علماء يدرسون الكون المبكر لفهم أكبر لغز في علم الكونيات
تاريخ النشر: 21st, July 2023 GMT
تمكن فريق بحثي من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) والمعهد المشترك للفيزياء الفلكية المختبرية (JILA) التابع لجامعة "كولورادو بولدر" (The University of Colorado Boulder) الأميركية من التوصل إلى طريقة جديدة قد تفسر أهم ألغاز الكون إلى الآن.
وحسب علماء الفيزياء الفلكية، فقد تشكلت أعداد لا حصر لها من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات جنبا إلى جنب مع كميات متماثلة تماما من نظيراتها من المادة المضادة في بداية تاريخ الكون، والمادة المضادة هي المادة العادية نفسها لكن مع شحنات مختلفة، فيكون الإلكترون سالب الشحنة مثلا ونظيره البوزيترون موجب الشحنة.
ولكن لأن المادة المضادة هي نفسها المادة العادية مع شحنة مختلفة، فكان لا بد أن تبيد كل منهما الأخرى ولا يوجد الكون بالصورة التي نراها الآن، وهذا تحديدا هو اللغز الذي لم يفسر حتى اليوم.
وفي حين تشير الرياضيات والمعادلات إلى ضرورة وجود تماثل تام في الكون، فإن حدوث التباين هو التفسير الوحيد لوجودنا في الكون، فلا بد من وجود بعض بقايا البروتونات والنيوترونات والإلكترونات، ولذا فقد عكف العلماء على محاولة إيجاد علامات ودلائل لهذا التباين، ستكون إجابة عن سؤال: لماذا وكيف ومتى حدث عدم الاتزان هذا؟
وفي سعيهم لإثبات التباين، قام العلماء من هذا الفريق البحثي بدراسة العزم الكهربائي ثنائي القطب للإلكترون (eEDM)، وهو خاصية تشير إلى مدى انتشار شحنة الإلكترون السالبة بالتساوي بين القطب الشمالي والقطب الجنوبي له، ونشرت نتائج بحثهم في دورية "ساينس" (Science) في السادس من يوليو/تموز الجاري.
وفي حالة قياس العزم الكهربائي بقيمة أعلى من الصفر، فإن هذا يؤكد وجود التباين المنشود، ويكون الإلكترون على شكل بيضة أكثر من كونه دائريا، وفي هذه الحالة يُحل أكبر لغز في علم الكونيات.
وتقول تانيا روسي، طالبة الدراسات العليا في المجموعة البحثية في المعهد المشترك للفيزياء الفلكية المختبرية، في بيان صحفي، "نحتاج إلى إصلاح الرياضيات لدينا لتكون أقرب إلى الواقع. نحن نبحث عن الأماكن التي قد نجد فيها هذا التباين، حتى نتمكن من فهم مصدره. الإلكترونات هي جسيمات أساسية، وتماثلها يدلنا على تماثل الكون".
وسجل إريك كورنيل وتانيا روسي وفريقهم رقما قياسيا لدقة قياس العزم الكهربائي ثنائي القطب للإلكترون، وتحسين القياسات السابقة. ولإيضاح معنى ذلك، تذكر روسي أنه إذا كان الإلكترون بحجم الأرض فإن دراستهم وجدت أن أي عدم تناسق موجود سيكون أصغر من نصف قطر الذرة، وتضيف أن إجراء قياس بهذه الدقة أمر صعب للغاية، لذلك كان على المجموعة أن تكون ذكية.
وقد درس الباحثون جزيئات فلوريد الهافنيوم، وارتكزت دراستهم على أنهم إذا طبقوا مجالا كهربائيا قويا على الجزيئات فإن الإلكترونات غير المستديرة يجب أن تتماشى مع المجال، وتتحرك داخل الجزيء، أما إذا كانت مستديرة فلن تتزحزح الإلكترونات. وقد سمحت لهم هذه التجربة بالحصول على أوقات قياس أطول من المحاولات السابقة، وذلك أعطاهم حساسية أكبر.
وحسب الدراسة، أظهرت قياسات المجموعة أن الإلكترونات لا تحرك مستويات الطاقة، وذلك يشير إلى أنه بناء على أفضل قياسات متاحة حاليا فإن الإلكترونات مستديرة. وعلى الرغم من أن المجموعة البحثية لم تجد تباينا بعد، فإن نتائجهم سوف تساعد على مواصلة البحث عن إجابات لتباين الكون المبكر.
وتختتم روسي قائلة "في حدود دقة القياسات التي توصلنا إليها، وجدنا أن الإلكترون متماثل، ولو كنا وجدنا قياسا غير صفري لكان هذا أمرا مهما. أفضل رهان هو أن توجد فرق من العلماء في أنحاء العالم تبحث في خيارات مختلفة. وما دمنا نواصل قياس الحقيقة، ففي النهاية سيجدها شخص ما".
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
حقيقة تسريع كائنات فضائية لحركة النجوم في الكون.. نظرية جديدة تثير التساؤلات
هل يمكن أن تكون أسرع النجوم في الكون نتيجة لتدخل كائنات فضائية؟ يبدو أن فرضية مثيرة طرحتها ورقة بحثية حديثة قد تفتح أبواباً جديدة في فهمنا للفضاء، إذ اقترح باحثٌ من جامعة فريجي في بروكسل، أن حضارة فضائية قد تكون قادرة على دفع نجومها عبر المجرة باستخدام تقنية متقدمة، ما يُثير تساؤلات جديدة حول دور الحضارات الغريبة في الكون، وهل نعيش في مجرة مليئة بالأنظمة الثنائية التي قد تكون محط اهتمام هذه الكائنات؟
هل ترتبط أسرع النجوم في الكون بكائنات غامضة؟الباحث كليمنت فيدال، الفيلسوف بجامعة فريجي في بروكسل في بلجيكا والمشرف على الدراسة الغريبة، قال إنّه قد يكون لدى الحضارات الفضائية أو الغريبة التي عاشت طويلًا دوافع عدة تدفعها إلى الرغبة في الانتقال إلى مكانٍ آخر في المجرة، ومن الممكن أن تحتاج إلى الهروب من انفجار مستعر أعظم وشيك، على سبيل المثال، وربما تحتاج إلى استكشاف مواردنا الطبيعية الجديدة، أو ربما تشعر فقط بالرغبة في الاستكشاف، بحسب موقع «livescience».
ونظرًا للمسافات الهائلة بين النجوم، فإنّ السفر بين النجوم صعب للغاية، ويستغرق وقتًا طويلًا، لذا فإنّه بدلاً من مغادرة نظامها، قد تقرر الأنواع الغريبة أن تأخذ نظامها معها، والميزة الرئيسية لتسريع نجمها هي أنّها ستحتفظ به معها في أثناء سفرها، وستفعل ذلك عن طريق جعل نجمها يشع أو يتبخر في اتجاه واحد فقط، وهو ما من شأنه أن يدفع النجم، إلى جانب كل كواكبه، إلى موقع جديد في المجرة.
وبحسب موقع «livescience»، حقق علماء الفلك فيما إذا كانت النجوم فائقة السرعة، والتي كما يُوحي اسمها هي نجوم ذات سرعةٍ عاليةٍ بشكل غير عادي، أُطلقت عن قصد من قبل حضارات فضائية، لكن لا أحد يعرف إذ كان هناك أي علامات على التدخل الاصطناعي.
الأسرار حول النجوم غامضةفي ورقة بحثيةٍ حديثةٍ، أشار كليمنت فيدال إلى أنّ معظم النجوم ليست منفردة بل تنتمي إلى أنظمة ثنائية، ويعني أننا قد نفقد نصف النجوم المتسارعة بشكل مصطنع.
والأفضل من ذلك، أن الأنظمة الثنائية توفر العديد من المزايا مقارنة بنظيراتها المنفردة، كما كتب فيدال في ورقته البحثية، والتي لم تتم مراجعتها من قبل الأقران أو نشرها في مجلة علمية، استخدم فيدال نظامًا نموذجيًا يتكون من نجم نيوتروني ونجم منخفض الكتلة يدور حوله بشكل وثيق. يوفر هذا الإعداد أكبر قدر من المرونة في التوجيه والدفع.
الشلف.. وفاة شخص اختناقا بالغاز ببوقادير