عالم فيزياء نظرية سويسري: توسع الكون قد يكون سرابا
تاريخ النشر: 30th, June 2023 GMT
في دراسة نظرية جديدة مثيرة للجدل، توصل البروفيسور لوكاس لومبريزر Lucas Lombriser، عالم الفيزياء النظرية بجامعة جنيف University of Geneva، إلى أن توسع الكون هو في الواقع وهم، وفق الباحث.
كما اقترح في دراسته إعادة التفكير في ألغاز الطاقة المظلمة والمادة المظلمة في الكون، التي يعتقد العلماء أنها تمثل حوالي 95% من إجمالي طاقة الكون والمادة ولكنها تظل محاطة بالغموض.
من ناحية أخرى، وبحسب التقرير الذي نشره موقع لايف ساينس LiveScience، يوم 20 يونيو/ حزيران الجاري، فقد توقعت الدراسة أن تؤدي الطاقة المظلمة إلى انفجارات كبيرة متعددة.
وكانت الدراسة التي تبحث في مشكلة الثابت الكوني قد نشرتها دورية "كلاسيكال آند كوانتم غرافيتي" Classical and Quantum Gravity، في الثاني من يونيو/ حزيران الجاري.
تم وصف توسع الكون -وهو المفهوم الذي يستند إليه النموذج القياسي للانفجار العظيم- في عام 1927 من قبل عالم الفيزياء الفلكية البلجيكي جورج لوميتر Georges Lemaître، ثم تم تسليط الضوء عليه في عام 1929 من قبل عالم الفلك الأميركي إدوين هابل Edwin Hubble.
ووفقًا لقانون هابل-لوميتر Hubble-Lemaître، تتحرك المجرات بعيدًا عن بعضها البعض بسرعة تتناسب مع مسافتها، وبالتالي كلما كانت المجرة بعيدة عنا بدا أنها تتحرك مبتعدة بشكل أسرع.
ويعرف العلماء أن الكون يتوسع بسبب الانزياح الأحمر، وهو تمدد الطول الموجي للضوء باتجاه الطرف الأكثر احمرارا من الطيف بينما يتحرك الجسم المنبعث منه بعيدًا عنا، فالمجرات البعيدة لها انزياح أحمر أعلى من المجرات القريبة منا، مما يشير إلى أن هذه المجرات تتحرك بعيدا عن الأرض.
في الآونة الأخيرة، وجد العلماء دليلا على أن تمدد الكون ليس ثابتا، ولكنه في الواقع يتحرك بشكل متسارع، حيث يتم التقاط هذا التوسع المتسارع من خلال مصطلح يُعرف بالثابت الكوني cosmological constant، وهو ثابت فيزيائي وضعه العالم ألبرت أينشتاين حتى تتفق معادلاته مع مفهوم أن الكون ثابت وساكن غير متمدد، وهو ما ثبت خطؤه وقد تم إلغاء هذا الثابت فيما بعد، غير أن بعض القياسات الحديثة تقترح أن لهذا الثابت قيمة غير صفرية.
لقد كان الثابت الكوني مصدر إزعاج لعلماء الكون، لأن التنبؤات بقيمته التي قدمتها فيزياء الجسيمات تختلف عن الملاحظات الفعلية بمقدار 120 مرتبة، لذلك تم وصف الثابت الكوني بأنه "أسوأ تنبؤ في تاريخ الفيزياء".
غالبا ما يحاول علماء الكونيات حل التناقض بين القيم المختلفة للثابت الكوني من خلال اقتراح جسيمات جديدة أو قوى فيزيائية، لكن لومبريزر يعالجها بإعادة تصور ما هو موجود بالفعل.
يقول لومبريزر في لقاء معه لموقع لايف ساينس عبر البريد الإلكتروني "في هذا العمل، وضعنا زوجا جديدا من النظارات للنظر إلى الكون وألغازه التي لم يتم حلها من خلال إجراء تحويل رياضي للقوانين الفيزيائية التي تحكمه".
وفي تفسير لومبريزر الرياضي، يقول إن الكون لا يتمدد ولكنه مسطح وثابت -كما اعتقد أينشتاين ذات مرة- وبدلاً من ذلك فإن التأثيرات التي نلاحظها والتي تشير إلى التمدد يتم تفسيرها من خلال تطور كتل الجسيمات -مثل البروتونات والإلكترونات- بمرور الوقت.
لكن كتل الجسيمات -كما يرى لومبريزر- تنشأ من حقل يتخلل الزمكان، حيث يتم تحديد الثابت الكوني بواسطة كتلة المجال، ولأن هذا المجال يتقلب، فإن كتل الجسيمات التي يولدها تتقلب أيضًا، إذ لا يزال الثابت الكوني يتغير بمرور الوقت.
وهذا الاختلاف يرجع إلى تغير كتلة الجسيمات بمرور الوقت، وليس توسع الكون، إذ تؤدي هذه التقلبات الميدانية إلى انزياح أحمر أكبر لعناقيد المجرات البعيدة مما تتنبأ به النماذج الكونية التقليدية. وهكذا، يظل الثابت الكوني صحيحًا لتنبؤات النموذج.
وحول هذا الاكتشاف الذي وصف بـ"المذهل" يقول لومبريزر "لقد فوجئت بأن مشكلة الثابت الكوني تختفي ببساطة في هذا المنظور الجديد للكون".
الجانب الآخر المهم أيضًا في دراسة لومبريزر، هو معالجتها لبعض المشكلات الملحة الأخرى في علم الكونيات، بما في ذلك طبيعة المادة المظلمة، هذه المادة غير المرئية التي تفوق عدد جسيمات المادة العادية بنسبة 5 إلى 1، لكنها تظل غامضة لأنها لا تتفاعل مع الضوء.
اقترح لومبريزر أن التقلبات في المجال، مثل التقلبات في كتلة المجال، يمكن أن تتصرف أيضًا مثل ما يسمى بمجال الأكسيون Axion field، حيث تكون الأكسيونات جسيمات افتراضية والتي تعد واحدة من المرشحين المقترحين للمادة المظلمة.
ويمكن لهذه التقلبات أيضا التخلص من الطاقة المظلمة، القوة الافتراضية التي تمد نسيج الفضاء، وبالتالي تدفع المجرات بعيدًا بشكل متسارع.
ووفقا لمنظور لومبريزر هذا، يمكن تفسير تأثير الطاقة المظلمة، وذلك من خلال اتخاذ كتل الجسيمات مسارا تطوريا مختلفا في أوقات لاحقة في الكون، وبالتالي يقول لومبريزر "في هذه الحالة ليست هناك حاجة من حيث المبدأ للطاقة المظلمة".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: من خلال
إقرأ أيضاً:
“جيمس ويب” يكتشف مجرة ميتة في الكون المبكر
#سواليف
ساعد #تلسكوب ” #جيمس_ويب ” في اكتشاف #مجرة ماتت مبكرا، حيث توقفت عن تشكيل #النجوم في وقت أبكر بكثير مما توقعه العلماء، وهذا ما يتعارض مع النماذج النظرية الحالية لتطور #المجرات.
ورصد الباحثون في إطار برنامج RUBIES وباستخدام تلسكوب “جيمس ويب” الفضائي #مجرة_مبكرة توقفت عن تشكيل #النجوم في وقت أبكر بكثير مما توقعه العلماء. وفي الكون المبكر كانت المجرة النموذجية مشغولة بتحويل الغاز من الوسط بين المجري إلى نجوم، مما زاد كتلتها وعزز تكوين النجوم. لكن المجرات لا تنمو إلى ما لا نهاية بسبب توقف عملية تكوين النجوم. ويوجد في الكون الحالي نحو نصف المجرات المرصودة توقفت بالفعل عن تشكيل النجوم. وهذه المجرات أكثر احمرارا لأنها لم تعد تحتوي على نجوم زرقاء شابة ساطعة، بل تحتوي على نجوم حمراء قديمة وصغيرة فقط.
وتمكن علماء الفلك باستخدام تقنية التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء من تأكيد وجود مجرات ضخمة توقفت فيها عملية تكوين النجوم في الكون المبكر، أي بعد مرور 1.2 مليار سنة من الانفجار العظيم، الأمر الذي يتعارض مع النظريات العلمية الحالية التي تفيد بأن مثل هذه الأجرام السماوية يجب أن تتشكل على مدى فترة طويلة.
مقالات ذات صلةوقالت أندريا ويبل المشاركة في الدراسة: “إن هذا يعني أن المجرات الضخمة الخامدة في المليار سنة الأولى من عمر الكون كانت أكثر شيوعا بمقدار 100 مرة مما توقعته النماذج الفلكية، الأمر الذي يؤكد الحاجة إلى مراجعة العوامل الرئيسية في النماذج النظرية، مثل تأثير الرياح النجمية أو النوى المجرية النشطة على عمليات تكوين النجوم.”
وأضافت أن الحجم الصغير لمجرة RUBIES-UDS-QG-z7، أي حوالي 650 سنة ضوئية، يشير إلى كثافة عالية للكتلة النجمية، وهي مماثلة للكثافات المُراقَبة في المجرات الهادئة القريبة.
وقالت آنا دي غراف الباحثة الرئيسية في برنامج RUBIES إن اكتشاف هذه المجرة يقدم أول أدلة قوية على أن مراكز بعض المجرات الإهليلجية الضخمة الحديثة ربما وُجدت منذ مئات ملايين السنين الأولى من عمر الكون”.
ارتفاع درجات الحرارة على جميع الأنحاء اليوم مع رياح مثيرة للأتربة