هونولولو ـ ربما تكون أزمة الفيزياء قد تعمقت للتو. من خلال النظر في كيفية انحناء الضوء من الأجسام الساطعة البعيدة ، زاد الباحثون التباين بين الطرق المختلفة لحساب معدل تمدد الكون.
قال جيف تشيه فان تشن ، عالم الكونيات بجامعة كاليفورنيا ، ديفيس ، هنا خلال مؤتمر صحفي يوم الأربعاء (8 يناير) في الاجتماع 235 للفلكي الأمريكي "القياسات تتوافق مع الإشارة إلى أزمة في علم الكونيات". المجتمع في هونولولو.
في القضية رقم يعرف باسم ثابت هابل. تم حسابه لأول مرة من قبل الفلكي الأمريكي إدوين هابل منذ ما يقرب من قرن من الزمان ، بعد أن أدرك أن كل مجرة في الكون كانت تنطلق بعيدًا عن الأرض بمعدل يتناسب مع مسافة تلك المجرة من كوكبنا.
هذا لا يعني أن الأرض تقع في مركز الكون. بدلاً من ذلك ، أخبرت النتيجة العلماء أن الكون يتوسع وأن هناك علاقة مباشرة بين مدى تباعد شيئين ومدى سرعة التراجع عن بعضهما البعض. يحتوي ثابت هابل على قيمة تتضمن اتصال مسافة السرعة هذا.
المشكلة هي أنه في السنوات الأخيرة ، اختلفت فرق مختلفة حول قيمة هذا الثابت بالضبط. تشير القياسات التي تم إجراؤها باستخدام الخلفية الكونية الميكروية (CMB) ، وهي بقايا من الانفجار الكبير التي توفر لقطة للكون الرضيع ، إلى أن ثابت هابل هو 46200 ميل في الساعة لكل مليون سنة ضوئية (أو ، باستخدام وحدات علماء الكون ، 67.4 كيلومتر / الثانية لكل ميجابرسك).
ولكن بالنظر إلى النجوم النابضة المعروفة باسم متغيرات Cepheid ، قامت مجموعة مختلفة من علماء الفلك بحساب ثابت هابل ليكون 50.400 ميل في الساعة لكل مليون سنة ضوئية (73.4 كم / ثانية / MPC).
يبدو التناقض صغيراً ، ولكن لا يوجد تداخل بين القيم المستقلة ولم يكن أي من الطرفين على استعداد للتنازل عن أخطاء كبيرة في منهجيته.
كان القياس الجديد ، الذي أجرته عدسات H0 في تعاون COSMOGRAIL's Wellspring (H0LICOW) ، محاولة لحساب ثابت هابل بطريقة جديدة تمامًا. (COSMOGRAIL هو اختصار للرصد الكوني لعدسات الجاذبية.)
يستخدم هذا المقياس حقيقة أن الأجسام الضخمة في الكون سوف تشوه نسيج الزمكان ، مما يعني أن الضوء سينحني أثناء انتقاله عبرها. تم العثور أحيانًا على كيانات فائقة السطوع تعمل بالثقب الأسود تسمى النجوم الزائفة خلف المجرات الأمامية الكبيرة ، ويتم تشويه ضوءها من خلال عملية الانحناء ، والتي تعرف باسم عدسة الجاذبية.
باستخدام تلسكوب هابل الفضائي ، درس فريق H0LiCOW الضوء من ستة أشباه النجوم بين 3 مليارات و 6.5 مليار سنة ضوئية من الأرض. عندما تلتهم الثقوب السوداء للكوازارات ، فإن وميض ضوءها.
قال تشن إن المجرة المتداخلة التي تتداخل مع الجاذبية تثني ضوء كل نجم كوازار ، وبالتالي فإن وميض الكوازار وصل إلى الأرض في أوقات مختلفة اعتمادًا على المسار الذي سلكته حول المجرة الأمامية. وأضاف أن طول التأخير الزمني يوفر وسيلة لاستكشاف معدل تمدد الكون.
كان H0LiCOW قادرًا على اشتقاق قيمة ثابت هابل البالغة 50331 ميل في الساعة لكل مليون سنة ضوئية (73.3 كم / ثانية / MPC) ، وهو قريب جدًا من تلك التي توفرها متغيرات Cepheid ولكن بعيدًا جدًا عن قياس CMB.
وقال تشن "النتيجة هي أن التوتر حقيقي بشكل جيد للغاية" ، وربما ليس نتيجة أخطاء في أساليب كل نهج.
تجدر الإشارة إلى أنه في العام الماضي ، جاء قياس مستقل آخر لثابت هابل ، تم إجراؤه باستخدام النجوم الحمراء العملاقة ، بشكل مباشر بين الجانبين ، وحساب قيمة 47،300 ميل في الساعة لكل مليون سنة ضوئية (69.8 كم / ثانية / MPC).
ومع ذلك ، قال تشين ، إن الأرقام المختلفة متباعدة بما يكفي لدرجة أنه من الممكن أن يكون هناك خطأ في نماذجنا للكون. وأضاف أن عددًا متزايدًا من الفيزيائيين يعترفون بذلك لأن القياسات المستقلة لا تزال تختلف. قد يضطر الباحثون إلى ابتكار فيزياء جديدة لشرح ما يحدث.
