شيء غريب يحدث في الكون: كيف نفسر التناقضات في ثابت هابل

وقد قدمت البيانات التي جمعها تلسكوب هابل الفضائي على مدى ثلاثة عقود صورة جديدة وأكثر دقة

قياس معدل توسع الكون. لكن شيئًا غريبًا يحدث في الكون، فالبيانات لا تتفق مع التوقعات النظرية.

توسع الكون

كان البحث عن معدل توسع الكون أحد أهم الأبحاثالمهام الرئيسية لعلم الكونيات في القرن العشرين. ففي النهاية، بدون أي بيانات رصدية حول توسع الفضاء أو انكماشه أو عدم حركته، لن يكون لدى العلماء أدنى فكرة عما إذا كان الكون يتحرك أم لا، وكذلك لن يكون لديهم أدنى فكرة عن عمره. أحد العلماء الذين قدموا مساهمة كبيرة في هذه القضية هو إدوين هابل.

قبل مائة عام هذا عالم الفلك الأمريكياكتشف العديد من المجرات خارج مجرة ​​درب التبانة. ولم تقف ساكنة. واكتشف هابل أنه كلما كانت المجرة أبعد، زادت سرعة ابتعادها عنا. ويمكن تفسير ذلك على أنه توسع منتظم للفضاء حتى أن عالم الفلك قال، إنه درس المجرات ببساطة باعتبارها “علامات للفضاء”. ومع ذلك، لم يكن مقتنعًا تمامًا بفكرة الكون المتوسع بشكل منتظم، واشتبه العالم في أن قياساته قد تشير إلى شيء أكثر غرابة كان يحدث في الفضاء

ثابت هابل

وبعد سنوات من العمل، ظهر ثابت هابل.معامل مدرج في القانون الذي يحمل نفس الاسم، والذي يربط المسافة إلى جسم خارج المجرة مع سرعة إزالته، وبكلمات بسيطة، يحدد هذا الثابت معدل توسع الكون ويوفر الأساس لتقدير الحجم و عمر الكون.

لقد تم تحسين قيمة ثابت هابل على مدى سنوات عديدة.في عام 2015، كان يُعتقد أن القيمة الأكثر دقة تقترب من 70 كيلومترًا في الثانية لكل ميجا فرسخ فلكي (1 ميجا فرسخ فلكي يعادل حوالي 3 ملايين سنة ضوئية). على سبيل المثال، إذا كانت بعض المجرات تقع على مسافة 100 ميجا فرسخ فلكي منا، فيمكننا أن نتوقع أنها تتحرك بعيدًا عن مجرتنا بسرعة حوالي 70×100 = 7300 كم/ثانية.

بشكل عام، من الصعب تحديد هذا الرقم لأنهأنتجت مراصد مختلفة تدرس مناطق مختلفة من الكون نتائج مختلفة. ووفقًا لبيان صحفي لوكالة ناسا، ربما تكون دراسة وتحليل جديدان لبيانات هابل قد كشفت للتو عن الإجابة الصحيحة.

ثابت جديد

في دراسة جديدة بالتعاون العلميقامت دراسة معدل تمدد الكون (SHOES) بتحليل 42 مستعرًا أعظم، واحد منها ينفجر مرة واحدة سنويًا. وكانت النتائج التي توصل إليها العلماء أكبر بمرتين تقريبًا من العينة السابقة لعلامات المسافة الكونية. كما أعاد الباحثون تحليل جميع البيانات السابقة. ونتيجة لذلك، يعتمد ثابت هابل الجديد على مجموعة بيانات تتضمن أكثر من 1000 مدار لتلسكوب هابل الفضائي.

عندما تصورتها ناسا في السبعينياتالبناء، كان أحد المبررات الرئيسية للنفقات والعمل الضخم هو فرصة مراقبة القيفاويين. هذه هي النجوم التي تضيء وتخفت بشكل دوري، وقد كانت منذ فترة طويلة المعيار الذهبي لقياس المسافات الكونية، منذ اكتشاف فائدتها من قبل عالمة الفلك هنريتا سوان ليفيت في عام 1912. لحساب مسافات أكبر بكثير، يستخدم علماء الفلك المستعرات الأعظم من النوع Ia.

قامت هذه الأجسام معًا ببناء "سلم مسافة كوني" في الكون.

ونتيجة لذلك، تم حساب ثابت هابلوجد الفريق 73±1 كم/ثانية لكل 1 ميجا فرسخ فلكي. وهذا يقلل الخطأ إلى 1.4% فقط، وهو أكثر دقة بكثير من القياسات الأخرى. وستساعد البيانات المحسنة علماء الفلك على تحسين نماذجهم لعلم الكون، بما في ذلك المزيد من الدقة. تقديرات لعمر الكون ومستقبله.

تناقض الفضاء

المشكلة هي أنه من خلال الجمع بين Standardوفقًا للنموذج الكوني للكون والقياسات من بعثة بلانك التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (التي رصدت إشعاع الخلفية الكونية الميكروي قبل 13.8 مليار سنة)، يتوقع علماء الفلك قيمة أقل لثابت هابل: 67.5 ± 0.5 كيلومتر/ثانية لكل ميجا فرسخ فلكي.

يشرح علماء الفلك ذلك بالقول إن ذلك ممكنثابت هابل أكبر في كوننا المحلي وأصغر في الأماكن البعيدة. يشار إلى أن مؤلفي العمل الجديد يعتقدون أن كلا المؤشرين صحيحان. إنه فقط أنه لا تزال هناك فيزياء غير مكتشفة ستساعد في تفسير ذلك.

وفي الوقت نفسه، الحائز على جائزة نوبل آدم ريس،الذي يقود التعاون العلمي لدراسة معدل توسع الكون (SHOES)، فهو "لا يهتم بالقيمة المحددة، ولكنه يحب استخدامها لدراسة الكون".

قراءة المزيد

"القوة الخامسة" تخلق "جدران" غير مرئية في الكون. الشيء الرئيسي في النظرية الجديدة للفيزيائيين

لم ترَ الشمس بهذا القرب من قبل. تم نشر فيديو سولار أوربيتر

قارن كيف تم تصوير خسوف القمر بواسطة NASA و Roscosmos