مجموعة من القياسات الجديدة تضع الأنموذج القياسي التقليدي للكون في محل شك.

هل يجب على العلماء إعادة اختبار الأنموذج الأساسي للكون؟

هذّب مجموعة من علماء الفلك حسابات ثابت هابل* باستخدام مجموعة من القياسات الجديدة للمسافات الكونية، وهو رقم يصف مدى سرعة الكون في التمدد على مسافات مختلفة بالنسبة إلى نقطة معينة.

حفّزت القياسات الجديدة العلماء على إعادة النظر في مراجعة هذا الرقم المهم، ما يدعم فكرة أن الأنموذج القياسي لعلم الكون –وهي النظرية التي تصف الأساسيات الطبيعية للكون– بحاجة إلى تعديل.

يقول علماء الفلك إنّ هذه القياسات الجديدة التي أُجريت باستخدام مجموعة متنوعة من التلسكوبات في أنحاء العالم تؤكّد على التضارب بين القياسات السابقة لثابت هابل وقيمته التي تنبّأ بها الأنموذج القياسي.

يصنف الأنموذج القياسي جميع الحسابات الأولية المعروفة ويصف ثلاثًا من القوى الرئيسية الأربعة المعروفة في الكون وهي: القوى النووية القوية، والقوى النووية الضعيفة، والقوى الكهرومغناطيسية ولا يتضمن قوى الجاذبية.

في هذا العمل الجديد حسَّن الباحثون قياسات المسافة لأربع مجرات مختلفة؛ تتراوح هذه المسافات بين 168 مليون إلى 431 مليون سنة ضوئية بعدًا عن الأرض.

وُجِدَ أن ثابت هابل أو معدل التوسع الكوني هو 73.9 كيلومترًا (45.9 ميلًا) في الثانية لكل مليون فرسخ فلكي**. يختلف هذا الرقم عن القيمة التي يتوقعها الأنموذج القياسي وهي 67.4 كيلومترًا (41.9 ميلًا) في الثانية لكل مليون فرسخ فلكي.

يقول (دوم بايس Dom Pesce) الباحث في مركز هارفارد سميثونيان للفيزياء الفلكية المؤلف الرئيسي في البحث الجديد: "إن اختبار الأنموذج القياسي لعلم الكونيات يمثل تحديًا كبيرًا ويتطلب أفضل القياسات على الإطلاق لثابت هابل" .

ويضيف: "إن التضارب بين القيم المتوقعة والقيم التي قيست لثابت هابل يشير إلى واحدة من أكثر المشكلات الأساسية في علم الفيزياء؛ لذلك نرغب في أن يكون لدينا قياسات متعددة ومستقلة تؤكد المشكلة وتختبر الأنموذج. نستخدم طريقةً هندسية ومستقلة تمامًا عن جميع الطرائق الأخرى تعزز هذا التناقض". 

أجريت هذه القياسات الجديدة باستخدام عدد من التلسكوبات تضمنت مرصد (مصفوفة خط الأساس الطويل جدًّا - Very Long Baseline Array)  اختصارًا (VLBA)، ومرصد (مصفوفة كارل جي بالغة الكبر - Very Large Arra)، اختصارًا (VLA)، وتلسكوب (روبرت سي بيرد جرين بانك - Robert C. Byrd Green Band)، اختصارًا (GBT) إضافة إلى (تليسكوب إيفلسبرغ - Effelsberg 100-m Radio Telescope) في ألمانيا.

يقول (جيمس براتز James Braatz) من المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي NRAO الذي يقود مشروع Megamaser Cosmology الهادف إلى قياس ثابت هابل: "نجد أن المجرات أقرب مما يتوقعه الأنموذج القياسي لعلم الكون، ما يعزز المشكلة التي ظهرت في خلال قياس أنواع أخرى من المسافات الكونية" .

يقول براتز: "هناك جدل عمّا إذا كانت المشكلة في الأنموذج نفسه أو في القياسات المستخدمة لاختباره" . 

ويضيف: "يستخدم عملنا تقنية قياس المسافة باستقلالٍ تامٍّ عن جميع التقنيات الأخرى، نحن ندعم فكرة التفاوت بين القيم المقيسة والقيم المتوقعة. من المحتمل أن يكون الأنموذج الكوني الأساسي المستخدم في التنبؤات هو المشكلة".

نُشِر هذا العمل في دورية Astrophysical Journal Letters.

* ثابت هابل: هو الوحدة التي تصف السرعة التي يتمدد بها الكون في مختلف الاتجاهات بالنسبة إلى نقطة محددة. يعد (ثابت هابل) بمثابة حجر الزاوية في فهم تطور الكون، وهو محور نقاش بين العلماء لتحديد قيمته الحقيقة. (2)

** الفرسخ الفلكي: هو وحدة لقياس المسافة يستعملها الفلكيون لقياس المسافات الكبيرة للأجرام الفلكية خارج النظام الشمسي. يساوي الفرسخ الفلكي 3.26 سنة ضوئية. (3)

المصادر: