القاهرة : الأمير كمال فرج.

توصل فريق من علماء الفلك عمل على ارتفاع 17،030 قدمًا / 5،190 مترًا فوق صحراء أتاكاما في تشيلي إلى أن عمر الكون 13.77 مليار سنة، وذلك باستخدام تلسكوب لاكتشاف أقدم ضوء في الكون.

ذكر تقرير نشرته مجلة Forbes أن "القمر الصناعي بلانك التابع لوكالة الفضاء الأوروبية قام بقياس بقايا الانفجار العظيم من عام 2009 حتى عام 2013 وخرج بنفس الرقم  13.77 مليار سنة".

ولكن في عام 2019 ، قدر فريق بحث يقيس حركات المجرات أن الكون قد يكون أصغر بمئات الملايين من السنين. إذن من هو على حق؟ ، ولماذا تعطي الطرق المختلفة لقياس تمدد الكون نتائج مختلفة؟

قد يبدو أن هذا القياس الجديد، الذي تم إجراؤه باستخدام تلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات التابع لمؤسسة العلوم الوطنية (ACT) ، يؤكد حساب القمر الصناعي بلانك، ومع ذلك ، فقد تشير إلى أن علماء الفلك على وشك اكتشاف جديد في علم الكونيات يمكن أن يغير فهمنا لكيفية عمل الكون.

نُشر هذا البحث الجديد في مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية، ويعيد تأكيد رقم 13.77 مليار سنة. قال سيمون أيولا ، الباحث في مركز الفيزياء الفلكية الحاسوبية التابع لمعهد فلاتيرون والمؤلف الأول لواحد من ورقتين: "توصلنا الآن إلى إجابة يتفق عليها بلانك وتلسكوب أتاكاما". "إنه يتحدث عن حقيقة أن هذه القياسات الصعبة موثوقة."

سرعة توسع الكون

يتطلب حساب عمر الكون معرفة مدى سرعة توسع الكون. يُعرف هذا الرقم باسم ثابت هابل، والذي سمي على ملاحظة عالم الفلك الأمريكي إدوين هابل في عشرينيات القرن الماضي بأن المجرات تبتعد عن الأرض.

لمعرفة مدى سرعة حدوث ذلك، يتطلب اختيار نقاط ارتكاز الضوء في سماء الليل، مثل النجوم والمجرات والعناقيد الكروية. يُعرف هذا باسم سلم المسافة الكونية - تبدأ بالقرب منك وتتحرك بعيدًا في الكون ، على الرغم من أنك تنظر فقط إلى الأشياء التي ظهرت إلى الوجود بعد مليارات السنين من الكون نفسه.

هذه هي ما يسمى بقياسات الكون المحلية. تميل هذه القياسات المحلية إلى إجراء حسابات لثابت هابل الأكبر - وهذا يعني تحركًا أسرع ، وبالتالي كونًا أصغر سنًا.

الانفجار العظيم

الدراسة الجديدة - وتلك التي أجراها بلانك - تقيس الضوء من الكون البعيد. يُطلق على الإشعاع المتبقي من الانفجار العظيم - أقدم ضوء في الطبيعة - إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMB).

إن إشعاع الخلفية الكونية الميكروي هو توهج خافت من الضوء - إشعاع ميكروويف ذو طول موجي طويل جدًا - يملأ الكون ، وهو دليل قوي على نظرية الانفجار العظيم. إنها أقرب بكثير إلى أصل الكون من النجوم والمجرات.

من خلال حل إشعاع الخلفية الكونية الميكروي بدقة أعلى من أي وقت مضى ، تمكن علماء الفلك المشاركون في هذه الدراسة الأخيرة من دراسة الاختلافات في استقطاب ضوءها بعناية. لقد استخدموا التباعد بين هذه الاختلافات لحساب مدى انتقال الضوء من إشعاع الخلفية الكونية الميكروي للوصول إلى الأرض ، وبالتالي لحساب تقدير جديد لعمر الكون.

ثابت هابل

تشير أرقام الدراسة الخاصة بثابت هابل إلى أن جسمًا على بُعد 1 ميغا فرسخ (حوالي 3.26 مليون سنة ضوئية) من الأرض يتحرك بعيدًا عنا بسرعة 67.6 كيلومترًا في الثانية. وجد بلانك أن ثابت هابل هو 67.4 كم / ثانية / Mpc مشابه جدًا في عام 2018 ، في حين أن رقم 2019 - المستنتج من قياسات النجوم المتغيرة Cepheid - كان 74 كم / ثانية / Mpc. وجدت دراسة أخرى أجريت عام 2019 باستخدام النجوم العملاقة الحمراء أن ثابت هابل يبلغ 69.8 كم / ثانية / مليون قطعة.

يعني ثابت هابل الأكبر أن الكون يتحرك بشكل أسرع، وبالتالي الكون الأصغر. قال تشوي ، الذي لم يعبر عن تفضيله لأي قيمة محددة، "وجدنا معدل توسع مناسب لتقدير فريق بلانك للأقمار الصناعية.  "يمنحنا هذا مزيدًا من الثقة في قياسات أقدم ضوء في الكون". وأضاف: "سيكون الأمر ممتعًا بطريقة أو بأخرى".

هذه هي المرة الأولى التي وجد فيها قياسان مستقلان للإشعاع CMB ثوابت هابل أقل باستمرار من قياسات الكون المحلية.

تشير التناقضات بين تقديرات معدل توسع الكون - وبالتالي عمره - إلى أن علماء الفلك قد يحتاجون إلى تفسير جديد للخصائص الأساسية للكون.

اكتشاف جديد

قال مايكل نيماك ، الأستاذ المساعد في الفيزياء وعلم الفلك وشارك في تأليف الورقتين الأوليتين: "يشير التوتر المتزايد بين هذه القياسات البعيدة مقابل المحلية لثابت هابل إلى أننا قد نكون على وشك اكتشاف جديد في علم الكونيات يمكن أن يغير فهمنا لكيفية عمل الكون".

قد تكون قياسات كل من CMB والأجسام المحلية تحتاج فقط إلى مزيد من الدقة. سيستمر تلسكوب ACT ، الذي يبلغ قطره ستة أمتار في سيرو توكو في صحراء أتاكاما في شمال تشيلي ، في إجراء قياسات عالية الدقة لـ CMB.

وفي الوقت نفسه ، فإن مهمة ناسا القادمة ، تلسكوب مسح الأشعة تحت الحمراء واسع المجال (WFIRST) ، المقرر إطلاقه في منتصف عام 2020 ، سيستكشف بشكل أفضل قيمة ثابت هابل عبر الزمن الكوني من خلال جمع المزيد من البيانات حول المستعرات الأعظمية الجديدة من النوع Ia ، ومتغيرات Cepheid والنجوم العملاقة الحمراء لتحسين قياسات المسافة إلى المجرات القريبة والبعيدة بشكل أساسي.