أفاد باحثون، من بينهم إسرائيلي، أنهم اكتشفوا أبعد جسم حتى الآن - المجرة المسماة EGS8p7. إنه يقدم لمحة ممتازة عن الكون المبكر جدًا، بعد 600 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير - في الوقت الذي كان فيه الكون مليئًا بالمجرات الساخنة والمضيئة ولكن أيضًا بغاز الهيدروجين المحايد الذي اجتاح كوننا وجعل الاكتشافات صعبة.
أعلن فريق من الباحثين في كلكتا، الذين يبحثون عن أقدم الأجسام في الكون، عن اكتشاف ما قد يكون أبعد مجرة تم اكتشافها حتى الآن. في مقال نشر في مجلة Astrophysical Journal Letter، وصف آدي سيترين، زميل ما بعد الدكتوراه في منحة ناسا (سابقًا في كلية الفيزياء وعلم الفلك بجامعة تل أبيب) وريتشارد إليس، الذي انتقل منذ ذلك الحين إلى كلية لندن الجامعية، الأدلة أن المجرة المعروفة باسم EGS8p7 عمرها أكثر من 13.2 مليار سنة. عمر الكون نفسه حوالي 13.8 مليار سنة.
قبل بضعة أشهر، تم تحديد EGS8p7 كمرشح للمتابعة البحثية بناءً على بيانات من التلسكوبات الفضائية هابل وسبيتزر. استخدموا مطياف الأشعة تحت الحمراء MOSFIRE الموجود في مرصد كيك في هاواي، وأجروا تحليلًا طيفيًا للمجرة لتحديد انزياحها نحو الأحمر. يحدث التحول إلى اللون الأحمر بسبب تأثير دوبلر - وهي نفس الظاهرة التي تتسبب في انخفاض نغمة صوت بوق سيارة الإسعاف عند مرور سيارة الإسعاف. وفي الأجرام السماوية الضوء هو الذي يمتد وليس الصوت. بدلًا من الانخفاض الصوتي في النغمة، هناك تحول في اللون الحقيقي للمجرة نحو الأطوال الموجية الأكثر احمرارًا.
غالبًا ما يُستخدم الانزياح نحو الأحمر لقياس المسافات إلى المجرات، لكن هذا صعب عند النظر إلى أبعد الأجسام في الكون، وبالتالي أيضًا أقدمها. مباشرة بعد الانفجار الأعظم، كان الكون عبارة عن حساء من الجسيمات المتأينة - الإلكترونات والبروتونات والفوتونات - جسيمات الضوء. ولأن الفوتونات تناثرت نتيجة اصطدامها بالإلكترونات الحرة، لم يكن الكون المبكر قادرا على إشعاع الضوء، وتسمى هذه الفترة العصور المظلمة للكون.
بعد حوالي 380 ألف سنة من الانفجار الكبير، برد الكون بدرجة كافية للسماح للإلكترونات والبروتونات الحرة بالاتصال وتكوين ذرات الهيدروجين التي ملأت الكون، وبالتالي سمح للضوء بالهروب بحرية. ثم، عندما كان عمر الكون حوالي نصف مليار سنة، تشكلت المجرات الأولى وأعادت تأين الغاز المحايد. ويظل الكون متأينا حتى يومنا هذا.
ومع ذلك، قبل التأين، يمكن لذرات الهيدروجين المحايدة أن تمتص بعض الإشعاع الناتج عن المجرات المتكونة حديثًا، بما في ذلك ما يسمى بخط ليمان ألفا، وهو التوقيع الطيفي لغاز الهيدروجين الساخن الذي تم تسخينه بواسطة الأشعة فوق البنفسجية القادمة من المجرات الجديدة. النجوم وغالباً ما يستخدم كوسيلة لكشف النجوم في مراحل تكوينها الأولى. وبسبب هذا الامتصاص، لا ينبغي لنا أن نلاحظ خط ألفا ليمان في الضوء المنبعث من EGS8p7.
يقول سيترين: "عندما تنظر إلى المجرات في بداية الكون، ترى أنها تحتوي على كمية كبيرة من غاز الهيدروجين المحايد الذي لا يكون شفافًا بالنسبة لهذه الانبعاثات". "لقد توقعنا أن معظم الإشعاع الصادر عن هذه المجرات سيتم امتصاصه بواسطة الهيدروجين الموجود في الفضاء، لكننا ما زلنا نرى خطوط ليمان ألفا من هذه المجرة."
تم اكتشاف المجرة من خلال استخدام مطياف MOSFIRE الذي يحلل التركيب الكيميائي لكل جرم سماوي - من النجوم القريبة إلى المجرات البعيدة في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريب 0.97-2.45 ميكرون (ميكرون - مليون من المتر).
"الجانب المثير للدهشة في الاكتشاف الحالي هو أننا اكتشفنا خطوط ألفا ليمان في مجرة شاحبة المظهر عند انزياح أحمر قدره 8.68، وهو ما يتوافق مع الوقت الذي كان من المفترض أن يكون فيه الكون مليئًا بسحب الهيدروجين التي تمتص الإشعاع." يقول إلياس. قبل هذا الاكتشاف، كان للمجرة البعيدة انزياح نحو الأحمر قدره 7.73.
ويقول الباحثون إن أحد الاحتمالات التي قد تكون المجرة مرئية على الرغم من السحب الممتصة للهيدروجين هو أن تأين الهيدروجين لم يحدث بشكل موحد. وقال سيترين: "تشير الأدلة المستمدة من عدة عمليات رصد إلى أن عملية إعادة التأين حدثت في البقع". "كانت بعض الأجسام شديدة السطوع لدرجة أنها شكلت فقاعة من الهيدروجين المتأين حولها، لكن العملية لم تكن متسقة في جميع الاتجاهات."
يقول: "إن المجرة التي رصدنا فيها EGS8p7 مضيئة بشكل غير عادي، ومن المحتمل أنها كانت مأهولة بنجوم شديدة الحرارة، مع خصائص خاصة سمحت لها بتكوين فقاعة من الهيدروجين المتأين في وقت أبكر بكثير من معظم المجرات النموذجية خلال هذه الفترات". سيريو بيلي، طالب دكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والذي عمل أيضًا في المشروع.
"لقد حسبنا بعمق الفرصة الدقيقة لاكتشاف هذه المجرة ورصد الانبعاث منها، لنفهم ما إذا كنا مطالبين بتغيير التقدير الزمني فيما يتعلق بإعادة التأين، وهو أحد الأسئلة الأساسية التي يجب الإجابة عليها حتى نفهم تطور الكون" يقول سيترين.
يقول سيترين: "في بعض النواحي، فترة إعادة التأين للكون هي آخر قطعة مفقودة في لغز فهمنا لتطور الكون". "بالإضافة إلى دفع الحدود إلى الوراء إلى الوقت الذي كان فيه عمر الكون 600 مليون سنة فقط، فإن الشيء المثير في الاكتشاف الحالي هو أن دراسة مصادر مثل EGSY8p7 ستزودنا برؤى حول كيفية حدوث هذه العملية المهمة." يلخص السترين.
لإعلان الباحثين على الموقع الإلكتروني لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 16
آر يائير
لقد كتبت "حسنًا، لا يزال هناك زبيب متبقي بالداخل، في اللب تمامًا، وهناك زبيب على مسافات مختلفة من اللب، وهناك الزبيب في القشرة، الزبيب الذي احترق قليلًا من حرارة اللب. فرن، مكرمل قليلاً..."
وهذا خطأك. الكعكة لا نهاية لها. لذلك، فإن كل حبة زبيب تبدو مميزة حقًا، لأنها موجودة في المنتصف فقط! فهو لا يشعر بأنه يتحرك، بل كل الآخرين يبتعدون عنه، ومن هم على بعد ضعفه، يبتعدون بسرعة مضاعفة.
فالضوء القادم من الزبيب البعيد يسافر لفترة طويلة، مما يعني أن الضوء الذي يستقبله الآن، بدأ منذ زمن طويل. لهذا السبب يبدو الزبيب البعيد أصغر سنا. وفي مرحلة معينة، سنرى الزبيب في لحظة تكوينه، حتى قبل أن يكون هناك عنب على الكرمة. عمر هذا الزبيب يقترب من 14 مليار سنة. لكن لاحظ، منذ لحظة بدء الضوء (نفس الضوء الذي وصل إلينا)، تحركت هذه الزبيبات إلى أبعد من ذلك، وهي تبعد حوالي 45 مليار سنة.
سنة جديدة سعيدة 🙂
حسنًا، أعتقد أنه سيتعين علي الوصول إلى نقطتي الفريدة أولاً قبل أن أتمكن من الحصول على الأفكار المذهلة التي حاول الأشخاص الطيبون هنا إثرائي بها.
شكرا للجميع وكل عام وأنتم بخير.
هل تفهم؟
لار يائير
سأحاول التعامل مع سؤالك بطريقة مختلفة وفي فهمي أبسط.
حسنا، الفعل الذي كان مثل هذا كان:
لنبدأ عند اللحظة 00000000000000 من الانفجار العظيم ونمضي قدمًا
للحظة ……….. 00000000000000:00000000000001 من الانفجار. (دعنا نقول في وحدات من الثانية)
وتسمى هذه الفترة الزمنية بالعمر التضخمي للكون. وفي هذه الحقبة التضخمية القصيرة، التي استمرت حوالي جزء من المليون من الثانية، توسع الكون من حجم نقطة مفردة إلى حجمه الحالي تقريبًا.
بدءًا من نهاية العصر التضخمي، يستمر الكون في التوسع، وحتى بمعدل متسارع، ولكن بتسارع أقل بكثير (حوالي 14 مرة من حيث الحجم) من تسارع توسعه في العصر التضخمي الأولي.
جميع العمليات الفيزيائية التي تمت مناقشتها في المقالة حدثت بالفعل بعد نهاية عصر التضخم.
تلك المجرة البدائية المذكورة في المقال، لو تمكنا من رؤيتها في حالتها الحالية، ربما كانت تبدو مشابهة لمجرتنا.
وعلى العكس من ذلك، يمكن وصف أنه إذا كان الأشخاص الموجودون حاليًا في تلك المجرة البعيدة، ينظرون الآن إلى مجرتنا، فإنهم يروننا كما رأينا منذ 13.2 مليار سنة ضوئية.
بشتست؟
بمعنى آخر (وصححوني إذا كنت مخطئًا، لأنني أيضًا شخص عادي) بدلاً من القول إن الكون يتوسع، يمكنك القول إن جميع الكائنات (بما في ذلك الجسيمات) في الكون تتقلص ببساطة بينما المسافة بينهما تبقى كما هي.
إيتان، نسيم، شكرًا جزيلاً لكم
أما الجولة الثانية فهمت أنها تعمل مع صورة البالون والنقط وكعكة الزبيب وما إلى ذلك ومن الممكن قبول أن الكعكة سوف تنتفخ بسرعة أعلى من الضوء. نعم. ولكن لا يزال هناك الزبيب المتبقي بالداخل في اللب وهناك الزبيب على مسافات مختلفة من اللب وهناك الزبيب في القشرة، ذلك الذي تفحم قليلاً من حرارة الفرن، مكرمل قليلاً …….
الآن لنفترض أنني بكتيريا ولنفترض أن الكعكة شفافة باستثناء الزبيب. إذا جلست على حبة زبيب في المركز أرى الكثير من الزبيب في كل اتجاه أنظر إليه (وهذا هو الشعار الذي يتم ضخه في كل تفسير).ولكن إذا شعرت بالملل قليلاً وانتقلت إلى زبيب أبعد فسوف أفعل ذلك أشعر بالفعل أنني لست في المركز، إذا نظرت نحو المركز سأرى الكثير من الزبيب وفي الاتجاه المعاكس الأفق، سيكون الزبيب متناثرًا (ذبل إلى حد ما). سيصبح الوضع بالطبع أكثر تطرفًا عندما أشعر انتقل إلى الزبيب بعيدًا، وأخيرًا عندما أصل إلى الزبيب الخارجي، سيكون المنظر كاملًا وفقًا لذلك، أنظر إلى الداخل - مليئًا بالزبيب، وينظر إلى الخارج - صفر زبيب. الخلاصة: حسب تصوري هناك مركز وهناك جوانب، حسب شعوري سيقولون لي أنني مخطئ....
آر يائير
فكر في الأمر بهذه الطريقة: تخيل مساحة لا حصر لها من النقاط على شبكة من المكعبات. شيء يشبه المكعب اللانهائي المكون من مكعبات صغيرة، مع وجود نقطة في وسط كل مكعب. دعونا نعود في الوقت المناسب. في البداية تكون هناك مسافة كبيرة بين كل نقطة وأقرب جيرانها، ولكن مع مرور الوقت تتضاءل هذه المسافة لتصل إلى قيمة صفر. ولكن لاحظ - الكون لا يزال لانهائي :).
وبعبارة أخرى، فإن عبارة "خارج الكون" ليس لها أي معنى.
آر يائير
1. لا.
وكان الانفجار في كل مكان. يمكن القول أنه في كل مكان كان هناك تفرد ذو كثافة لا نهائية ينتشر (أين انتشر التفرد؟ إنه غير معروف. لكن التفرد اللانهائي ليس لديه مشكلة في الانتشار إلى الفضاء اللانهائي).
2. وفقا للنظرية النسبية لأينشتاين، فإنه لا يمكن التحرك بسرعة تتجاوز سرعة الضوء وعدم الوصول إلى سرعة الضوء، ولكن المنع ينطبق على الحركة في الفضاء. لا يوجد ما يمنع الفضاء نفسه من التوسع بسرعة تتجاوز سرعة الضوء وعلى طول الطريق يأخذ مجرات بعيدة عنا بدرجة كافية بحيث لن نتمكن من رؤيتها أبدًا (وهذا لأن الضوء الخارج منها، رغم أنه يتحرك نحونا بسرعة الضوء إلا أنه يبتعد عنا..)
إيثان، سؤالان على الأقل:
1) ألم يحدث الانفجار ابتداءً من نقطة مفردة معينة تنتشر منها المادة (والفضاء الذي معه) إلى جميع العبرانيين؟
2) على مسافة كبيرة بما فيه الكفاية تبتعد المجرات عن بعضها البعض بسرعة تتجاوز (!!!!) سرعة الضوء؟
مثل…….آينشتاين ليس معنا فهل يمكننا الشغب؟
(يجب ألا يكون هناك أي سوء فهم، وأنا ممتن لكل من أجابني، ولكن في هذه الأثناء أغادر أكثر حيرة مما كنت عليه عندما دخلت).
شكرا ويوم جيد. يائير
أرنون ر. يائير.
الفرق هو أنه عندما يتوسع الفضاء، لا تحتاج المجرة إلى "التحرك" وستظل "تبتعد" عن المجرات الأخرى (باستثناء المجرات المجاورة التي تتأثر بالجاذبية المتبادلة).
حاول أن تتخيل الحزام الناقل في صالة المطار. أنت تقف عليها دون أن تمشي ولا تزال تبتعد عن السوق الحرة (أو تقترب إذا كانت إجازتك قد بدأت للتو). في هذه الصورة، أنت المجرة والحزام الناقل هو الفضاء (لا أعرف ما الذي تمثله السوق الحرة).
وفيما يتعلق بحركة المجرات "داخل" الفضاء، حسب علمي، فإن هذه الحركة ليس لها اتجاه محدد وتتأثر بالتجاذب المتبادل بين المجرات المجاورة في التجمعات المحلية.
في الماضي، كانت هناك عدة عمليات رصد لمنطقة من الفضاء بدا فيها أن هناك سحبًا غير عشوائي للمجرات في اتجاه واحد. أطلق على هذا الجذب اسم "التدفق المظلم" (رابط للمقالة في العلوم: https://www.hayadan.org.il/the-universe-is-not-expanding-uniformly-1310085) ومع ذلك، فإن الملاحظات الأكثر دقة التي تم إجراؤها مؤخرًا تميل إلى القضاء على عدم عشوائية هذا الجذب.
إيثان،
أنا لا أختلف معك، فقط أحاول أن أفهم.
ما الفرق بين القول بأنهم يبتعدون والقول بأن الفضاء يتوسع، إذا كان لكل منهما متجه تقدم معين فمن الممكن عكس الاتجاه والإشارة إلى المصدر لا؟
تأثير التحول الأحمر يعطي فقط السرعة النسبية بيننا، فماذا عن سرعة الحركة العمودية؟ ألا يغيب عنا فهم الحركة الشاملة أم أن هناك طرقا لقياسها؟
شكرا.
آر يائير
إذا فهمت أسئلتك بشكل صحيح، فهناك عدة أخطاء في فهمك للانفجار الكبير.
1. المجرات لا تبتعد عن نقطة معينة حيث حدث الانفجار. حدث الانفجار في أي نقطة في الفضاء. ومنذ ذلك الحين، يتوسع الفضاء، وبالتالي، كلما ابتعدت نقطة ما عنا، كلما ابتعدت عنا بشكل أسرع. على مسافة كبيرة بما فيه الكفاية، تتحرك النقطة بسرعة تتجاوز سرعة الضوء.
2. بالإضافة إلى ذلك، للضوء سرعة، لذا كلما رأيت نقطة أبعد، فهذا يعني أنك تنظر إلى حدث أبعد في الماضي.
آمل أنني ساعدت.
أعتقد أن الأمر لا يقتصر عليك وحدك، فهناك العديد من الأشخاص الآخرين الذين لا يفهمون هذه المجالات. بمن فيهم أنا. لكنني أعتقد أنني فهمت أين أخطأت، لذلك سأحاول أن أشرح حتى يكون الأمر مفهومًا ليس لك وحدك:
ما تراه هو صورة ثابتة.
أي أنه في عدسات التلسكوبات يتم استقبال الإشعاع من نفس الاتجاه.
استغرق هذا الإشعاع 13 مليار سنة ليمر عبره.
خلال هذه الـ 13 مليار سنة، من الواضح أن تلك المجرة لم تعد موجودة بالفعل.
عندما تشكلت - لم تكن مجرتنا قد تشكلت بعد. فمن غير الممكن أن تكون المجرات متقاربة (كما تقول).
انا سالت فقط:
إذا رأيت هذه المجرة كما كانت قبل 13 مليار سنة، نعم؟
وبعد وقت قصير جدًا من الانفجار الكبير،
وعندما كانت لا تزال قريبة جدًا من نقطة بداية الانفجار...
والمجرات الأخرى كانت قريبة أيضاً من هذه النقطة......
وبالتالي قريبين جدًا من بعضهما البعض..
إذًا كانت مجرتنا قريبة أيضًا من المجرات الأخرى... أليس كذلك؟
إذا كان الأمر كذلك، ففي يوم من الأيام سوف "نكتشف" درب التبانة القديمة؟
وماذا سيخبرنا ذلك؟
أننا سافرنا عبر الفضاء بسرعة أكبر من سرعة الضوء؟
(أسرع بكثير من سرعة الضوء)
أننا فتحنا مثل هذا "المنفذ" على النور
لدرجة أننا هنا ويبقى وراءنا 13 مليار سنة؟
فكيف يكون هذا ممكنا؟
لماذا أنا الوحيد الذي يسأل هذا؟
كيف لا أحد يشرح هذا من أي وقت مضى؟
هل يفهم أحد هذا حتى؟
أم أن الجميع يومئون برأسهم ويفعلون كما لو كانوا كذلك؟
أم أنه في الواقع أنا فقط؟
יפה