كيف تُقاس سرعة تمدد الكون؟

معظمنا على علمٍ بنظرية الانفجار العظيم التي كان أول من اقترحها العالم جورج ليميتر (Georges Lemaître 1894-1966) عام 1927. ففي البداية كان كوننا العظيم مجرَّد نقطة صغيرة من الضوء والطاقة أخذت في التمدد والتوسع حتى صار الكون بحجمه الحالي، وبعد عامين تمامًا من اقتراح هذه النظرية لاحظ العالم إدوين هابل (Edwin Hubble 1889-1953) تحرُّك المجرات بعيدًا عنَّا، وكانت المجرات الأبعد هي الأسرع تحركًا، مما دفع العلماء إلى الاعتقاد بأنَّ الكون في توسُّع مستمرٍّ حتى الآن. وبالرجوع في الزمن، فإن جميع ما في الفضاء من كواكب ومجرات ونجوم كان مدمجًا في نقطة صغيرة واحدة قبل 13.8 بليون عام (1).

لكن يبقى السؤال، كيف يستطيع العلماء حساب سرعة تمدُّد الكون؟! 

بدايةً نحتاج إلى مقياس ثابت في الفضاء حتى تكون النتائج دقيقة، فإذا كانت لدينا معلومات كافية عن السطوع الأولي لجسم ما، يمكننا حساب المسافة التي يبعدها بناءً على سطوعه المرصود حاليًا، تمامًا كالشمعة التي يبدو ضوؤها خافتًا كلَّما ابتعدت، على الرغم من أن شدَّة إضاءتها نفسها لم تتغير، فالأجسام البعيدة في الفضاء تبدو خافتة. وتُسمى الأجسام التي نعرف سطوعها في الفضاء وتسمح لنا بحساب المسافة بالشموع القياسية (2).

وحلل فريق دوليٌّ في المرصد الفلكي الياباني (NAOJ) بيانات الشموع القياسية المتمثلة بالمستعرات العظمى وانفجارات أشعة غاما والكوازارات (2)، وهي مراكز شديدة السطوع في مجرات بعيدة تتزود بالطاقة من الثقوب السوداء، ومعظمها بعيد عنا مليارات السنين، وتُعد من أكثر الأجسام سطوعًا في الكون، إذ يكتسب بعض الغبار والغاز المتساقط في الثقب الأسود وميضًا نتيجة لقوة الاحتكاك والجاذبية الممارس عليهما، مما يجعل تلك الكوازارات تصدر إضاءة أكثر بآلاف المرات من مجرة درب التبانة كلها (3)، واعتبرت الكوازارات شمعة كونية اختيرت بسبب القدرة على حساب كثافة مادَّتها بدقة (2).

وساعدت الدراسة الجديدة في تقليل نسبة الارتياب حول معامل التوسع الكوني بنسبة 35%، مما يسمح بزيادة الدقة في تحديد ما إذا كان الكون سيستمر بالتوسع إلى ما لا نهاية أم سيعود إلى الانكماش (2).