ويقول الباحث الرئيسي: "لقد بدأ الآن قياس معدل توسع الكون بطرق مختلفة وبدقة عالية، ويبدو أن الاختلافات الفعلية قد تشير إلى فيزياء جديدة تتجاوز معرفتنا الحالية بالكون".
باستخدام المجرات كعدسات جاذبية عملاقة، تمكن فريق من علماء الفلك باستخدام تلسكوب هابل الفضائي من إجراء قياسات مستقلة لمعدل توسع الكون. يتوافق معدل توسع الكون المحلي مع النتائج السابقة. ومع ذلك، هناك خلاف بشأن قياس توسع الكون المبكر. وهذا يشير إلى مشكلة أساسية في جوهر فهمنا للكون.
يعد ثابت هابل -المعدل الذي يتوسع به الكون- أحد العوامل الأساسية التي تصف كوننا. استخدمت مجموعة من علماء الفلك من تعاون H0LiCOW، بقيادة شاري سويو، والذي يضم باحثين من معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية في ألمانيا، وجامعة ASIAA التقنية في تايوان، تلسكوب هابل الفضائي والتلسكوبات الأرضية لدراسة خمس مجرات والوصول إلى عند قياس مستقل لثابت هابل.
القياس الجديد مستقل تمامًا ولكنه يؤكد ثابت هابل في الكون القريب، كما تم قياسه بواسطة جسيمات كيوبيد والمستعرات الأعظم كنقاط مرجعية.
ومع ذلك، فإن القيمة التي تم قياسها بواسطة سويو وفريقها، وكذلك المتغيرات القيفاوية، تختلف عن قياس القمر الصناعي بلانك التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، ولكن هناك اختلاف مهم: قام بلانك بقياس ثابت هابل للكون المبكر من خلال مراقبة إشعاع الخلفية الكونية.
وفي حين أن قيمة ثابت هابل التي حددها بلانك تتفق مع فهمنا الحالي للكون، فإن القيم التي حصلت عليها مجموعات مختلفة من علماء الفلك للكون المحلي تتعارض مع نموذجنا النظري المقبول للكون. يقول سويو: "لقد بدأ الآن قياس معدل توسع الكون بطرق مختلفة وبدقة عالية، ويبدو أن الاختلافات الفعلية قد تشير إلى فيزياء جديدة تتجاوز معرفتنا الحالية بالكون".
كانت أهداف البحث عبارة عن مجرات ضخمة تقع بين الأرض والكوازارات البعيدة جدًا - نوى المجرات المضيئة من الكون المبكر. كان الضوء الصادر من النجوم الزائفة البعيدة ينحني حول الكتل الكبيرة من المجرات نتيجة لعملية تسمى تهيئة الجاذبية والتي تعمل بقوة كبيرة. وينتج عن ذلك إنشاء عدد كبير من صور الكوازار في الخلفية، بعضها ملطخ على شكل أقواس قزح.
نظرًا لأن المجرات لا تخلق تشوهات كروية مثالية في نسيج الفضاء، ولأن المجرات والكوازارات ليست مصطفة تمامًا في خط رؤيتنا، تنشأ اختلافات بين الصور المختلفة للكوازار. نظرًا لأن سطوع الكوازارات يختلف بمرور الوقت، يمكن لعلماء الفلك أن يروا أن الصور المختلفة تومض في أوقات مختلفة، وهذا التأخير ناتج عن المسار الذي يسلكه الضوء. ترتبط هذه التأخيرات ارتباطًا مباشرًا بقيمة ثابت هابل. يوضح فريدريك كوربن، شريك سويو البحثي من EPFL في سويسرا: "طريقتنا هي الطريقة الأبسط والأكثر مباشرة لقياس ثابت هابل، لأنها تستخدم فقط الهندسة والنسبية العامة دون افتراضات إضافية".
باستخدام قياسات دقيقة للتأخير الزمني بين عدد كبير من صور الكوازار، بالإضافة إلى نماذج الكمبيوتر، تمكن الفريق من تحديد ثابت هابل بدقة عالية بشكل مثير للإعجاب: 3.8%. تؤكد عضوة الفريق فيفيان بونفين من EPFL في سويسرا أن "القياس الدقيق لثابت هابل هو أحد أكثر الجوائز المرغوبة في الأبحاث الكونية اليوم". ويضيف فيسويو: "إن ثابت هابل أمر بالغ الأهمية لعلم الفلك الحديث لأنه يمكن استخدامه لتأكيد أو دحض صورتنا للكون الذي يتكون من الطاقة المظلمة والمادة المظلمة والمادة العادية - أو ما إذا كنا نفتقد شيئًا أساسيًا".
هل الطاقة المظلمة مسؤولة عن تسريع توسع الكون؟
تعليقات 13
تشين تشين ديجي!، سعيد بالتوصل إلى أفكار حول مواضيع علمية مختلفة. فالتقدم العلمي يتم دائما مع فرض الاكتفاء. يمكنك أيضًا الدخول إلى مدونتي:
http://yekumpashut.freevar.com/
يوم جيد للجميع
يهودا
شكرا يهودا!
استمتع دائما بقراءة تعليقاتك
يفتح ذهني ويلهم
فتحة الفم,
شكرا…؟
شموليك،
وأود أن أقول نعم. يعد بنروز أحد أهم علماء الفيزياء في تطوير وتعزيز النظرية النسبية كما هي معروفة ومفهومة اليوم، وقد أثبتت الأفكار التي تصورها وطبقها أنها مفيدة ومهمة في مجالات أخرى أيضًا. هناك أيضًا إحدى مساهماته في هذا المجال والتي قد تكون على دراية بها أيضًا - مخطط بنروز. إذا بحثت في جوجل، فسترى ما هي المخططات التي أتحدث عنها. ومن المحتمل (ولكن ليس من المؤكد) أنك واجهت مثل هذه الرسومات من قبل، سواء كانت تصور الثقوب السوداء، أو الكون، أو مجموعة من أنظمة الجاذبية. على الرغم من أن الطريقة التي تسمح لك برسم شيء ما قد لا تبدو أهم شيء في الفيزياء، إلا أنها تتضمن منهجًا رياضيًا كان مبتكرًا في ذلك الوقت، وهو اليوم المعيار لجميع نظريات الجاذبية تقريبًا.
مرحبًا ألبانتيزو،
شكرا جزيلا على الإجابة التفصيلية. أتساءل لماذا لا ينشر مراجعته في شكل مقال.
كان يجب أن أكتب أنني في منتصف المشاهدة وإذا كان هناك مرجع آخر، فسوف أقوم بالتحديث.
بالمناسبة، سمعت ذات مرة جملة تقول تقريبًا إنه بفضل أينشتاين أصبح لدينا نظرية النسبية العامة، ولكن بفضل بنروز، أصبحنا نفهمها أيضًا. لقد أشرت أيضًا بإيجاز إلى مساهمته. فهل كانت مساهمته في فهم الموضوع حاسمة إلى هذا الحد؟
يا لك من ملك ألبينزو 🙂
شموليك،
انا بخير شكرا. كيف حالك؟
فيما يتعلق ببنروز، يجب أن أقول إنني لم أتعمق كثيرًا في مراجعته - لقد رأيت المقطع الذي أرسلته (على الأقل الخمسة عشر دقيقة ذات الصلة، إذا عاد إليه لاحقًا أخبرني، لأنني توقفت عن المشاهدة عندما قاموا بتغيير موضوع). علاوة على ذلك، قرأت قليلاً على الإنترنت، لكنني لم أقرأ الكتاب الذي، حسب فهمي، توجد المراجعة فيه في شكلها الأكثر اكتمالاً.
أعتقد أن الإجابة (أو على الأقل الأفكار التي جاءت لي بطريقة ترابطية عند سماع المراجعة، لست متأكدًا مما إذا كانت هذه هي الإجابة لأنني لم أستوعب السؤال حتى النهاية) يمكن تقسيمها إلى جزئين. يتعلق أحدهما بالسؤال كما تم صياغته في الفيديو، وهو "ماذا يحدث إذا قمنا بتحفيز أنماط اهتزازية في أبعاد مدمجة؟" والثاني على مسألة ما إذا كان عدد درجات الحرية المادية في مثل هذا النظام متعدد الأبعاد يمكن أن يصف عالمنا بشكل صحيح (وهو أكثر ملاءمة لصياغة النقد الذي وجدته في مصادر مختلفة على الإنترنت خلال بحث قصير على Google) .
فيما يتعلق بالسؤال الأول، فالجواب هو أنني لا أعتقد حقًا أن هناك مشكلة في ذلك. بادئ ذي بدء، صحيح أنه على الرغم من أننا لا نستطيع دراسة الأبعاد المدمجة لأنها صغيرة جدًا (وبالتالي فإن الطاقة اللازمة لإزعاجها كبيرة جدًا)، فمن الممكن أن توجد مثل هذه الإثارة بشكل طبيعي في الطبيعة. وعلى الرغم من أن الأمر ليس بهذه البساطة التي يعرضها (لأن العمليات عالية الطاقة مثل تلك التي تحدث على المقاييس الكونية تميل إلى إطلاق طاقتها على مسافات كبيرة، وبعبارة أخرى أن كثافة الطاقة ليست كبيرة بالضرورة)، إلا أنها ممكنة. لن تكون هذه مشكلة حقيقية إلا إذا كان تعطيل الأنماط المدمجة سيؤدي إلى انهيار الكون، كما يشير. لكن هذا غير صحيح، فهناك نماذج رياضية معروفة منذ سنوات عديدة لمثل هذه الأكوان ضمن إطار نظرية الأوتار والتي تكون مستقرة (أو شبه مستقرة، ولها عمر أطول بكثير من الوقت الذي يوجد فيه كوننا).
فيما يتعلق بالسؤال الثاني، وهو سؤال أكثر تقنية وقد يكون من الصعب فهمه بالنسبة للأشخاص الذين ليسوا على دراية بالمجال - فإن عدد درجات الحرية في نظرية الأوتار مضلل. في ظاهر الأمر، يبدو أن هناك عشرة أبعاد، وبالتالي هناك درجات حرية لمجال أو آخر أكثر مما نتوقع من نظام رباعي الأبعاد، لكن نظرية الأوتار ليست مجرد نظرية مجال. وهنا يأتي دور المبدأ الهولوغرافي، الذي يقول إن درجات الحرية في هذه الأبعاد العشرة هي في الواقع نفس درجات الحرية الموجودة في نظام أصغر خاليًا من الجاذبية. بالنسبة للمثال الأكثر شهرة (الذي يحتوي أيضًا على برهان رياضي حقيقي وليس مجرد فرضية)، فمن الممكن بشكل صريح بناء نظام بعشرة أبعاد، خمسة منها مدمجة وفي الواقع درجات حريته تعادل 4 -نظام الأبعاد دون الجاذبية. لن يصف كوننا (لأسباب لن أخوض فيها الآن، هذا المثال بالتحديد لا يناسبه لأنه لا يحتوي على البنية الكونية الصحيحة)، لكنه مثال يوضح أن عددًا ساذجًا من درجات الحرية (ثلاثة أضعاف اللانهاية أس ثلاثة، كما يقول بنروز) خاطئة تمامًا.
بنروز هو فيزيائي عظيم وعالم رياضيات ممتاز وهو المسؤول عن العديد من التقدم الكبير في دراسة الجاذبية في القرن العشرين، ولكن في رأيي هذه حالة كلاسيكية من العناد. سيأتي دائمًا "طفل" بفكرة جديدة ستكون غريبة عن الجيل السابق من العلماء، وسيصر البعض على رفضها لأسباب مبدئية، لأنها ليست ما يعرفونه. مرة أخرى، دون الانتقاص من هذا العالم العظيم على الإطلاق (دون أن أنسى أنني لم أتعمق في نقده بعد)، لدي انطباع بأن معظم انتقاداته مرتبطة بحقيقة أنه لم يدرس نظرية الأوتار حقًا العمق، لكنه يحاول رفضه لأسباب مبدئية.
ألبانتيزو، كيف حالك؟
لقد شاهدت مؤخرًا محاضرة مثيرة جدًا للاهتمام ألقاها روجر بنروز. وفي حوالي الدقيقة العشرين، يبدأ بالحديث عن الطبيعة الإشكالية لنظرية الأوتار، خاصة فيما يتعلق بأبعادها. يتحدث عن مشكلة ناشئة عن "الحرية الوظيفية" (درجات حرية الوظيفة؟) ومستويات الطاقة التي كان من المفترض أن نقيسها...
كما أنه يرسل اللوم إلى المجتمع من خلال إثارة المشكلة ولكن لا يتلقى أي شيء أكثر من الاعتبار الأولي.
لقد فهمت تقريبًا ادعائه وسأكون سعيدًا إذا قمت بتوضيح المشكلة قليلاً. فهل من جواب في المجتمع؟
لقد وجدت أيضًا مرجعًا في منتدى معين، لكن الإجابة كثيرة جدًا بالنسبة لي.
هذا هو يوتيوب:
https://youtu.be/3OsE8NETbNQ
وهذا هو الرابط من المنتدى
http://www.physicsoverflow.org/38040/penroses-functional-freedom-objection-dimensional-theories
شكرا!
لديجي وآخرين
أجد صعوبة في تصديق أن دراسة أجريت على خمس مجرات ستكون نموذجًا إحصائيًا جيدًا لاختبار حجم ثابت هابل. ومع ذلك، فمن الصعب القياس لأننا داخل الكون الذي نقيسه. ولذلك أعتقد أكثر القول بأننا تم قياسنا بواسطة القمر الصناعي بلانك الذي اختبر عينة أكبر..
بادئ ذي بدء، نحن نتحدث عن فترات منذ مليارات السنين، وعلى ما يبدو أكثر من عشرة مليارات سنة. ليس لدي إمكانية اليوم لتحديد بيانات مهمة لغرض القياس، على سبيل المثال، هل كانت سرعة الضوء هي نفسها كما هي اليوم؟ ففي نهاية المطاف، فإن تغيير نسب قليلة في هذه العوامل كان سيقلب السؤال رأساً على عقب، وسيكون نص المقال كما يلي:
يكشف بحث جديد أن الكون المبكر توسع بشكل أبطأ بكثير مما هو عليه اليوم
شيء آخر مهم هو الطبيعة الإشكالية لصيغة الجاذبية. ماذا تعني الأشياء؟حسنًا، إن صيغة نيوتن للجاذبية هي صيغة تم الحصول عليها استقرائيًا من القياسات التي أجراها من كيبلر وتايكو براهي وآخرين. كل هذه البيانات تم الحصول عليها فقط من البيانات التي كان لدى نيوتن مسافة تصل إلى حوالي عشر وحدات فلكية و"خمن" منها صيغته المعروفة. ولاحقاً تم اكتشاف الكواكب أيضاً أورانوس ونبتون والكوكب القزم بلوتو (مسافة حوالي أربعين وحدة فلكية، أي أقل من ألف سنة ضوئية!) وهي أيضاً تتصرف وفقاً لصيغة نيوتن. ولكن منذ ذلك الحين لم يتم تلقي أي تأكيد على صيغة نيوتن الشهيرة. وأي محاولة لتحديد مدى صحتها لمسافات أكبر من ألف سنة ضوئية ستواجه نقصًا كبيرًا في الجاذبية، وهو ما سنكمله بـ "اختراع القرن العشرين" - المادة المظلمة. لذلك يجب علينا أن نسأل أنفسنا ما إذا كانت صيغة نيوتن متوافقة أيضًا مع المسافات الكبيرة التي قطعتها المجرات في العصور القديمة، والكتل الهائلة المعنية. وفي الواقع، لا يسعني إلا أن أتفق مع خاتمة المقال "أن القياس مهم في تحديد المادة المظلمة والطاقة" لأن هذا ما سيحدث إذا قررت التمسك بأبواق مذبح الصيغة النيوتونية.
أنا خادمكم الأمين أعتقد أن صيغة الجاذبية النيوتونية التي يرتكز عليها هذا المقال لا تصح في هذه الحالة من المسافات المتطرفة/البعيدة/الهائلة والكتل والأزمنة، وظاهرة أخرى تحرك الكون.
من فضلك، من فضلك الرد بلطف. السبت اليوم، السبت اليوم، السبت
سابدارمش يهودا
http://yekumpashut.freevar.com
ديجي، هل اتصلت بي؟ إذا كان الأمر كذلك فلن أخيب ظنك وسوف أقرأ وأرد خلال ساعة تقريبًا.
يهودا
أين اختفى يهودا؟
يهودا سيعود إلينا
الكون ليس نتيجة للتوسع بل للانكماش
إن تطبيق صورة صغيرة بحجم 360 بكسل × 360 بكسل هو أفضل ما يمكنك التوصل إليه.
والأكثر إزعاجًا هو الضغط عليها وتكتشف أنها أصغر مما هو معروض في الموقع.
أنا آسف، لكني توقعت أكثر قليلاً من موقع علمي.