توسُّعٌ يؤدي إلى توتر زائد

يُحب الكوزمولوجيون (علماء الكونيات) أحد النقاشات الطويلة؛ وقد كانت إحدى أكبر المفاجآت في العَقد الماضي هي الظهور البطيء لاختلاف بين طرق متنوعة لقياس ثابت هابل Hubble Constant، وسرعة تمدد الكون. يوجد هنا معسكران: فهناك من يدرس الخلفية الكونية الميكروية Cosmic microwave background، وهي ذلك الضوء المنبعث بعد 400,000 سنة فقط من الانفجار الكبير، ويستقرئ قدماً للعمل على تحديد قيمة الثابت؛ وهم يحصلون على قيم أعلى باستمرار من قيم معسكر منافسيهم، الذين يقيسون التوسع مباشرة من خلال نتائج رصدهم للكون الحالي. ونظراً إلى أن كل مجموعة من القياسات صارت أدق، فإن هذا الاختلاف الذي يُعرف باسمٍ ملطف ألا وهو ”توتر هابل“ Hubble tension قد ازداد فحسب.

يجب على التلسكوب ويب أن يساعد هنا، وخاصةً مع تلك القياسات المحلية التي تعتمد على دراسة انفجارات السوبرنوفا من النوع Ia. تتألق هذه الانفجارات الرائعة بنفس ذروة السطوع تقريباً أينما حدثت. وبمعرفة مدى سطوعها فعلاً، يمكننا تحديد مسافاتها بالطريقة التي تقدّر بها مسافة سيارة من خلال مراقبة سطوع مصابيحها الأمامية عند عبور الطريق ليلاً. (قدمت لي زميلتي بيكي سميثورست Becky Smethurst هذا التشبيه الممتاز، وهو يعمل بصورة جيدة في الواقع تماماً مثلما يمكننا تحسين التقدير من خلال معرفة نوع وطراز كل سيارة، يمكننا تحسين قياسات النوع Ia لدينا من خلال تعديلها وفقاً لكيفية سطوع الأنواع المختلفة وخفوتها).

”أُطلق اسم هابل على التلسكوب هابل الفضائي لأن أحد أهدافه الأصلية كان تحديد قيمة ثابت هابل بنحو نهائي وإلى الأبد“

غير أن مقياس مسافة السوبرنوفا يحتاج إلى معايرة. ومنذ زمن هنرييتا ليفيت Henrietta Leavitt في أوائل القرن العشرين، فعل علماء الفلك ذلك من خلال اكتشافهم النجوم القيفاوية Cepheids، وهي نجوم متغيّرة السطوع تكشف سرعة نبضاتها عن سطوعها، ومن ثم مسافاتها. أُطلق على التلسكوب هابل الفضائي اسم هابل لأن أحد أهدافه الأصلية كان هو رصدَ مزيد من هذه النجوم، ومن ثم تحديد قيمة ثابت هابل بنحو نهائي وإلى الأبد.

ومع ذلك ما زال هناك توتر. أحد الاحتمالات هو أن هابل قد يكون مخطئاً بصورة منهجية في قياساته للقيفاويات، مع قلق خاص من وجود تلوث من أي نجوم عمالقة حمراء في الخلفية. هذا النوع من المشكلات هو أسوأ في قياسات الأشعة تحت الحمراء، وهو نطاق طول موجي كثيراً ما يستخدم لأنه لا يتأثر نسبياً بالغبار. ومع بدء التلسكوب ويب من فوره برنامجه الرئيس الخاص بأرصاد نجوم القيفاويات، فقد نشرت ورقة بحثية قصيرة أعطتنا نظرة خاطفة.

المجرّة NGC 1365 هي إحدى المجرّات القريبة التي احتوت سوبرنوفا من النوع Ia، وقد صورّها التلسكوب ويب بالفعل كجزء من محاولة لدراسة تكوين نجومها. ويستخدم بحث هذا الشهر البيانات التي أمكن الحصول عليها لهذا الغرض للتحقق من النجوم القيفاوية في المجرّة NGC 1365. الخبر الحسن لمحبي مسألة التوتر؛ هو أن هذه النتائج الجديدة تتوافق مع قياسات التلسكوب هابل الفضائي، ولذلك لا يوجد دليل على أي خطأ منهجي قد يجمع القياسات معاً.

ومع ذلك فهذه مجرّة واحدة فقط. وإذا أثبتت دراسات كثيرة أخرى هذه النتائج فسيكون ذلك مثل دفعة للكوزمولوجيين الذين يأملون أن يقودنا تفسير الاختلاف الملحوظ إلى نظريات جديدة، وربما إلى فهم جديد للكون. ويجب أن تظهر النتائج الجديدة في وقت لاحق من هذا العام. تابع هذا الموضوع!

البروفيسور كريس لينتوت:
عالم فيزياء فلكية يشارك بتقديم برنامج سماء الليل Sky at Night