكروويف، وهي بقايا قديمة من أول ضوء للكون تم إنتاجه بعد 380 ألف عام فقط من الانفجار العظيم. مكنت هذه الطريقة علماء الفلك من استنتاج معدل توسع يبلغ حوالي 67 كيلومترًا في الثانية لكل ميجا فرسخ فلكي، وهو ما يتطابق بشكل وثيق مع التنبؤات التي وضعها النموذج القياسي لعلم الكون.

لكن الطريقة الثانية، التي تقيس المسافات الأقرب باستخدام النجوم النابضة المسماة متغيرات القيفاوية، تتناقض مع هذا – حيث تعود بقيمة عالية بشكل محير تبلغ 73.2 كم/ثانية/ميجا فرسخ فلكي. قد لا يبدو هذا التناقض كبيراً ظاهرياً، لكنه كافٍ لتناقض تام مع التوقعات التي وضعها النموذج القياسي. فوفقاً للنموذج، من المفترض أن يكون كيان غامض يُعرف بالطاقة المظلمة هو الذي يحرك توسع الكون بمعدل ثابت، لكن الاكتشافات الجديدة تزعزع هذا الفهم.

وفي الدراسات الجديدة، وجه علماء الفلك كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIRCam) التابعة لتلسكوب جيمس ويب نحو مجموعة المجرات PLCK G165.7+67.0، المعروفة أيضًا باسم G16، والتي تقع على بعد 3.6 مليار سنة ضوئية من الأرض. وهناك، رصدوا 3 نقاط ضوئية مميزة جاءت من مستعر أعظم واحد من النوع IA، حيث تم تكبير ضوئه وثنيه، أو عدسته الجاذبية، بواسطة مجرة أمامه.

تحدث المستعرات الأعظمية من النوع Ia عندما تسقط المادة من نجم واحد على القشرة المشتعلة لنجم ميت، والمعروف باسم القزم الأبيض، ما يؤدي إلى انفجار نووي حراري عملاق. ويُعتقد أن هذه الانفجارات تحدث دائمًا بنفس السطوع، ما يجعلها “شموعًا قياسية” يمكن لعلماء الفلك من خلالها قياس مسافات بعيدة وحساب ثابت هابل.

وبدراسة التأخيرات الزمنية بين النقاط وإدخالها، إلى جانب مسافة المستعر الأعظم، في نماذج مختلفة من العدسات الجاذبية، أنتج الباحثون قيمة ثابتة هابل تبلغ 75.4 كم/ثانية/ميجا فرسخ فلكي، بالإضافة إلى 8.1 أو ناقص 5.5 – وهو ما يتناقض بشكل قاطع مع النموذج القياسي مرة أخرى.

ومن غير المرجح أن يكون الحساب هو الكلمة الأخيرة في التوتر، حيث تسعى مجموعات بحثية أخرى إلى تحقيق خطوطها الخاصة في اللغز الكوني. ومن جانبهم، يقول الباحثون وراء الدراسات الجديدة إنهم سيواصلون جمع أدلة حيوية من النجوم المتفجرة الأخرى الموجودة حول المجرة.