تظهر بيانات جيمس ويب الجديدة أن الأزمة في علم الكونيات مستمرة

هناك شيء غريب جدًا في علم الكونيات. في العقود القليلة الماضية، خلق سؤال كبير أزمة في هذا المجال: ما مدى سرعة توسع الكون؟ نحن نعلم أن الكون يتوسع منذ الانفجار الكبير، لكن المعدل الدقيق لهذا التوسع لا يزال غير معروف على وجه اليقين. والمشكلة هي أن معدل التوسع يبدو مختلفاً اعتماداً على العوامل المستخدمة لقياسه، ولا أحد يستطيع أن يجزم بالسبب وراء ذلك.

حديثاً، بحث جديد لقد أوضح استخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي أن هذه المشكلة لن تختفي في أي وقت قريب. قام Webb بتحسين القياسات السابقة لمعدل التوسع التي تم إجراؤها باستخدام بيانات من تلسكوب هابل الفضائي، وما زال التناقض الصارخ موجودا.

مقاطع الفيديو الموصى بها

يُعرف معدل توسع الكون بثابت هابل، وهناك طريقتان رئيسيتان لقياسه. الطريقة الأولى هي النظر إلى المجرات البعيدة، ومعرفة مدى بعدها من خلال النظر إليها أنواع معينة من النجوم التي لديها مستويات يمكن التنبؤ بها من السطوع. يخبرك هذا بالمدة التي سافر فيها الضوء من تلك المجرة. ثم ينظر الباحثون إلى الانزياح الأحمر لتلك المجرة، مما يوضح مقدار التوسع الذي حدث خلال هذا الوقت. هذه هي طريقة قياس ثابت هابل التي تستخدمها التلسكوبات الفضائية مثل هابل وويب.

متعلق ب

  • يرى جيمس ويب دليلاً على وجود كوكب خارج المجموعة الشمسية مغطى بالمحيطات
  • يلتقط جيمس ويب مجرة ​​الدوامة الرائعة بطولين موجيين
  • يلتقط جيمس ويب صورة لأبعد نجم تم اكتشافه على الإطلاق

والطريقة الأخرى هي النظر إلى الإشعاع المتبقي من الانفجار الكبير، والذي يسمى الخلفية الكونية الميكروية. ومن خلال النظر إلى هذه الطاقة وكيفية اختلافها عبر الكون، يمكن للباحثين وضع نموذج للظروف التي يجب أن تكون قد خلقتها. يتيح لك ذلك رؤية كيف توسع الكون بمرور الوقت.

المشكلة هي أن هاتين الطريقتين تختلفان حول الرقم النهائي لثابت هابل. ومع ازدياد دقة تقنيات القياس، فإن الفرق لن يختفي.

تظهر عمليات الرصد المجمعة من NIRCam (كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة) التابعة لناسا وكاميرا WFC3 (كاميرا واسعة المجال 3) التابعة لناسا المجرة الحلزونية NGC 5584، التي تبعد 72 مليون سنة ضوئية عن الأرض. من بين النجوم المتوهجة في NGC 5584 هناك نجوم نابضة تسمى المتغيرات القيفاوية والمستعر الأعظم من النوع Ia، وهي فئة خاصة من النجوم المتفجرة. يستخدم علماء الفلك المتغيرات القيفاوية والمستعرات الأعظم من النوع Ia كعلامات مسافة موثوقة لقياس معدل توسع الكون.
تظهر عمليات الرصد المجمعة من NIRCam (كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة) التابعة لناسا وكاميرا WFC3 (كاميرا واسعة المجال 3) التابعة لناسا المجرة الحلزونية NGC 5584، التي تبعد 72 مليون سنة ضوئية عن الأرض. من بين النجوم المتوهجة في NGC 5584 هناك نجوم نابضة تسمى المتغيرات القيفاوية والمستعر الأعظم من النوع Ia، وهي فئة خاصة من النجوم المتفجرة. يستخدم علماء الفلك المتغيرات القيفاوية والمستعرات الأعظم من النوع Ia كعلامات مسافة موثوقة لقياس معدل توسع الكون.الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، وكالة الفضاء الكندية، آدم ج. ريس (JHU، STScI)؛ معالجة الصور: أليسا باغان (STScI)

استخدم البحث الأخير ويب لدراسة النجوم المحددة المستخدمة لحساب المسافة، والتي تسمى المتغيرات القيفاوية. نظر الباحثون إلى المجرة NGC 5584 لمعرفة ما إذا كانت القياسات التي أخذها هابل لهذه النجوم حقيقية أم لا كانت دقيقة، وإذا لم تكن كذلك، فقد يفسر ذلك التناقض في تقديرات هابل ثابت.

أخذ الباحثون قياسات هابل السابقة للنجوم، ووجهوا ويب نحو النجوم نفسها، لمعرفة ما إذا كانت هناك اختلافات مهمة في البيانات. تم تصميم هابل لينظر في المقام الأول في الطول الموجي للضوء المرئي، ولكن كان لا بد من رصد النجوم في الأشعة تحت الحمراء القريبة لأنها من الغبار في الطريق، لذلك كان الفكر هو أن رؤية هابل بالأشعة تحت الحمراء ربما لم تكن واضحة بما يكفي لرؤية النجوم بدقة.

ومع ذلك، لم يكن هذا التفسير ليكون. ونظر ويب، الذي يعمل في الأشعة تحت الحمراء، في أكثر من 300 متغير قيفاوي، ووجد الباحثون أن قياسات هابل كانت صحيحة. يمكنهم حتى تحديد الضوء الصادر عن هذه النجوم بدقة أكبر.

لذا، على حد علمنا، فإن التناقض في ثابت هابل لا يزال موجودًا، وما زال يسبب مشكلة. هناك كل أنواع النظريات التي تفسر سبب حدوث ذلك، بدءًا من النظريات حول المادة المظلمة وحتى العيوب في نظرياتنا حول الجاذبية. في الوقت الراهن، يبقى السؤال مفتوحا بحزم.

لقد كان البحث مقبول للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية.

توصيات المحررين

  • يلتقط جيمس ويب التدفقات المذهلة من نجم رضيع
  • يلتقط تلسكوب جيمس ويب منظرًا مذهلاً لبقايا المستعر الأعظم الشهير
  • يلتقط تلسكوب ويب السديم الحلقي بتفاصيل رائعة
  • يشرح العلماء "علامة الاستفهام" الكونية التي رصدها تلسكوب ويب الفضائي
  • يلتقط تلسكوب جيمس ويب السديم الدائري الرائع بتفاصيل مذهلة

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.