ومن خلال قدرته على تصوير مساحات شاسعة من الفضاء بسرعة، سيساعدنا رومان على فهم كيفية تغير الكون من الماء اليولياني المكون من الجسيمات المشحونة إلى الشبكة المعقدة من الهياكل الكونية الكبيرة التي نراها اليوم.
يُظهر تصور جديد كيف سيعيد تلسكوب نانسي غريس الروماني الفضائي التابع لناسا، المقرر إطلاقه في مايو 2027، الساعة الكونية إلى الوراء ويكشف عن الكون المتطور بطرق لم تكن ممكنة من قبل. ومن خلال قدرته على تصوير مساحات شاسعة من الفضاء بسرعة، سيساعدنا رومان على فهم كيفية تغير الكون من الماء الجولياني المكون من الجسيمات المشحونة إلى الشبكة المعقدة من الهياكل الكونية الكبيرة التي نراها اليوم.
وقال آرون يونج، باحث ما بعد الدكتوراه في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند، والذي قاد الدراسة: "تم تحسين التلسكوبات الفضائية هابل وجيمس ويب لدراسة الأجسام الفلكية بعمق وعن قرب، لذا فهم ينظرون إلى العالم من خلال الثقوب الصغيرة". . "لحل الألغاز الكونية على نطاق أوسع، تحتاج إلى تلسكوب يمكنه توفير رؤية أكبر بكثير. وهذا هو بالضبط ما صمم رومان للقيام به."
إن الجمع بين رؤية رومان الكبيرة وتغطية الطول الموجي الأوسع لهبل وملاحظات ويب الأكثر تفصيلاً سيسمح برؤية أكثر شمولاً للكون.
تغطي المحاكاة رقعة من السماء تبلغ درجتها درجتين مربعتين، أي ما يقرب من عشرة أضعاف الحجم الظاهري للقمر المكتمل، وتحتوي على أكثر من خمسة ملايين مجرة. إنه يعتمد على نموذج راسخ جدًا لتكوين المجرات والذي يمثل فهمنا الحالي لكيفية عمل الكون. وباستخدام تقنية فعالة للغاية، يستطيع الفريق محاكاة عشرات الملايين من المجرات في أقل من يوم واحد - مقارنة بالطرق المعتادة لسنوات. عندما يتم إطلاق رومان ويبدأ في إرسال بيانات حقيقية، سيكون العلماء قادرين على مقارنتها بمجموعة متنوعة من عمليات المحاكاة هذه، مما يضع نماذجهم على المحك النهائي. سيساعد هذا في حل فيزياء تكوين المجرات والمادة المظلمة - وهي مادة غامضة لا يمكن ملاحظتها إلا من خلال تأثيرات جاذبيتها - وأشياء أخرى كثيرة.
نُشرت ورقة تصف النتائج في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية لشهر ديسمبر 2022.
تتوهج المجرات وعناقيد المجرات في كتل على طول خيوط غير مرئية من المادة المظلمة في سجادة بحجم الكون المرئي. ومن خلال إلقاء نظرة واسعة بما فيه الكفاية على هذا النسيج، يمكننا أن نرى أن البنية واسعة النطاق للكون تشبه شبكة، مع خيوط تمتد عبر مئات الملايين من السنين الضوئية. توجد المجرات في الغالب عند نقاط تقاطع الخيوط، مع وجود "فراغات كونية فارغة" بين جميع الخيوط المتوهجة.
هذا هو شكل الكون اليوم، ولكن إذا تمكنا من إعادة الكون إلى الوراء، فسنرى شيئًا مختلفًا تمامًا.
وبدلا من النجوم المحترقة الضخمة والمتناثرة بشكل متفرق في المجرات التي تفصل بينها مسافات أكبر، نجد أنفسنا منغمسين في بحر من البلازما (الجسيمات المشحونة). كان حساء شهر يوليو متجانسًا تمامًا تقريبًا، ولكن لحسن الحظ كانت هناك عقد صغيرة. وكانت هذه الكتل أكثر سمكًا قليلًا من محيطها، لذا كانت قوة جاذبيتها أكبر قليلًا.
وعلى مدى مئات الملايين من السنين، جذبت الكتل المزيد والمزيد من المواد إليها. لقد نمت بشكل كبير بما يكفي لتكوين النجوم، حيث سحبتها الجاذبية إلى المادة المظلمة التي تشكل العمود الفقري غير المرئي للكون. وُلدت المجرات واستمرت في التطور، وفي النهاية ظهرت أنظمة كوكبية مثل نظامنا الشمسي.
ستساعدنا رؤية رومان البانورامية على رؤية كيف كان شكل الكون في مراحل مختلفة وملء الفجوات في فهمنا. على سبيل المثال، اكتشف علماء الفلك "هالات" من المادة المظلمة التي تحيط بالمجرات، لكنهم غير متأكدين من كيفية تشكلها. من خلال إظهار كيف أن التغيم الثقالي الناجم عن المادة المظلمة يغلف مظهر الأجسام البعيدة، سيساعدنا رومان على رؤية كيف تطورت الهالات عبر الزمن الكوني.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 3
هذه المقالات حكيمة وتجعلنا نتعجب من طبيعة الإنسان العظيمة وعقله العظيم.
الشكر الجزيل للباحثين والناشرين على حد سواء.
مقال مربك ومربك. كيف يعمل التلسكوب؟ ما هي الأطوال الموجية؟ والكلمات العالية ليست مفهومة بالضرورة.
أسئلة المواطن:
الحقيقة: نحن ننظر من خلال التلسكوب إلى المجرة Z التي تبعد عنا 13 مليار سنة ضوئية.
يتبع من الشكل: المجرة تبدو كما كانت قبل 13 مليار سنة من اليوم.
حقيقة أخرى: نفس المجرة تتحرك بعيدًا عنا بسرعة أعلى نسبيًا من المجرات الأقرب.
وحقيقة أخرى: إحدى المجرات الأقرب إلينا، "أندروميدا"، لا تبتعد على الإطلاق، ولكنها في الواقع تقترب و"قريبًا" ستصطدم بـ "درب التبانة".
خلاصة عالم العلم: المجرات البعيدة عنا تهرب منا بسرعات أعلى وأعلى، والكون يتوسع بمعدل متسارع وفي النهاية سوف تتفكك كل المادة، وسيصبح الكون مظلمًا وسيكون الأمر رهيبًا. البرد هنا...
وهذه هي أسئلتي:
ربما هذا الاستنتاج خاطئ؟
ربما السرعة التي نشخصها بـ Z هي شخصية تاريخية؟
ربما *اليوم* Z يبتعد عنا بسرعة أقل؟
ربما لا تبتعد على الإطلاق؟
ربما، مثل أندروميدا، Z يندفع نحونا أيضًا؟
خلاصة القول: ربما يتقلص الكون ونعود إلى انفجار كبير آخر؟
السؤال الأخير:
هل من الممكن أن لا يجرؤ إلا شخص عادي (غير مدرك) على إثارة مثل هذه الأسئلة؟
سأكون ممتنًا جدًا للإجابة من أي نوع ...
شكرا مقدما.