فقط عندما نعتقد أننا نفهم الكون جيدًا ، يأتي بعض علماء الفلك ليقلبوا كل شيء. في هذه الحالة ، تم قلب شيء أساسي لكل ما نعرفه ونراه على رأسه: معدل تمدد الكون نفسه ، المعروف أيضًا باسم هابل كونستانت.
توصل فريق من علماء الفلك يستخدمون تلسكوب هابل إلى أن معدل التمدد أسرع ما بين خمسة وتسعة بالمائة مقارنة بالقياس السابق. إن هابل كونستانت ليس بعض الفضول الذي يمكن تعليقه حتى التقدم التالي في القياس. إنها جزء لا يتجزأ من طبيعة كل شيء في الوجود.
قال قائد الدراسة والحائز على جائزة نوبل: "قد تكون هذه النتيجة المفاجئة مفتاحًا مهمًا لفهم تلك الأجزاء الغامضة من الكون التي تشكل 95 بالمائة من كل شيء ولا تصدر ضوءًا ، مثل الطاقة المظلمة والمادة المظلمة والإشعاع المظلم". آدم ريس من معهد علوم تلسكوب الفضاء وجامعة جونز هوبكنز ، في بالتيمور بولاية ماريلاند.
ولكن قبل أن نتطرق إلى عواقب هذه الدراسة ، دعونا نرجع قليلاً ونلقي نظرة على كيفية قياس ثابت هابل.
قياس معدل توسع الكون هو عمل شاق. باستخدام الصورة في الأعلى ، تعمل على النحو التالي:
- داخل درب التبانة ، يستخدم تلسكوب هابل لقياس المسافة إلى متغيرات Cepheid ، وهو نوع من النجوم النابضة. يتم استخدام المنظر للقيام بذلك ، ويعتبر المنظر أداة أساسية للهندسة ، والتي تستخدم أيضًا في المسح. يعرف علماء الفلك ما هو السطوع الحقيقي لسيفيد ، لذا فإن مقارنة ذلك مع سطوعهم الظاهري من الأرض يعطي قياسًا دقيقًا للمسافة بين النجم وبيننا. كما أن معدل النبض الخاص بهم يضبط حساب المسافة. تسمى متغيرات Cepheid أحيانًا "مقاييس الكونية" لهذا السبب.
- ثم يوجه الفلكيون أنظارهم إلى المجرات القريبة الأخرى التي لا تحتوي فقط على متغيرات Cepheid ، ولكن أيضًا نوع سوبر نوفا من النوع 1a ، وهو نوع آخر من النجوم يفهم جيدًا. هذه المستعرات الأعظمية ، والتي هي بالطبع نجوم متفجرة ، مقياس آخر موثوق به لعلماء الفلك. يتم الحصول على المسافة إلى هذه المجرات باستخدام السيفيد لقياس السطوع الحقيقي للمستعرات الأعظمية.
- بعد ذلك ، يوجه علماء الفلك هابل إلى المجرات البعيدة. هذه هي بعيدة جدًا ، بحيث لا يمكن رؤية أي سيفوي في تلك المجرات. لكن المستعرات الأعظمية من النوع 1a مشرقة للغاية بحيث يمكن رؤيتها ، حتى في هذه المسافات الهائلة. ثم يقارن الفلكيون السطوع الحقيقي والواضح للمستعرات الأعظمية لقياس المسافة التي يمكن رؤية توسع الكون فيها. الضوء المنبعث من المستعرات الأعظمية البعيدة "يتحول إلى اللون الأحمر" ، أو يمتد ، من خلال توسيع الفضاء. عند مقارنة المسافة المقاسة مع التحول الأحمر للضوء ، فإنها تعطي قياسًا لمعدل توسع الكون.
- خذ نفسًا عميقًا واقرأ كل ذلك مرة أخرى.
الجزء الأكبر من كل هذا هو أنه لدينا قياس أكثر دقة لمعدل تمدد الكون. انخفض الارتياب في القياس إلى 2.4٪. الجزء الصعب هو أن معدل التوسع هذا للكون الحديث لا يتناسب مع القياس من الكون المبكر.
يتم الحصول على معدل تمدد الكون المبكر من اليسار فوق إشعاع الانفجار الكبير. عندما يتم قياس هذا التوهج الكوني بواسطة مسبار Wilkinson Microwave Anisotropy (WMAP) التابع لناسا والقمر الصناعي Planck التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، فإنه ينتج معدل توسع أقل. لذلك لا يصطف الاثنان. إنه مثل بناء جسر ، حيث يبدأ البناء في كلا الطرفين ويجب أن يصطف في الوقت الذي تصل فيه إلى المنتصف. (تحذير: ليس لدي أي فكرة عما إذا تم بناء الجسور على هذا النحو.)
قال ريس: "تبدأ من طرفين ، وتتوقع أن تلتقي في المنتصف إذا كانت جميع رسوماتك صحيحة وقياساتك صحيحة". "ولكن الآن لا تلتقي الأطراف في المنتصف ونريد أن نعرف لماذا."
"إذا كنا نعرف الكميات الأولية من الأشياء في الكون ، مثل الطاقة المظلمة والمادة المظلمة ، وكان لدينا الفيزياء الصحيحة ، فيمكنك الانتقال من القياس في ذلك الوقت بعد الانفجار الكبير بوقت قصير واستخدام هذا الفهم للتنبؤ بكيفية قال ريس: "يجب أن يتوسع الكون اليوم بسرعة". "ومع ذلك ، إذا استمر هذا التناقض ، فيبدو أنه قد لا يكون لدينا الفهم الصحيح ، ويغير الحجم الذي يجب أن يكون عليه ثابت هابل اليوم."
لماذا لا يضيف كل شيء هو المرح ، وربما الجنون ، جزء من هذا.
ما نسميه الطاقة المظلمة هو القوة التي تدفع توسع الكون. هل الطاقة المظلمة تزداد قوة؟ أو ماذا عن المادة المظلمة ، التي تضم معظم الكتلة في الكون. نعلم أننا لا نعرف الكثير عنها. ربما نعرف أقل من ذلك ، وتتغير طبيعته بمرور الوقت.
قال لوكاس ماكري من جامعة تكساس إيه آند إم في كوليج ستيشن ، أحد المتعاونين الرئيسيين في الدراسة: "نحن لا نعرف سوى القليل عن الأجزاء المظلمة من الكون ، من المهم قياس كيفية دفعها وسحبها عبر التاريخ الكوني".
لا يزال الفريق يعمل مع هابل لتقليل عدم اليقين في قياسات معدل التوسع. قد تساعد أدوات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي والتلسكوب الأوروبي الكبير للغاية في تحسين القياس أكثر ، والمساعدة في معالجة هذه المشكلة الملحة.
