تغطية شاملة

هل التركيز الكبير للطاقة المظلمة في بداية الكون هو المسؤول عن تسريع توسع الكون الذي بدأ قبل 7 مليارات سنة ونشعر به اليوم؟

قام الباحثون بتحليل بيانات من التلسكوبات الفضائية التي قامت بقياس إشعاع الخلفية الكونية وتمكنوا من تحليل بنية الكون في المائة مليون سنة الأولى بعد الانفجار الأعظم

السماء في مجال الموجات الميكروية، كما تم تصويرها بواسطة تلسكوب بلانك الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. هذه الهياكل المرقطة لإشعاع الخلفية الكونية، وهو أقدم ضوء في الكون، مرئية عند خطوط العرض العليا على الخريطة. الشريط الموجود في المنتصف هو مستوى مجرتنا - درب التبانة. الصورة: وكالة الفضاء الأوروبية.
السماء في مجال الموجات الميكروية، كما تم تصويرها بواسطة تلسكوب بلانك الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. هذه الهياكل المرقطة لإشعاع الخلفية الكونية، وهو أقدم ضوء في الكون، مرئية في خطوط العرض العليا على الخريطة. الشريط الموجود في المنتصف هو مستوى مجرتنا - درب التبانة. الصورة: وكالة الفضاء الأوروبية.

يعرف هواة الغموض أن أفضل طريقة لحل اللغز هي العودة إلى حيث بدأ والبحث عن الأدلة. لفهم سر كوننا، يحاول العلماء العودة إلى أبعد ما يمكن إلى الانفجار الكبير.

ساعد تحليل جديد لإشعاع الخلفية الكونية (CMB) أجراه باحثون في مختبر لورانس بيركلي الوطني على النظر إلى أبعد نقطة زمنية من 100 عام إلى 300 ألف عام بعد الانفجار الكبير وتقديم أدلة جديدة لما قد حدث خلال تلك الفترة. تلك الفترة التي تعد جزءًا مما يسمى "العصور المظلمة للكون".

"لقد وجدنا أن الصورة القياسية للكون المبكر، والتي بموجبها سيطر الإشعاع وحلت المادة محله فيما بعد، ترقى إلى المستوى الذي يمكننا من خلاله فحص البيانات، ولكن هناك تلميحات إلى أن الإشعاع لم يفسح المجال للمادة في الكون". يقول إريك ليندر، عالم الفيزياء والمنظر في مختبرات بيركلي وعضو في مشروع علم الكونيات للمستعر الأعظم: "لقد شعرنا أن الأمر قد حدث". "يبدو أن هناك اندفاعة من الإشعاع الزائد الذي لا يأتي من فوتونات إشعاع الخلفية الكونية."
إن معرفتنا بالانفجار الكبير والسنوات الأولى للكون تأتي بالكامل تقريبًا من قياس إشعاع الخلفية الكونية - الفوتونات القديمة التي تم إطلاقها عندما برد الكون بدرجة كافية للسماح بفصل الإشعاع وجسيمات المادة. تكشف هذه القياسات أن إشعاع الخلفية الكونية كان له تأثير على نمو وتطور الهياكل واسعة النطاق التي نراها في الكون اليوم.

قام ليندر وزملاؤه علي رضا هوجاتي من معهد دراسة الكون المبكر في كوريا الجنوبية ويوهان سامسينج من مركز DARK لعلم الكونيات في الدنمارك (الذين كانوا ضيوفًا في مختبره وقت كتابة الورقة) بتحليل أحدث البيانات التي أطلقها المسبار. القمر الصناعي بلانك التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ومسبار ويلكنسون لتباين الموجات الميكروية (WMAP) التابع لناسا، الذين تمكنوا من إجراء قياسات أفضل دقة لإشعاع الخلفية الكونية، بالإضافة إلى تقليل الرأس وتغطية السماء بشكل أفضل من أي وقت مضى.

"بمساعدة بيانات Planck وWMAP، تمكنا من دفع الحدود إلى الوراء والنظر بعمق في تاريخ الكون إلى المناطق التي تهيمن عليها فيزياء الطاقة العالية، والتي لم نتمكن من الوصول إليها حتى الآن." ويقول ليندر: "بينما أظهر التحليل أن فوتونات إشعاع الخلفية الكونية، وهي بقايا الفترة الانتقالية بعد الانفجار الكبير، استبدلت بالمادة كما لاحظنا، إلا أنه لا يزال هناك تناقض في البيانات مقارنة بالنموذج القياسي مما يعني وجود جسيمات نسبية تتجاوز ضوء إشعاع الخلفية الكونية."

وفقًا لليندر، فإن المشتبه بهم الرئيسيين كمصدر للجسيمات النسبية هم الإصدارات "البرية" من النيوترينوات، وهي جسيمات دون ذرية بعيدة المنال وهي ثاني أكثر أنواع الجسيمات وفرة في الكون اليوم (بعد الفوتونات). ويستخدم مصطلح "البرية" لتمييزها عن جسيمات النيوترينو الشائعة في فيزياء الجسيمات التي نراها اليوم. المشتبه به الآخر هو الطاقة المظلمة، وهي القوة المضادة للجاذبية التي تعمل على تسريع توسع الكون، وهي نفس الطاقة المظلمة التي نلاحظها اليوم.

وقال ليندر: "إن الطاقة المظلمة المبكرة هي نوع من التفسير لأصل التسارع الكوني الذي ينبثق من بعض نماذج فيزياء الطاقة العالية". "في حين أن الطاقة المظلمة "التقليدية"، مثل الثابت الكوني، يتم تخفيفها إلى واحد على مليار من إجمالي كثافة الطاقة في وقت انبعاث إشعاع الخلفية الكونية، فإن نظريات الطاقة المظلمة الكونية تتنبأ بكثافة طاقة تبلغ 1-10 مليون مرة ".

يقول ليندر إن الطاقة المظلمة المبكرة ربما كانت القوة الدافعة التي تسببت في بدء التسارع الكوني بعد سبعة مليارات سنة. إن اكتشافها الفعلي لن يوفر فقط رؤى جديدة حول أصل التسارع الكوني، بل قد يؤدي أيضًا إلى اكتشاف أدلة جديدة على صحة نظرية الأوتار ومفاهيم أخرى في فيزياء الطاقات العالية.

"لقد بدأ العلماء بالفعل في التخطيط لتجارب لقياس استقطاب إشعاع الخلفية الكونية، مثل التلسكوبات POLARBEAR وSPTpol. وقال ليندر: "هذه التجارب يمكن أن تسمح لنا بإجراء مزيد من التحقيق في فيزياء بداية الكون".

ونشرت نتائج الدراسة في مجلة Physical Review Letters

للإعلان عن الباحثين على موقع Berkeley Labs

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

تعليقات 24

  1. بالنسبة لي، مفهوم "الشك في النتيجة" هو نفس مفهوم "الشك في النتيجة"، وهو نفس مفهوم "عدم الدقة في النتيجة"، وهو نفس مفهوم "النتيجة أكثر أو أقل" والمعنى دائمًا هو أن الأمر يتعلق فقط "بالنتيجة".
    (:))
    يوم جيد
    سابدارمش يهودا

  2. ر.ح.

    من ويكيبيديا:
    "المادة والمادة المضادة لهما نفس الكتلة، مع نفس العلامة، لذلك من وجهة نظر الجاذبية، تتصرف المادة المضادة مثل المادة العادية."

  3. "لا توجد علاقة بين المادة المضادة و"الجاذبية المضادة" (الطاقة المظلمة)" - كيف تعرف؟
    "المادة المضادة تجذب المادة العادية مثلما تجذب المادة العادية المادة العادية" - غير صحيح. المادة المضادة تجذب المادة والمادة تجذب المادة المضادة.
    إن جذب المادة المضادة للمادة على شكل مادة مضادة (الجاذبية) هو لغز.

  4. و. بن نير،

    لا توجد علاقة بين المادة المضادة و"الجاذبية المضادة" (الطاقة المظلمة) - المادة المضادة تجذب المادة العادية تمامًا كما تجذب المادة العادية المادة العادية، والطاقة المظلمة قصة مختلفة تمامًا.

  5. يهودا
    مرتين بي يساوي 6.24 تقريبًا. وليس "مع بعض عدم اليقين".
    المعجزات
    لم يسأل أحد أو يتحدث عن رقم واحد. ردك غير مفهوم ولا علاقة له بالسؤال.

  6. سابدارمش يهودا
    المثال الذي قدمته غير صحيح. 2 ضرب pi يساوي 6.24 مع اليقين 0. لا تخلط بين عدم اليقين والدقة. هذه أشياء مختلفة تمامًا.
    هناك أماكن في الرياضيات حيث يمكنك التحدث عن عدم اليقين. على سبيل المثال، في بعض طرق التشفير تحتاج إلى أعداد أولية كبيرة جدًا. لا توجد طريقة عملية للعثور على مثل هذه الأرقام. ولكن هناك طرق (مثل رابين ميلر) لاختبار ما إذا كان الرقم أوليًا أم لا، وهذه طرق احتمالية. أي أن الطريقة تخبرك، باحتمال معين، ما إذا كان الرقم أوليًا أم لا.

  7. حسنًا، على الأقل فهمت الخلاف الرئيسي بيننا. أنت مخطئ في أنه لا يوجد "دليل مع عدم اليقين" وأنا أدعي أنه ليس موجودًا فحسب، بل إن كل دليل في موضوع علمي يتم إجراؤه في ظل ظروف معينة من عدم اليقين.
    ملحوظة - في الرياضيات، يمكن أحيانًا القيام بالأشياء دون عدم اليقين. على سبيل المثال، خمسة في ستة يساوي 30 تمامًا بدون عدم اليقين، لكن اثنين في pi يساوي 6.24 مع بعض عدم اليقين.
    علاوة على ذلك، يسعدني رؤيتك مرة أخرى من وقت لآخر في مساحة التعليقات الخاصة بالعالم.
    يوم جيد
    سابدارمش يهودا

  8. يهودا:
    زعمتم - فزعمتم!
    هل يمكنك حقًا إثبات أن الأمور غدًا ستهبط بنفس سرعة اليوم؟
    ففي النهاية، لقد خالفت هذا الافتراض في تعليقك السابق!
    في رأيي لا يوجد شيء اسمه "الدليل على عدم اليقين". والدليل مع عدم اليقين هو ببساطة ليس دليلا. لا أستطيع أن أؤكد ذلك بقوة لأن اللغة هي مسألة تقليد وإذا استخدم الناس كلمة برهان لوصف فيل، فلا أستطيع تغيير ذلك وسأبدأ أيضًا في تسمية الفيل باسم البرهان.
    أنت تحدد ما يفعله العلماء بأنه غير علمي.
    حسنًا، دعوني أعرّف ما تفعلونه بأنه غير يهودي.

  9. لقد قرر جاليليو بالفعل أنه في العلم فقط القياسات هي التي ستحدد ما إذا كان الادعاء أو الصيغة أو النظرية صحيحة، وأنا أدعي أن النظريات أو الصيغ مثبتة بالفعل، ولكن مع قدر معين من عدم اليقين في نطاق القياسات التي اختبرناها. خارج هذا النطاق لا أعرف ماذا يحدث.
    على سبيل المثال، تم إثبات صيغة نيوتن للجاذبية في النظام الشمسي لمسافات تصل إلى ألف سنة ضوئية (حوالي 60 أو 70 سنة)، عندما يكون عدم اليقين في الصيغة، في رأيي، في حدود المليون. (هناك انحراف معين عن الصيغة في بلوتو وفي شذوذ بايونير) إذا أراد شخص ما أن يقرر أن الصيغة ستناسبه حتى على مسافات مائة مليون مرة (المجرات) بنفس الانحراف واستخلاص استنتاجات مختلفة حول الكتل والظلام الطاقات، تلك هي مشكلته، لكنها ليست علمية. خذ على سبيل المثال ما فعلوه بتوسع الكون. لقد اكتشفوا أن التوسع كان أعلى من سرعة الضوء المعروفة اليوم، فبدلاً من التحقق من أن سرعة الضوء ربما كانت أكبر في ذلك الوقت، وجدوا حلاً سهلاً عن طريق تشغيل الفضاء بأكمله بسرعة أكبر، وحددوا أن الفضاء هو يسمح لها بالتوسع بشكل أسرع من سرعة الضوء.
    يرجى الرد بلطف.
    شكر
    يوم جيد
    سابدارمش يهودا

  10. يهودا:
    لم يقل أحد
    وهذه هي طبيعة النظريات. لم يتم إثباتها أبدًا ولم تكن أبدًا نتيجة "قال شخص ما ذلك ..."
    فنحن نرحب بدحض الافتراضات التي تزعجك أو تزعج أي نظرية علمية أخرى.

  11. أنت تتحدث بثقة شديدة عن المواقف الكونية المتطرفة عندما لا يكون كل ما تشير إليه هو بالضرورة ما تعتقده. من قال للثالوث أن سرعة الضوء هي نفس السرعة؟
    واليوم من قال أن قوانين الفيزياء واحدة؟

  12. يوضح المقال أن المادة المضادة والطاقة المظلمة هما مظهران لكيان فيزيائي واحد،
    الطاقة المنتشرة (... من الناحية الفيزيائية بالطبع)، أما المادة - الطاقة الكهرومغناطيسية - والجاذبية فهي تجليات لكيان فيزيائي ثانٍ، وهو الطاقة المتقلصة.
    وتظهر الطاقة المنتشرة في النطاق الفلكي الكوني الكبير مئات الملايين ومليارات السنين الضوئية
    بينما تعمل الطاقة المتقلصة في النطاقات الفلكية الصغيرة للعناقيد المجرية، وتصل إلى حوالي عشرات الملايين من السنين الضوئية.

  13. وأكثر من ذلك: بسبب التوسع المتسارع، حتى المجرات التي نراها اليوم ستخرج أيضًا في المستقبل (إذا لم يتوقف التسارع) خارج الكون المرئي، حيث ستتجاوز سرعة انحسارها سرعة الضوء (في الواقع، فمن المحتمل أن بعض المجرات التي نراها اليوم قد خرجت بالفعل من الكون المرئي الكون المرئي والنور الذي نراه منهم اليوم هو نور خرج منهم قبل أن يفعلوا هذا).
    في كتابه الكون من لا شيء يتكلم لورانس كراوس لحقيقة أننا نعيش في فترة "مخفضة" لا يزال من الممكن فيها ملاحظة توسع الكون.
    وفي رأيه أن الكائنات التي لا تقل ذكاءً عنا والتي ستعيش في الكون في المستقبل البعيد لن تكون قادرة على رؤية النجوم التي ليست في مجموعتها المحلية، وبالتالي لن يكون لديها أي دليل على أن الفضاء يتوسع.

  14. يثمر،
    ليس هكذا.
    الفضاء نفسه لا يخضع لسرعة الضوء، لذا فإن حساباتك خاطئة. الكون يتوسع بشكل أسرع من الضوء وهناك بالتأكيد مناطق منفصلة عنا سببيا ولن نتمكن من رؤيتها أبدا

  15. وبما أنه في بداية الانفجار الكبير تم خلق كل من الضوء والمادة وكان الضوء يتحرك بأقصى سرعة، فقد وصل الضوء إلى حافة الكون والمادة بعيدة جدًا عن الضوء، مما يعني أن الضوء قد تجاوز المادة منذ فترة طويلة. ومن هذا الشكل يمكن استنتاج أن سرعة تمدد الكون هي سرعة الضوء، وبما أن عمر الكون 13 مليار سنة فإن حجمه يساوي سرعة الضوء في سرعة الضوء، فاكتشفوا أنها 13 مليار سنة. مليون مرة المسافة التي يقطعها الضوء في السنة.

  16. بوعز:
    لا يوجد شيء اسمه "سرعة توسع الكون".
    لنبدأ بحقيقة أنه فيما يتعلق بالأرض، كلما كانت المجرة خارج المجموعة المحلية بعيدة عنا - كلما تراجعت بشكل أسرع بل وتسارعت في انحسارها.
    ومن الممكن أن تكون هناك مجرات تزداد بعدها عن العنقود المحلي بسرعة تتجاوز سرعة الضوء، وبالتالي لا نستطيع رؤيتها على الإطلاق.
    في الوقت نفسه، من المستحسن التأكيد على أن سرعة المجرة هي أيضًا شيء غير محدد في حد ذاتها: هناك سرعات نسبية فقط (ولهذا السبب تحدثت عن السرعة بالنسبة للأرض أو بالنسبة للكتلة المحلية).

  17. مرحبا،
    ولهذا عليك أن تؤمن بالانفجار الكبير والدين العلمي...
    بشكل عام، المواد الداكنة تترك انطباعاً كبيراً وتبني حجاب تقديم السدر بطريقة رائعة...

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.