"تلقينا رسالة مهمة من أول أجزاء من الثانية للكون بعد الانفجار الكبير"

هذا ما قاله البروفيسور مارك كاميونكوفسكي عالم الفيزياء النظرية من جامعة جونز هوبكنز، والذي اقترح إجراء التجربة في القطب الجنوبي، في مقابلة مع موقع هيدان، وكان البروفيسور كاميونكوفسكي ضيفا في الجامعة العبرية وألقى المحاضرة بعنوان بعد أرنولد روزنبلوم في معهد راكيه للفيزياء في الجامعة العبرية.

"إن اكتشاف النمط في إشعاع الخلفية الكونية، وبالتالي إثبات التضخم، هو أهم اكتشاف في علم الكونيات، لكنه خلق أسئلة جديدة حول ما سبق التضخم وكيف تم إجراؤه في جميع مراحله". هكذا يقول البروفيسور مارك كاميونكوفسكي، عالم الفيزياء النظرية من جامعة جونز هوبكنز، الذي اقترح إجراء التجربة في القطب الجنوبي في مقابلة مع موقع هيدان، وقد استضاف البروفيسور كاميونكوفسكي البروفيسور تسفي بيرين في معهد راكيه للفيزياء في جامعة هيدان. وألقت الجامعة العبرية المحاضرة التي تحمل اسم أرنولد روزنبلوم لباحثي المعهد، وهي محاضرة تناولت بالطبع الاكتشاف المهم وهو اكتشاف موجات الجاذبية في إشعاع الخلفية الكونية.

كما أذكر، في مؤتمر صحفي حضره البروفيسور كاميونكوفسكي في 17 مارس، أعلن علماء الفلك من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في ماساتشوستس، ومن معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (CALTECH) ومن مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في كاليفورنيا، أنه وفقًا ووفقًا لحساباتهم، فقد اكتشفوا دليلاً على وجود موجات الجاذبية، وهي تموجات في نسيج الزمكان. وهذا هو أول دليل مباشر على أن الكون خضع لتوسع سريع قصير ولكن هائل مباشرة بعد الانفجار الكبير.

تم الحصول على النتيجة عن طريق مسح جزء من السماء أثناء البحث عن تغييرات صغيرة في نمط إشعاع الخلفية الكونية، وهو صدى الانفجار الكبير الذي يمكن رؤيته اليوم في كل اتجاه في السماء في مجال الموجات الدقيقة، عند درجة حرارة من ثلاث درجات كلفن. في أواخر التسعينيات، اقترح البروفيسور كاميونكوفسكي وضع تلسكوب في القطب الجنوبي، لفحص إشعاع الخلفية الكونية، وهو الاكتشاف الذي تم في النهاية من خلال ملاحظات متتالية على مدى ثلاث سنوات 2010-2012 من قبل الفريق الذي أعلن النتائج حول اثنين من منذ أسابيع.

"إن اكتشاف التضخم الكوني أمر مفاجئ ويخبرنا بأشياء لم نكن نعرفها من قبل. يعد هذا أكبر اكتشاف على الإطلاق منذ الثابت الكوني (وحقيقة أن الكون يتوسع بسرعة) في عام 1998. في رأيي، مع مرور الوقت، سيتم الكشف عن أن هذا اكتشاف أكثر أهمية. على أية حال، كلا الاكتشافين كانا غير متوقعين وعرفنا من خلالهما تفاصيل جديدة عن الكون وكيف يتصرف.

إذا فسرنا الإشارات بشكل صحيح، فهذه تحية من الكون عندما كان جزء من تريليون تريليون من تريليون من الثانية بعد الانفجار الأعظم. ونحن نعلم أن هذا ليس سوى غيض من فيض. قائمة الأشياء التي لا نعرفها ستكون دائمًا أطول من قائمة الأشياء التي نعرفها بالفعل ومن المثير اكتشاف شيء جديد في كل مرة.

نموذج التضخم الحالي تنبأ بشكل عام بوجود موجات الجاذبية، لكننا لم نعرف مدى قوة الإشارات التي سنراها، بمجرد اكتشافنا للإشارات ومعرفة قوتها سيكون من الأسهل تركيز البحث والإجابة على أسئلة أخرى مهمة مثل كيف تطور تضخم الكون خطوة بخطوة، وبشكل خاص ما سبقه، لأن التضخم له خاصية محو جميع المعلومات التي كانت موجودة قبل حدوثه.

ما سبب التضخم؟

"هذا سؤال جيد. وكما ذكرت، فإن الملاحظات التي تم تقديمها كجزء من البحث تعطينا سببًا للاعتقاد بوجود تضخم. "هناك العديد من النظريات التي تحاول تفسير سبب حدوث ذلك، وما زلنا لا نعرف ما هي النظرية التضخمية الصحيحة، ولكن نطاق الاحتمالات ضاقت ومن خلال مزيد من البحث والقياسات سنعرف سبب حدوث ذلك".

لماذا كان من الضروري فعلاً الانتقال إلى القطب الجنوبي، هل لأن هناك ليالي متواصلة لمدة نصف عام، ألا يجعل ذلك البحث أكثر تكلفة؟

"إن تكلفة التلسكوب في القطب الجنوبي ليست كبيرة. ومن الصعب تقدير تسارع التكلفة بدقة لأن مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) تدير بالفعل المحطة في القطب الجنوبي لأغراض أخرى، لذلك كانت هناك بالفعل بنية تحتية لمثل هذه التجربة. تكلفة التلسكوب والتجربة نفسها ليست كبيرة مقارنة بالدراسات الكونية. وبالفعل نزل أعضاء الفريق إلى هناك في شتاءنا - وهو الصيف في نصف الكرة الجنوبي، ويغادرون في شتاء القطب الجنوبي، باستثناء باحث مناوب يقوم بتشغيل الأنظمة في الشتاء، فإن أعمال المراقبة نفسها كانت تتم عن بعد. وبما أن هذه موجات راديوية، فلا يهم النهار أو الليل، باستثناء الساعات التي تكون فيها الشمس فوقك مباشرة وفي عمليات الرصد التي تتم على مدى ثلاث سنوات. بالإضافة إلى ذلك، هذه منطقة خالية من الاضطرابات."

"تمتد بياناتهم من 2010 إلى 2012. كما استخدموا بيانات من دراسة سابقة أجريت (بمعدات أقل تقدمًا) في الفترة 2006-9 وتعاونوا مع دراسة أخرى تم تضمين نتائجها أيضًا في الحساب."

واكتشفوا نمطا في استقطاب إشعاع الخلفية الكونية المعروف باسم BMODE، وهو دليل على وجود موجات الجاذبية. ومع ذلك، فقد لاحظوا جزءًا صغيرًا جدًا من السماء، أقل من 1% من سطح السماء. يمكننا أن نحاول قياس النمط في مناطق أكبر من السماء. ومما فهمناه حتى الآن أن هناك بعض التعليمات البرمجية في هذا النمط ولم نقرأ حتى الآن سوى جزء صغير من الرسالة. ستكون الخطوة التالية هي رسم خريطة لمساحة أكبر من السماء. وكما ذكرنا، كان هذا كافيا للحصول على دليل على حدوث التضخم، لكن المزيد من القياسات ستكشف لنا كيف تطور مع مرور الوقت، والآلية التي سبقته. هناك أنواع مختلفة من الفيزياء في المناطق التي كانت الظروف فيها مختلفة تمامًا عن تلك التي نختبر فيها قوى الطبيعة الأربع اليوم. إن قياس هذه الأنماط على جزء أكبر من السماء قد يقدم دليلاً على كيفية حدوث ذلك".

هل للتضخم تأثير على طريقة تشكل المجرات؟
البروفيسور كاميونكوفسكي: "الإجابة ليست كثيرة. الاكتشاف الحالي لم يغير المعرفة التي لدينا فيما يتعلق بمسألة كيفية تشكل المجرات، لكنه يثير سؤالا بشأن تأثير التوسع على توزيع المجرات في الكون. ربما نتمكن من الإجابة على سؤال بسيط من خلال مسح شامل للمجرة».

ما رأيك في نظريات الأكوان المتعددة؟
"إن حل الأكوان المتعددة هو أحد التفسيرات النظرية لمسألة سبب نشوء التضخم. إحدى مشاكل التضخم هي أنه يمحو تقريبًا أي إشارة لما حدث من قبل. الاكتشاف الجديد لا يخبرنا بما سبق التضخم، لكني آمل أن تعطينا التجارب المستقبلية إجابات حول هذا الموضوع. ومع ذلك، فإن فكرة الكون المتعدد هي فكرة نظرية غير ناضجة. ويرجع إليه المنظرون جميع المسائل التي ليس لدينا لها جواب. وأتمنى أن تجد القياسات الجديدة إجابات على الأسئلة التي لا تزال مفتوحة، سواء أثبتت هذه النظرية أو غيرها. لا أعرف حتى الآن ماذا سيكونون. إنه أمر جيد لأن المفاجآت هي أفضل شيء في العلم. المفاجآت بحكم التعريف لا يمكن التنبؤ بها”.

هل تصدقون النتائج أم لا يزال هناك مجال للشك؟
"نعم، هذه نتائج ذات عواقب لا تصدق. فإذا كان الادعاء صحيحا، فهو استثنائي عن أي ادعاء آخر في العلم، ويتطلب إثباتا استثنائيا، كما قال الراحل كارل ساغان أكثر من مرة. والشيء التالي، كما هو الحال مع أي اكتشاف علمي، هو أن المجموعات الأخرى سوف تقوم بنفس القياسات، وأن أصدقائهم سوف يعيدون فحص جميع الافتراضات، وبعد ذلك يمكننا أن نحدد بقدر أكبر من اليقين ما إذا كان ما يرونه هو بالفعل الثوم. أثار الفريق الحالي هذه القضية. لقد قاموا بعمل جيد وقاموا بتدقيق النتائج. لقد فحصوا كل تفسير بديل ورفضوا العديد منهم. يجب التحقق من النتائج على هذا المقياس مرة أخرى، وأعتقد أنه خلال عام أو عامين سيكون لدينا معلومات إضافية تسمح لنا بإثبات ذلك".

البروفيسور آفي ليب من جامعة هارفارد، وقد ذكرتم أن هذا اكتشاف على مستوى جائزة نوبل، فهل هذا شيء قريب من بوزون هيغز الذي فاز به هيغز وإنجلر بجائزة نوبل منذ حوالي ستة أشهر؟

"هذا اكتشاف أكثر أهمية من اكتشاف هيغز. بحلول الوقت الذي تم فيه اكتشاف هيجز، كانت النظرية قد تم تأسيسها بالفعل، وتم استبعاد العديد من البدائل، وكان الأمر مجرد مسألة بناء جهاز معقد يمكنه تقديم النتيجة. وفي الحالة الحالية، كما ذكرت، اكتشفنا أيضًا أشياء لم نكن نعرفها، وبالتالي فهي نظرية أكثر إثارة".