دراسة تجد أدلة على تسارع توسع الكون لا تزال صلبة

الملخص:

مؤخرًا، نشر فريق بحث دولي مكون من علماء فيزياء فلكية من العديد من الدول أحدث النتائج التي تقول إن توسع الكون لا يزال يتسارع ولم يبدأ في التباطؤ كما ادعت دراسة سابقة جذبت اهتمامًا واسع النطاق. يعتقد الباحثون أن الاستنتاج القائل بأن توسع الكون قد يتباطأ ينبع من سوء فهم لبيانات الرصد، في حين أن النظرية السائدة في علم الكونيات الحديث بأن الطاقة المظلمة تدفع التوسع المتسارع للكون لا تزال قائمة.

تم نشر نتائج البحث في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. ويضم فريق البحث العديد من العلماء المشهورين مثل آدم ريس وبريان شميدت الحائزين على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011.

نشأ الجدل من دراسة كورية جنوبية نشرت في نوفمبر من العام الماضي. تقترح الدراسة أن توسع الكون ربما دخل مرحلة التباطؤ، ومن المتوقع أن "الطاقة المظلمة" التي يُعتقد أنها تدفع التوسع المتسارع للكون قد تضعف تدريجياً. إذا كان هذا الاستنتاج صحيحا، فإنه سيشكل تحديا كبيرا للإطار النظري الحالي لعلم الكونيات.

وفقًا للنظرية الحالية، فإن الطاقة المظلمة هي طاقة غامضة لم يتم فهم خصائصها بشكل كامل. يُظهر تأثيرًا مشابهًا لـ "مضاد الجاذبية" ويعتبر القوة الدافعة الرئيسية للتوسع المتسارع للكون. ومنذ نهاية القرن الماضي، دعمت ملاحظات عديدة هذه الفكرة.

د. وقال فيل وايزمان من جامعة ساوثامبتون في المملكة المتحدة إنه لا يوجد في الواقع أي خطأ في القياسات التي كانت مقبولة على نطاق واسع في الماضي، وأن فهم الناس الحالي للمصير النهائي للكون لا يزال موثوقًا به. وأشار إلى أنه على الرغم من أن هذا الجدل اجتذب الاهتمام الأكاديمي في السابق، إلا أن التحليل الأخير يظهر أنه لا يوجد ما يسمى بـ "الأزمة الكونية". ومع ذلك، فإن سبب استمرار الطاقة المظلمة في دفع التوسع المتسارع للكون لا يزال لغزًا كبيرًا لم يحله المجتمع العلمي بعد.

هناك أدلة مهمة على النظرية الحديثة للتوسع المتسارع للكون تأتي من ملاحظات المستعرات الأعظم من النوع Ia. المستعرات الأعظم من النوع Ia هي أحداث سماوية شديدة السطوع تتشكل بعد انفجار عنيف لنجم قزم أبيض. وفي حوالي عام 1998، قام العلماء بقياس سطوع هذه المستعرات الأعظم وبعدها، واكتشفوا أن المجرات البعيدة كانت تبتعد عنا بشكل أسرع من المتوقع، مما أدى إلى استنتاج مفاده أن توسع الكون يتسارع. أدى هذا الاكتشاف في النهاية إلى حصول ريس وشميدت وسول بيرلماتر على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011.

ومع ذلك، اقترح فريق بحث كوري جنوبي تفسيرًا آخر في العام الماضي. وهم يعتقدون أن المستعرات الأعظم من النوع Ia من عصور مختلفة قد لا يكون لها نفس ذروة السطوع. إذا تغير سطوع المستعرات الأعظمية نفسها مع عمر الكون، فمن الممكن أن يخطئ علماء الفلك في اختلاف السطوع هذا كدليل على أن توسع الكون يتسارع، في حين أن توسع الكون قد يتباطأ في الواقع.

استجابة لوجهة النظر هذه، قام فريق البحث الجديد بإعادة فحص البيانات وطرق التحليل ذات الصلة. ويعتقدون أن المشكلة الرئيسية في الدراسة الكورية تكمن في التحيز في طريقة تقدير أعمار النجوم. لقد ساوت الأبحاث السابقة بشكل مباشر عمر المجرة المضيفة وعمر النجم الذي انفجر لاحقًا على شكل مستعر أعظم، لكن التحليل الجديد يظهر أن هذا الافتراض غير صحيح.

وأشار الباحثون أيضًا إلى أن الدراسات السابقة لم تأخذ في الاعتبار بشكل كامل تأثير كتلة المجرة المضيفة على قياسات المستعر الأعظم. في الواقع، يعد تصحيح كتلة المجرة المضيفة بالفعل خطوة قياسية في التحليل الكوني الحديث، مما يساعد على تحسين دقة المراقبة وتقليل الأخطاء المنهجية.

وقال البروفيسور آدم ريس إن أي ادعاءات رئيسية تتحدى النظريات الحالية تحتاج إلى الخضوع لاختبارات صارمة للغاية. وأشار إلى أنه عندما يقوم الباحثون بمعايرة بيئة المستعر الأعظم ومجموعات النجوم المختلفة وفقا للمعايير الحديثة، فإن الأدلة الداعمة للتوسع المتسارع للكون لا تزال متسقة إلى حد كبير، وليس هناك ما يشير إلى زعزعة النظرية السائدة.

يعتقد فريق البحث أنه على الرغم من أن هذا النقاش لم يقلب نظرية الطاقة المظلمة في نهاية المطاف، إلا أنه لا يزال يتمتع بأهمية إيجابية. وقال البروفيسور مارك سوليفان من جامعة ساوثهامبتون إن التشكيك في النظريات الراسخة كان جزءًا مهمًا من التطور العلمي. وحتى لو تبين أن الفرضية ذات الصلة غير صحيحة، فإنها لا تزال تدفع العلماء إلى التفكير في آلية انفجارات السوبرنوفا من منظور جديد وتدفع الباحثين إلى إيجاد طرق أكثر دقة لقياس الطاقة المظلمة.

وقال المؤلف المشارك الدكتور برودي بوبوفيتش إن فريق البحث التزم في السنوات الأخيرة باستكشاف العمليات الفيزيائية الفلكية لانفجارات السوبرنوفا وتأثير هذه العمليات على القياسات الكونية. وبعد إعادة فحص الافتراضات الأساسية المختلفة هذه المرة، وجد الباحثون أن الإطار النظري الحالي لديه بالفعل فهم كامل نسبيًا لهذه العوامل، وتم دمج التأثيرات ذات الصلة في نظام القياس الكوني.

لذلك خلصت أحدث الأبحاث إلى أنه لا يوجد حاليا أي دليل موثوق على أن الكون قد بدأ في إبطاء توسعه، ولا تزال الطاقة المظلمة أفضل إطار نظري لتفسير التوسع المتسارع للكون. بالنسبة للعلماء، لم يعد السؤال الحقيقي الذي لم تتم الإجابة عليه هو ما إذا كانت الطاقة المظلمة موجودة أم لا، ولكن ما هي بالضبط هذه الطاقة الغامضة ولماذا تستمر في السيطرة على تطور الكون.