زار البروفيسور روبرت كيرشنر جامعة بن غوريون في النقب.

وتحدث كيرشنر في محاضرته عن بحثه لقياس سرعة تراجع المجرات الأبعد التي يمكن ملاحظتها من أجل إيجاد القيم الأكثر دقة لثابت هابل

خلال زيارته لإسرائيل، زار البروفيسور روبرت كيرشنر جامعة بن غوريون في النقب كضيف على عميد قسم العلوم الطبيعية البروفيسور أفرام بيرولا، وعميد مدرسة كريتمان البروفيسور رامي بورستين. وحصل منهم على وسام بن غوريون.

كيرشنر، أحد أهم علماء الكونيات في العالم اليوم، هو الباحث الرئيسي في مجموعة المستعرات الأعظمية عالية z. وفي إطار أبحاثهم، يستخدم أعضاء المجموعة التلسكوبات العملاقة الموجودة في النصف الجنوبي من الأرض لقياس سرعة انحسار أبعد المجرات التي يمكن رصدها، وهدف المجموعة هو إيجاد قيم دقيقة لتحديدها. هابل ومن خلالهم اكتشفوا كيف يتوسع الكون، وهل سيستمر في التوسع إلى الأبد، وما هو تكوين المادة في الكون.

في عام 1917، أضاف ألبرت أينشتاين إلى معادلات النظرية النسبية ثابتًا يسمى "الثابت الكوني" والذي يمكن أن يصف كونًا ساكنًا - وهو موجود منذ ذلك الحين - وإلى الأبد، بلا بداية ولا نهاية، بعد بضع سنوات فقط. عندما نشر هابل اكتشافه - "كلما كانت المجرة أكثر شحوبًا - كلما زادت سرعة تراجعها" وقدم دليلاً قاطعًا على نظرية الانفجار الكبير، تراجع أينشتاين، ووفقًا للقصص، وصف الثابت الكوني بأنه "خطأي الأكبر". الرسم البياني الذي أظهره هابل يصور علاقة مباشرة بين مسافة المجرة (وبالتالي درجة سطوعها) والسرعة التي تبتعد بها عنا، وبما أن هناك مجرات أكثر سطوعا من غيرها، فإن درجة دقتها كانت منخفضة، و كانت هناك حاجة إلى "شمعة قياسية" ذات ضوء ثابت - شمعة لا تتغير إلا بسبب بعدها عنا.

مثل هذه الشموع سيئة للغاية بحيث لا يمكن "الرؤية فقط"، من خلال تحليل منحنى الضوء الصادر منها - التحليل الطيفي - يمكن العثور على المسافة إلى هذه الأشياء بدقة كبيرة، وحتى سرعتها. استخدم هابل نجومًا متغيرة تسمى كيوبيد، والتي يختلف سطوعها باختلاف كتلتها، ولكن من الصعب جدًا التمييز بين النجوم الفردية في مسافات شاسعة من الكون، كما أن سطوع المجرات ليس ثابتًا تمامًا، واليوم، الشمعة الأكثر نجاحًا، هي تلك المستخدمة من قبل مجموعة المستعرات الأعظمية عالية Z، هي المستعرات الأعظم من النوع Ia. في المتوسط، مرة كل 100 عام في كل مجرة، ينهار واحد من 100 مليار نجم من نجومها تحت ضغط حياة النجم في انفجار هائل يسمى المستعر الأعظم.

ولكي تحترق النجوم تحتاج إلى الجاذبية، مما يسبب حرارة هائلة تتحد فيها النوى الذرية في عملية اندماج مع النوى الذرية الأثقل. هذه هي الطريقة التي تم بها إنشاء جميع العناصر التي نعرفها تقريبًا، ولم يتم إنشاء سوى الهيدروجين الأساسي المعتم في الانفجار الأعظم. وفي نوى النجوم تتشكل عناصر أثقل ببطء، ويتحول الهيدروجين إلى الهيليوم الذي يتحول بدوره إلى كربون، وفي النجوم الأثقل من شمسنا تستمر العملية حتى الحديد. وبعد أن يتحول نواة أثقل النجوم إلى حديد، فإن الاندماج النووي لم يعد فعالاً وستتوقف الحرارة المنبعثة من الاندماج - فالجاذبية التي تضغط باستمرار على النجم في محاولة للانكماش أكثر فأكثر ستحصل على فرصة ذهبية. النيوترونات، وتسمى هذه النجوم "النجوم النيوترونية". إذا كان النجم الأصلي ثقيلا بما فيه الكفاية، وكانت الجاذبية قوية لدرجة أن الانكماش لا يتوقف في النجوم النيوترونية، فسوف يتشكل ثقب أسود. في هذا الانكماش، يتم إنشاء انفجار غني يؤدي إلى قذف كميات هائلة من المادة وحتى يتسبب في تكوين ذرات الحديد الثقيلة، وهي المستعرات الأعظم من النوع الثاني.

هناك نوع من المستعرات الأعظم أكثر سطوعًا من المستعرات الأعظم من النوع الثاني وهي المستعرات الأعظم من النوع Ia، ويبدو أنها تتشكل عندما تكون في نظام نجمي مزدوج (شمسان تدوران حول بعضهما البعض) حيث يكون أحد النجوم قزمًا أبيض ( (النجم الذي يبقى من نواة النجوم بحجم الشمس بعد موتها) يمتص مادة من النجم الثاني. تتراكم المادة على حافة القزم الأبيض أكثر فأكثر حتى تصبح كتلة القزم الأبيض 1.4 مرة كتلة الشمس أو بعد ذلك يصبح القزم الأبيض نجمًا نيوترونيًا في انفجار هائل - مستعر أعظم من النوع Ia يبلغ سطوعه 10 مرات وأحيانا حتى 100 مرة سطوع المستعر الأعظم من النوع الثاني. هذه الانفجارات ضخمة جدًا لدرجة أن نجمًا واحدًا قادر على بعث ضوء بكمية تعادل مجرة ​​بأكملها.

لكن سطوع المستعر الأعظم من النوع Ia ليس ثابتًا تمامًا، ولكن بفضل الاكتشاف الذي تم في مرصد سيرو تولولو، يمكن استخدامه كـ "شمعة قياسية". كلما كان هذا المستعر الأعظم أكثر سطوعًا، كان تلاشيه أطول وقد يستمر حتى شهرًا قبل أن يصبح النجم شاحبًا بما يتجاوز قدرتنا على رؤيته. وبمساعدة هذه المعلومات، قامت مجموعة المستعرات الأعظم عالية z بتحليل صور لآلاف من المستعرات الأعظم في المجرات البعيدة وأتاحت توسيع الرسم البياني الذي يوضح ثابت هابل نحو فترة تكوين النجوم الأولى، وكانت النتيجة التي تم الحصول عليها هي والأغرب مما تصورنا، تبين أنه في تلك النطاقات تتزايد سرعة المجرات التي تبتعد عنا، أي أن توسع الكون يتسارع!

تظهر المستعرات الأعظم عالية - z - في الرسم البياني العلوي، فكلما كانت المجرات أبعد، تزداد سرعة انحسارها - ثم تتسارع! في الرسم البياني السفلي - تظهر نفس البيانات بدون التدرج، إذا لم يكن الكون يتسارع، فيجب أن تكون المستعرات الأعظمية البعيدة أيضًا منتشرة حول الخط الأسود، ويوضح تشتتها على طول الخط الأزرق أن مستقبل الكون - سيتسارع توسعها. (الصورة من الموقع جامعة كولورادو)

في الطبيعة، نعرف أربع قوى أساسية، القوى النووية - القوية والضعيفة، والتي يصعب الشعور بها خارج الذرة، والقوة الكهربائية/المغناطيسية، وقوة الجاذبية التي تفسر دوران الكواكب حول الشمس، والشمس حول المجرة، وقوة الجاذبية. بل سيتسبب في اصطدام مجرتنا درب التبانة بمجرة المرأة المسلسلة خلال بضعة مليارات من السنين. ومن أهم ما توصلت إليه مجموعة المستعرات الأعظم z-supernova هو أنه بدلًا من نسيان الجاذبية وإبطاء سرعة تمدد المجرات، فإنها في الواقع تتسارع، وهو الأمر الذي أدى إلى ولادة مفهوم "الطاقة المظلمة" الذي نعرفه هي بعيدة جدًا عن الفهم، لكن وفقًا لنتائجها، تشكل الطاقة المظلمة أكثر من 70% من المادة الموجودة في الكون! يعد البحث عن جوهر الطاقة المظلمة من أروع الأبحاث اليوم في مجال علم الكونيات والعلوم الأساسية بشكل عام. وتتوافق نتائج المجموعة مع دراسات أخرى تتعلق بتكوين الكون ونهايته مثل القمر الصناعي WMAP لدراسة إشعاع الخلفية الكونية وحتى نتائج مشروع علم الكونيات المنافس لهم Supernova Cosmology.

وفقًا لكيرشنر - حتى الهواة المجهزون تجهيزًا جيدًا يمكنهم المشاركة في هذه الدراسات، فالتلسكوبات المتصلة بكاميرات CCD الحساسة والتي كانت في الماضي نادرة أو شائعة جدًا - وحتى في إسرائيل (*AB) يمكن أن تساعد في تتبع المستعرات الأعظم وحتى اكتشاف مستعرات أعظم جديدة.