بفضل ورقته البحثية التي نُشرت عام 1927، استطاع جورج ليمتير أن يخلد اسمه في التاريخ كواحد من أكبر المساهمين في فهمنا للكون ونشأته. أحب العلوم والتكنولوجيا. وشهد أحداثًا رائدة في التاريخ خلال الحرب العالمية الأولى وما وبعدها. واليوم في سلسلتنا التي تُنصف العلماء الذين لم تنصفهم نوبل، سنلقي نظرة عن كثب على هذا العالم المميز.

من هو جورج ليمتير؟

لأبوين مسيحيين كاثوليكيين، وُلد جورج جوزيف ليمتير في بلجيكا عام 1894. ولم تتميز طفولته بشيء خارق. كان طفلًا عاديًا ولم يعرف أنه سيصبح واحدًا من أعظم علماء الفلك مساهمةً في تاريخ العلوم. التحق جورج بالجامعة الكاثوليكية بمدينة لويفن البلجيكية عام 1911 آملًا أن يحصل على درجة البكالوريوس في الهندسة. ولكن لسوء حظه أن العالم دخل في حرب عالمية في عامه الثالث من التحاقه بالجامعة.

تطوع صاحبنا بالجيش وخدم كضابط مدفعية في الجيش البلجيكي. ومُنح وسام الشجاعة وغيره من الأوسمة وذلك عرفانًا بإقدامه وشجاعته. لكن المشكلة الوحيدة أنه كان يكتم بداخله ما يراه من أهوالٍ بما يكفي لتغيير حيوات أشجع الأشخاص. وهذا الأمر غيّر حياته بشكل عميق. وبعدما انتهت الحرب، عاد ليمتير إلى دراسته الجامعية. ولكن هذه المرة تغيرت رغبته الدراسية من الهندسة إلى الرياضيات، والتي برع فيها وتخرج بدرجة في الدكتوراه في العلوم والرياضيات عام 1920 بعدما قدم أطروحة رائعة.

أحب ليمتير الفلك، وأراد أن يربطه بدراسته للرياضيات، فاتجه نحو الرياضيات الفلكية Mathematical Astronomy. ذهب ليدرس في كامبريدج العريقة في إنجلترا، وكان أحد تلامذة الفلكي الكبير آرثر إدنجتون الذي وصفه بالعبقرية، والرؤية الواضحة، والبراعة في الرياضيات. لم يكتف العالم الشاب بهذا وحسب، بل ذهب إلى الجامعة العملاقة الأخرى التي دائمًا ما يرتبط اسمها بكامبريدج؛ ألا وهي جامعة هارفارد، وذلك في عام 1923 وحتى 1924، وكان دائمًا ما يتفقد مرصد ماستشوستس.

بعد هذه الخبرة الكبيرة، عاد صاحبنا إلى بلجيكا في عام 1925، وعُرض عليه أن يصبح محاضرًا بالجامعة التي بدأ فيها دراسته -الجامعة الكاثوليكية- وهذا ما لم يستطع رفضه. وفي الوقت ذاته، لم يتخل عن ماستشوستس ولا عن مرصدها المميز وكان دائم الزيارة هناك، ومُنح درجة الدكتوراه عن أطروحته لمعهد MIT، والتي كانت بعنوان The gravitational field in a fluid submitted عام 1927. [1]

أينشاين يعارض أفكار ليمتير

في الورقة البحثية المذكورة آنفًا، قدم ليمتير حلًا رياضيًا محكمًا لمعادلات النسبية العامة [2] فيما يختص بتوسع الكون. وفي نفس العام، عام 1927، انعقد مؤتمر سولفاي الشهير، الذي شهد حضور كِبار العلماء وقتها، ومن بينهم أينشتاين الذي تحدث مع ليمتير وأخبره بأن أفكاره المُقدمة في هذه الورقة البحثية ذُكرت من قبل عام 1922 بواسطة الفيزيائي الروسي أليكساندر فريدمان، وعلى الرغم من أنها أفكار صحيحة رياضيًا، إلا أنها غير واقعية على المستوى الفيزيائي، قائلًا:

حساباتك صحيحة، لكن فهمك للفيزياء بغيض

أينشتاين إلى ليميتر

لم يكن أينشتاين الوحيد الذي رفض أفكار ليمتير، بل كان معظم الوسط العلمي متشدقًا في معارضة أفكار البلجيكي. باختصار شديد، كانت أفكار ليمتير تدعم توسع الكون، وكان أينشتاين والوسط العلمي متمسكين بسكونه. [3]

هابل يُنصف أفكار ليمتير

إلى أن جاء إدوين هابل عام 1929. وقتها قدم من الأدلة العلمية ما يفيد بتوسع الكون معارضًا بذلك فكرة الكون الساكن Static Universe وقتها. فبدأ العلماء يقتنعون شيئًا فشيئا. وفي عام 1927، أرسل ليمتير نسخة من ورقته البحثية إلى أستاذه آرثر إدنجتون، والذي اقتنع بها على الفور ورأى أنها تقدم حلولًا واقعية تثبت تمدد الكون. وهذا ما جعله يترجمها إلى الإنجليزية، وينشرها في دورية Monthly Notices of the Royal Astronomical Society في 1931.

وعلى الرغم من معارضة إدنجتون وغيره من العلماء لبعض أفكار ورقة ليمتير، مثل أن الكون له نقطة بداية؛ إذ أنهم كانوا يصدقون بأن الكون موجود منذ الأزل، ولم يبدأ من نقطة محددة، إلا أن معظم أفكار ورقة ليمتير البحثية بدأت تلاقي قبولًا واسعًا لم تكن لتحظى به من قبل. [2]

الانفجار العظيم أو البيج بانج!

مثّلت ورقة ليمتير البحثية بذور ما نعرفه اليوم باسم نظرية الانفجار العظيم أو Big Bang Theory. وهي النظرية التي تقبلها معظم العلماء، وما زالوا يتقبلونها. ولكن الطريف في الأمر أن هذا المصطلح صُك من قِبَل أشرس المعارضين لها وهو فريد هويل، الذي نعته ا بالـ Big Bang عام 1950 في أحد اللقاءات للسخرية منها.

وبعد أن كان أحد المعارضين الأساسيين للنظرية، انضم أينشتاين لصف جورج ليمتير، وأبدى إعجابه بنظريته.

تعاون العالمان -أينشتاين وليميتير- في إلقاء سلسلة من المحاضرات لشرح النظرية التي ازداد ثِقلها وانتشرت كما النار في الهشيم. وقدم جورج ليمتير أٌسسًا علمية ما زال معترفًا بها حتى يومنا هذا. كما أجاب لنا عن السؤال الأبدي: كيف بدأ الكون؟ ولم يفقد الأمل في أطروحته التي أصر على منطقية ما جاء بها. وبعد أن كان الجميع يعارضه، لم يجدوا بُدًا من الاقتناع بالأطروحة التي أجابت عن السؤال المؤرق. [3]

المصادر

1. Britannica
2. American Museum of Natural History
3. Catholic Education Resource Center

تشير أحدث الدراسات في مختبر Cern بسويسرا إلى أن الكون لم يكن من المفترض أن يوجد من الأساس. فحتى الآن لا يوجد سبب واضح لوجود الكون حاليًا. إذن فما هو لغز وجود الكون؟ وما الحلول الممكنة لذلك اللغز؟

عملية الإبادة

يعتمد ذلك السؤال، الفلسفي، وأجابته على ما توصل له علماء فيزياء الجسيمات. إذ يتكون الكون من عنصرين أساسيين، مادة و طاقة، وكلٍ منهما يتكون من جسيمات أصغر تسمى جسيمات أولية. ويقسم علماء فيزياء الجسيمات تلك الجسيمات الأولية من خلال نموذج يسمى «النموذج المعياري – The standard model». وأشهر الجسيمات الأولية التي تتكون منها المادة، مثلي أنا وأنت والأرض، هي البروتونات والإلكترونات. [1]

وفي عام 1928، اقترح العالم الإنجليزي «بول ديراك – Paul Dirac» وجود جسيم مماثل للإلكترون، ولكنه موجب، أي عكسه في الشحنة. وتم تأكيد فرضية ديراك عام 1932 عن طريق العالم الأمريكي «كارل أندرسون – Carl Anderson». وفتح ذلك الاكتشاف الباب لوجود جسيمات أولية مماثلة للجسيمات المعروفة، ولكنها معاكسة لها في الشحنة، وأطلق عليها الجسيمات المضادة.

وعند اجتماع الجسيم مع الجسيم المضاد له يلاشيان بعضهما البعض، وينتج كم من الطاقة في عملية تسمى «الإبادة – Annihilation». تخيل إذا التقيت بشخص مماثل لك تمامًا، ولكنه مكون من مادة مضادة، فسيلاشي كل منكما الأخر وتتحول أجسامكما لطاقة. وتلك هي معضلة نشأة الكون!

يفترض النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات تساوي عدد الجسيمات والجسيمات المضادة عند الانفجار العظيم. ولكن كيف لم تتلاش الجسيمات مع الجسيمات المضادة عند نشأة الكون في عملية تمنع الكون من أن يكون موجودًا من الأساس؟

البحث عن حل

حاول علماء فيزياء الجسيمات التجريبية خلال السنوات الماضية البحث فيما إذا كان هناك أي عدم تماثل بين الجسيمات والجسيمات المضادة. فوجود عدم تماثل بينهما يعني وجود أفضلية لوجود المادة حولنا بعكس المادة المضادة، أي وجود الكون كما نراه على حساب دماره عند النشأة. وكانت أخر تلك التجارب عام 2017 في مختبر «سِرن – CERN» في سويسرا والتي كانت بهدف قياس العزم المغناطيسي للبروتون المضاد. وكانت من أصعب تجارب سِرن، ولكنها تمت بدقة وصلت ل 68%. وجاءت نتيجة البحث على تشابه العزم المغناطيسي للبروتون والبروتون المضاد والذي يقربنا جدًا من استنتاج التماثل التام بين خصائص الجسيمات والجسيمات المضادة. [2]

عدم التناظر عند الانفجار العظيم

واحد من أهم مبادئ فيزياء الجسيمات هو تناظر «الشحنة – Charge» و«التكافؤ – Parity» و«الوقت – Time» أو الCPT. ويعنى ذلك المبدأ أن إذا انعكس الكون واستُبدلت المادة بالمادة المضادة ورجع الزمن للوراء لن يحدث تغيير في قوانين الفيزياء. وعلى ذلك فإن عدم التماثل سيخل بمبدأ ال CPT. والقليل من عدم التناظر كافي لتفسير سبب وجود كميات من المادة حولنا مقارنة بالمادة المضادة، فلم نرصد حتى الآن كوكب من مادة مضادة مثلًا! ولكننا لم نرصد غياب التناظر حتى الآن. وعلى جانب آخر، لا نعلم ما حدث بالفعل في اللحظات الأولى من الانفجار العظيم. بل وتبقى صحة نظرية الانفجار العظيم محل جدل حتى الآن.

هل عجزنا عن تفسير لغز نشأة الكون؟

ليست نهاية المطاف بعد، إذ يعمل الباحثون على تطوير التجارب ويستمرون في البحث عن أي دليل بخصوص عدم التماثل. ويحاول علماء فيزياء الجسيمات التجريبية حاليًا دراسة تأثير قوة الجاذبية في حالة الجسيمات المضادة. فنحن نعلم مثلًا أن الأرض (مادة) تجذب الإنسان (مادة)، أي أن المواد تجذب بعضها البعض من خلال قوى الجاذبية. فماذا عن المواد المضادة؟ هل تجذب المادة المضادة بعضها أم تتنافر؟ وهل تنجذب أم تتنافر المادة مع المادة المضادة؟ [3] [4]

من المتوقع أن يكون التفاعل بين المادة المضادة والمادة هي قوة تجاذب عند المسافات القصيرة. وأن قوة الجاذبية للمواد المضادة مع بعضها هي قوة جذب لا تنافر. ولكن حتى يظهر أي دليل سيبقي واحد من أهم الألغاز في الفيزياء الحديثة هو لغز وجود الكون. [4]  

المصادر
[1] The Standard Model: How far can it go and how can we tell?
[2] A parts-per-billion measurement of the antiproton magnetic moment
[3] LHCb sees new form of matter–antimatter asymmetry in strange beauty particles
[4] Gravitational matter-antimatter impact interactions

التاريخ الكبير: الانفجار العظيم

بعد أن أعددت مشروبك المفضل في سلام، وجلست في شرفة بيتك الهادئة بعد منتصف الليل، تنظر إلى السماء بعجب، فإذا القمر يتوسط المشهد بنوره الفضي الساحر، محاطًا بمجموعة بالكثير والكثير من النجوم، ووسط هذا الجو الشاعري الجميل تتساءل: “كيف بدأ كل هذا؟”.

الحقيقة أننا نعرف كيف بدأ كوننا الجميل، لقد بدأ بداية عنيفة، بدأ ب «انفجار عظيم-Big bang»، ولكن كيف نعرف هذا؟ وما هي الأدلة على هذا الادعاء؟ تابع معنا سلسلة التاريخ الكبير ج١: الانفجار العظيم

1- توسع الكون

بدأ الأمر في بدايات القرن العشرين حينما وجه العلماء تليسكوباتهم نحو السماء، كان الاعتقاد السائد آنذاك أن الكون هو عبارة عن تجمع نجمي يحوي جوالي 400 بليون نجم، له أربعة أذرع، ويدعى ب«مجرة درب التبانة-Milky way galaxy»، لكن هؤلاء العلماء اكتشفوا اكتشافًا قد مثل ثورة علمية في ذلك الوقت، اكتشفوا أن مجرتنا ليست وحيدة!

بل أن هناك العديد من المجرات الأخرى، لم تكن تلك المجرات موجودة فقط، بل أنها كانت تبتعد عنّا، وأنه كلما كانت المجرة أبعد، كلما تحركت أسرع، فيما يعرف باسم «قانون هابل-Hubble’s law» نسبةً إلى العالم «إدوين هابل-Edwin Hubble».

لذا فإن كانت المجرات تبتعد عنا، فهي غدًا ستكون أبعد، كما أنها كانت أقرب إلينا في البارحة، فلنرجع الشريط إذًا للخلف، وسنرى أن المجرات تصبح أقرب مع التراجع في الزمن أكثر وأكثر، حتى يصبح الكون كله كتلة غازية ساخنة.

ومع بعض الحسابات يمكننا حساب عُمر كوننا، وبالفعل أطلق العلماء لأياديهم العنان لصياغة حسابات رياضية لحساب عمر الكون، ألا وهو 13.8 بليون سنة.

2- «الخلفية الكونية الميكرووية-Cosmic microwave background»

في بدايات الكون، كانت درجة الحرارة عالية جدا، عالية بشكل لا يسمح للنجوم أو المجرات أو الكواكب بالتكون، بل حتى أنها لا تسمح بوجود الذرات نفسها!

كانت الغازات ساخنة للغاية حتى بدأت في عملية «التأين-Ionizing»، كانت كل المادة في الكون منصهرة في حساء كوني من البلازما، حيث تندمج نوى الذرات، وتخرج الالكترونات عن مساراتها، والبلازما تنتج الكثير من الضوء والاشعاع لكنها تحتبسهم بداخلها، ولكن بعد أن أتم الكون 300 ألف سنة من عمره، هبطت درجة حرارته إلى 3000 درجة نتيجة للتوسع، رغم أنها درجة عالية نسبيًا، إلا أنها تسمح بتكون الذرات، لذا أصبح هناك مجال للإشعاع بأن يتحرك بحُرية أكثر، وكلما زاد عمر الكون كلما زاد الطول الموجي لهذا الإشعاع، فأصبحت هذه الموجات كانت موجات ميكروويف.

ثم رصدها العلماء وكونوا صورة لخلفية كوننا الميكرووية، فقد رصدوا إشعاعًا قادمًا من أولى سنوات الكون، فهذا أيضًا دليل على أن لكوننا بداية.

3- نسبة الهيليوم:

في نواة شمسنا الدافئة، تؤدي قوى الجاذبية الشمسية إلى التحام نوى ذرات الهيدروجين، حيث تتحد ذرتا هيدروجين لتكوين ذرة هيليوم واحدة، وهذا ما يحدث في النجوم فيما يعرف بعملية «الاندماج النووي-Nuclear fusion»، فإذا قمنا ببعض الحسابات استنادًا إلى عمر الكون، وإلى قوانيننا الفيزيائية المعروفة، فنستطيع التنبؤ بأن في ظروف كهذه، ستكون نسبة الهيليوم في يومنا هذا هي 1:10 من المادة الموجودة في الكون، ثم نأتي على أرض الواقع لنقيس نسبة الهيليوم وتكون المفاجأة، نسبة الهيليوم مطابقة لحساباتنا في ظروف كون بانفجار عظيم!

وهذا أيضًا يعتبر دليلًا قويًا على صحة نظرية الانفجار العظيم. لكن قد يسأل سائل: “هل نعلم كل شيء عن الكون الآن؟”

و الإجابة هي: “لا وبكل تأكيد”

إذ أن كل ما نعلمه عن كوننا كميًا هو 5% فقط من الكون. كل المادة التي نحن مصنوعون منها نحن والنجوم، لا تحظى إلا بنصيب 5% فقط من الكون.

فنحن لا نعلم ما يجعل المجرات متماسكة بهذا الشكل، فأطلقنا عليها اسم «المادة المظلمة-Dark matter»، كما أننا لا نعرف طبيعة القوة التي تتسبب في توسع الكون من الأساس، ونسميها «الطاقة المظلمة-Dark energy»، كما أننا أيضًا لا نعرف ما تسبب ببداية الكون، لا نعلم ما هو سبب الانفجار العظيم، إذ أن الكون كان كثيفًا وساخنًا للغاية بدرجة لا تسمح لقوانيننا الفيزيائية المعهودة بالعمل.

فهناك الكثير والكثير الذي لا نعلمه عن الكون وعنّا، في الواقع نحن نجهل عن الكون أكثر مما نعلم، وكما ترى عزيزي القارئ، هناك الكثير من جوائز نوبل في انتظار من يجيب عن هذه الأسئلة، ومن يدري؟ أليس من الممكن أن يكون أنت من يفعل؟

من كورس تابع لCoursera، مقدم من «جامعة أمستردام-Amsterdam university».

اقرأ المزيد حول: داروين لم يكن أول من وضع نظرية التطور

الكون يزداد حجمه كل لحظة، وتتمدد المسافات بين المجرات مثلما يحدث للعجين في الفرن. ولكن السؤال الأهم هنا، ما هو معدل توسع الكون؟ ولأن هابل والتلسكوبات الأخرى تم توجيهها للعثور على الإجابة، فأنهم قد أثاروا فرقًا مثيرًا بين ما يتوقعه العلماء وما ترصده تلك التلسكوبات.

يقول علماء الفلك العاملون بتلسكوب هابل الفضائي التابع لوكالة ناسا أنهم تقدموا خطوة مهمة في الكشف عن التناقض بين الطريقتين الرئيسيتين في لقياس معدل توسع الكون. وتبين الدراسة الأخيرة أننا بحاجة إلى نظريات جديدة لشرح القوى التي شكلت الكون.

تشير قياسات هابل إلى أن معدل توسع الكون الحديث أكبر مما كان متوقعًا، وذلك استنادًا إلى كيفية نشأة الكون قبل 13 مليار عام. هذه القياسات تأتي من القمر الصناعي بلانك (Planck satellite) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. هذا التناقض تم تعريفه في الأوراق البحثية في السنوات الماضية، ولكن لم يكن واضحًا إن ما كان الاختلاف في تقنيات القياس هي السبب أم بعض الفروق في القيم المقاسة.

وقد تطورت دقة قياسات هابل خلال هذا العام. وهذه القياسات الأكثر دقة تجبرنا على اكتشاف فيزياء جديدة قد تكون ضرورية لشرح هذا التناقض.

ويقول آدم ريس، الحائز على جائزة نوبل في معهد مراصد علوم الفضاء:

“إن الاختلاف بين الكون المبكر والكون الحديث قد يكون أكثر التطورات الأخيرة في علم الكونيات منذ عقود، وقد كان هذا الاختلاف صغيرًا فيما مضى، إلا أنه ظل ينمو حتى وصل إلى نقطة لا يمكن استبعادها باعتبارها مجرد صدفة. هذا التفاوت لا يمكن أبدًا أن يحدث عن طريق الصدفة.”

يستخدم العلماء ما يسمى سلم المسافات الكونية (Cosmic distance ladder) لتحديد مكان وجود الأشياء في الكون. تعتمد هذه الطريقة على اجراء قياسات دقيقة للمجرات القريبة ثم الانتقال إلى مجرات أبعد وأبعد، وذلك باستخدام نجومها كمعلم ميليّ. يستخدم الفلكيون هذه القيم، بالإضافة إلى قياسات أخرى لضوء المجرات المحمر أثناء مرورها عبر الكون المتمدد، لحساب مدى سرعة توسع الكون مع الزمن، وهي قيمة تعرف باسم ثابت هابل. ويعمل العلماء وعلى رأسهم البروفيسور آدم رييس (Adam G. Ries) على السعي من أجل تحسين قيمة هذا الثابت.

في هذه الدراسة الجديدة، استخدم علماء الفلك تلسكوب هابل لمراقبة 70 من النجوم النابضة، والتي تسمى (متغير قيفاوي-Cepheids)، بداخل سحابة ماجلان الكبرى. وقد ساعدت هذه الملاحظات العلماء في “إعادة بناء” سلم المسافة من خلال تحسين المقارنة بين تلك النوابض وأقربائهم الأكثر بعدًا من السوبرنوفا الوليدة حديثًا. وقد خفض فريق رييس حالة عدم اليقين في قيمة ثابت هابل من 2.2% إلى 1.9%.

على الرغم من قياسات الفريق التي أصبحت أكثر دقة، إلا أن حساب ثابت هابل طل على اختلاف مع القيمة المتوقعة والمستمدة من ملاحظات تمدد الكون المبكر. هذه القياسات قد أجريت بواسطة القمر الصناعي بلانك، والذي رسم خريطة الكون المعروفة بإشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وهي صورة ملتقطة لحالة الكون عندما كان عمره 380,000 سنة بعد الانفجار العظيم.

وبقد تمت فحص تلك القياسات بشكل دقيق، لذلك لا يمكن للعلماء إهمال أو استبعاد تلك الفجوة بين القيمتين نظرًا لاحتمال حدوث خطأ في القياس في واحدة منهما أو كلاهما. وقد تم اختبار كلتا القيمتين بطرق متعددة.

وقد أوضح رييس قائلاً:

“هذه ليست مجرد تجربتين مختلفتين، فنحن نقيس شيئًا مختلفًا اختلافًا جذريًا. الأول هو قياس مدى سرعة تويع الكون كما نراه اليوم. والثاني عبارة عن تنبؤ قائم على فيزياء الكون المبكر وعلى قياسات للسرعة يجب أن يتوسع بها. وإذا لم تتفق هذه القيم، فستكون هناك احتمالية قوية لأننا نفتقد شيئًا ما في النموذج الكوزمولوجي الذي يربط بين تلك الفترتين الزمنيتين من الكون.”

كيف تمت إجراء الدراسة الجديدة؟

يستخدم الفلكيون المتغيرات القيفاوية كمقاييس كونية لقياس المسافات القريبة بين المجرات لأكثر من قرن. ولكن محاولة حصاد مجموعة كبيرة من النجوم قد تستغرق وقتًا طويلًا بحيث لا يمكن تحقيقها. لذلك استخدم الفلكيون طريقة ذكية تسمى (Drift And Shift-DASH)، وذلك باستخدام تلسكوب هابل كنقطة تصوير والتقاط لالتقاط صور سريعة للنجوم النابضة المشعة للغاية، مما يلغي الحاجة المستهلكة للوقت للحصول على دقة كبيرة.

وأوضح ستيفانو كاسير تانو، أحد أعضاء الفريق:

“عندما يستخدم هابل توجيهًا دقيقًا عن طريق تتبع النجوم الدالّة، فإنه يمكنه رصد متغير قيفاوي واحد فقط كل تسعين دقيقة كزمن دورة تلسكوب هابل حول الأرض. ولذلك سيكون مكلفًا للغاية بالنسبة للتلسكوب أن يلاحظ كل متغير قيفاويّ، وبدلًا من ذلك فأننا نقوم بالبحث عن مجموعة من تلك النجوم النابضة بحيث تكون قريبة بما فيه الكفاية حتى نتمكن من التحرك بينها دون الحاجة إلى إعادة معاير التلسكوب. وهذه التقنية تسمح لنا بمراقبة عشرات النجوم النابضة خلال دورة التلسكوب الواحدة حول الأرض.”

بعد ذلك جمع علماء الفلك نتائجهم مع مجموعة أخرى من الملاحظات، وهي التي أدلى بها مشروع أراوكاريا (Araucaria Project) وهي تعاون بين علماء الفلك في تشيلي والولايات المتحدة وأوروبا. حيث أجرت هذه المجموعة قياسات المسافة إلى سحابة ماجلان الكبرى عن طريق رصد خفوت الضوء القادم من نجم واحد يمر أمام شريكه فيما ما يسمى كسوف الأنظمة النجمية الثنائية (Eclipsing binary-star systems). وهذا قد ساعد فريق رييس في تحسين قياس السطوع الفعليّ للنجوم النابضة. حيث تكمن الفريق مع هذه الدقة الإضافية، من تشديد البراغي لبقية سلم المسافة الذي يمتد لعمق الكون.

إن القيمة المقدرة الجديدة لثابت هابل هي 74 كيلومترًا في الثانية لكل ميجابارسك. هذا يعني أنه لكل 3.3 مليون سنة ضوئية لمجرة تبعد عنا، فإنها تبدو لنا أنها تتحرك مسافة 74 كيلومترًا لكل ثانية بشكل أسرع، وهذا كنتيجة لتمدد الكون.

ويشير هذا الرقم إلى أن الكون يتمدد بمعدل أسرع بنسبة 9% من التنبؤ ذو 67 كيلومترًا في الثانية لكل ميجابارسك، والذي يأتي من ملاحظات بلانك للكون المبكر، إلى جانب فهمنا الحالي للكون المبكر.

إذًا، ما الذي يفسر هذا التناقض؟

واحدة من التفسيرات المحتملة لهذا التناقض يتضمن ظهورًا غير متوقع للطاقة المظلمة في الكون المبكر، والذي يُعتقد أنه يشكل 70% من الكون. ويقترح فلكيون من جامعة جونز هوبكينز نظرية يطلق عليها (الطاقة المظلمة المبكرة-early dark energy)، حيث تشير إلى أن الكون تطور مثل مسرحية ثلاثية الفعل.

افترض العلماء بالفعل أن الطاقة المظلمة قد تكون موجودة في الثواني الأولى من ولادة الكون ودفعت المواد في أنحاء الفضاء، حيث بدأ التوسع الأولي. ربما تكون الطاقة المظلمة هي السبب وراء التوسع السريع للكون لما هو عليه اليوم. تشير النظرية إلى أن هناك حلقة ثالثة للطاقة المظلمة بعد فترة ليست بكبيرة بعد الانفجار العظيم، والتي عملت على تمدد الكون بمعدل أسرع مما هو متوقع. وما تبقى من هذه الطاقة المظلمة الأولية يمكن أن يفسر سبب اختلاف قيمتي ثابت هابل.

وهناك فكرة أخرى تقول بأن الكون يحتوي على جسيمات دون ذرية جديدة تتحرك بسرعة مقاربة لسرعة الضوء. وتسمى هذه الجسيمات بالإشعاع المظلم، وتشمل مجموعة من الجسيمات المعروفة بالنيوتريونات، والتي تتكون في المفاعلات النووية.

وهناك فكرة أخرى مثيرة، وهي أن المادة المظلمة، وهي شكل غير مرئي للمادة لا تحتوي بروتونات ولا إلكترونات ولا نيوترونات، تتفاعل بشكل قوي مع المادة العادية أو الإشعاع الذي ذُكر آنفًا. لكن مازال التفسير الحقيقي للاختلاف لغزًا غامضًا.

إن الكون الفسيح في حالة تمدد مستمر، وتلك حقيقة لا يمكن الجدال حولها. وسيظل العلماء باحثين خلف معدل التمدد الحقيقي للكون الحالي، ففريق رييس سيواصل استخدامه لتلسكوب هابل حتى يقلل حالة عدم اليقين إلى 1%، وقد يساعد هذا العلماء على تحديد سبب التناقض بين القيمتين المتوقعة والفعلية المقاسة.

إعداد وتقديم: محمد المصري

المصادر:

• NASA