ما مدى سرعة تمدد الكون؟ ربما يكون علماء الفلك قد اقتربوا خطوةً أخرى من حل "مشكلة هابل"
ما مدى سرعة تمدد الكون؟ ربما يكون علماء الفلك قد اقتربوا خطوةً أخرى من حل "مشكلة هابل"
توصل العلماء إلى أن الكون المحلي قد يتوسع بوتيرة أبطأ مما كان يُعتقد سابقاً. هذا الاكتشاف، الذي تم التوصل إليه من خلال دراستين منفصلتين، قد يُخفف من أحد أكثر التحديات إلحاحاً في علم الكونيات، ألا وهو تناقض هابل.
ثابت هابل – الذي سمي على اسم إدوين هابل، عالم الفلك الذي اكتشف في أوائل القرن العشرين أن الكون يتوسع – هو المعدل الذي يحدث به هذا التوسع.
ينشأ التناقض في قيمة ثابت هابل من حقيقة أن رصد الكون المحلي يُعطي قيمة مختلفة لهذا الثابت عن تلك المُستنتجة باستخدام إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (CMB) – وهو أول ضوء للكون، والذي أشرق بعد الانفجار العظيم بفترة وجيزة. يقوم علماء الفلك بقياس إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، ثم يُجرون حساباتهم باستخدام النموذج القياسي لعلم الكونيات، المعروف بنموذج لامدا للمادة المظلمة الباردة (LCDM).
يتبع المقال أدناه ترتبط المجرات داخل هذه المجموعات معًا في نفس الوقت عن طريق الجاذبية المتبادلة، وتنفصل عن بعضها البعض بفعل التدفق الكوني الناتج عن تمدد الفضاء الذي تندمج فيه.
تشير كلتا النتيجتين إلى أن الكون يتوسع بوتيرة أبطأ في جوارنا مما كان يُعتقد سابقًا. ولا تقتصر فائدة هذه التقنية على تقريب قياسات ثابت هابل في الكون القريب من تلك التي أُجريت باستخدام نموذج إشعاع الخلفية الكونية الميكروي ونموذج المادة المظلمة الباردة، بل إنها تُشير أيضًا إلى أن كمية أقل من المادة المظلمة مطلوبة لتفسير الرصد الكوني وديناميكيات المجرات.
هالة أم لا؟
توصلت الفرق البحثية إلى استنتاجاتها من خلال دراسة مجموعتين من المجرات: مجموعة قنطورس أ (إحدى أقرب المجرات إلينا، باستثناء المجموعة المحلية لمجرة درب التبانة)، ومجموعة م81. وبدلاً من استخدام رصد المستعرات العظمى من النوع Ia القريبة أو الأحفورة الكونية لأول ضوء في الكون، والمتمثلة في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، لقياس ثابت هابل، استخدم الباحثون حركة هذه المجرات المتجمعة في ظل التوازن الدقيق بين تأثير الجاذبية الجاذبة وتأثير التنافر الناتج عن تمدد الكون.
اكتشف علماء الفلك أن عشرات المجرات الصغيرة التي تشكل مجموعة قنطورس أ لا تهيمن عليها في الواقع المجرة الإهليلجية العملاقة التي تحمل الاسم نفسه. بل إن هذه المجرة تشكل في الواقع نظامًا ثنائيًا مع مجرة المجموعة M83.
كان من المعروف سابقًا أن مجموعة M81 تضم مجرات ثنائية (M81 وM82) في مركزها. وكشف البحث الجديد أنه على الرغم من أن بنية هذه المجموعة منظمة بدقة، فإن المنطقة الداخلية التي تمتد لحوالي مليون سنة ضوئية تميل بزاوية 34 درجة تقريبًا بالنسبة لمحيطها الأوسع. وحتى مسافة تقارب 10 ملايين سنة ضوئية، يتوافق اتجاه مجموعة M81 مع اتجاه بنية مادية واسعة تشبه الصفيحة تمتد إلى مجموعة قنطورس أ.
اكتشف الفريقان من العلماء أيضًا أنه بالإضافة إلى تشابه البيئة التي تشترك فيها مجموعتا المجرات، فإن كتل ألمع المجرات في هاتين المجموعتين تُشكّل معظم الكتلة الإجمالية. وبالتالي، يمكن اعتبار حركة جميع المجرات داخل المجموعتين نتاجًا لتفاعل التأثير الجاذبي لهذه المجرات الساطعة مع التدفق الكوني للكون المتوسع.
ورقتان بحثيتان في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
