اكتشاف نظرية الكون المتسارع - Accelerating Universe
سنة الاكتشاف: 1998م
ما هي نظرية تسارع وتمدد الكون؟
- إن كوننا لا يتمدد فقط، بل إن سرعة تمدده في ازدياد مستمر، وليست في انتقاص مستمر كما افُُترض
من مكتشف نظرية تسارع الكون؟
- ساول بركتير Saul Perlmutter
أهمية نظرية تسارع تمدد الكون؟
إحتدم جدال كبير بعد اكتشاف إيدوین هابل بأن الكون في حالة تمدد: هل إن هذا التمدد في حالة تباطؤ بحيث يتوقف في الأخير ويبدأ الكون بالإنكماش؟ إكتشف ساول بيرلمتير بأن تمدد الكون يتسارع بحقيقته، محطماً بذلك جميع ما تواجد من نماذج علمية الحركة الكون. الكون يتمدد أسرع الآن مما كان عليه في أي وقت مضى، إنه يمزق نفسه أمام عجز الجاذبية عن إبطاء هذا التمدد على خلاف المتوقع.
خلق هذا الإكتشاف تغييراً جسيماً في الكيفية التي ينظر بها العلماء إلى الكون، ماضيه، ومستقبله. لقد أثر في حسابات الانفجار الكبير بل وحتى في نظرة العلماء إلى ماهية تركيب الكون. وصفت Journal of Science «مجلة العلم» هذا الاكتشاف عام 1998م بالإنجاز العلمي الأكبر للعام »
كيف جاء هذا الاكتشاف؟
اكتشف إيدوین هابل أن الكون يتمدد عام 1926م. بني العلماء من جانبهم نماذج جديدة تفترض أن التمدد في حالة تباطؤ بفعل قوة سحب الجاذبية على النجوم والمجرات وبالتالي تقريبها عن بعضها البعض.
بدا هذا النموذج منطقياًً، ولكن بقيت بعض المشاكل العالية التقنية موجودة في الرياضيات المرافقة لهذا النموذج. حاول آینشتاين أن يفسر هذه المسائل بإستحداث شيء ما أطلق عليه «الثابت الكوي»- قوة تعاكس الجاذبية. لكنه رفض هذه الفكرة بعد ذلك معتبرة إياها الخطأ العلمي الأفدح له.
بعد حصوله على شهادة ال Ph . D في الفيزياء عام 1986م، عمل ساول بيرلتير بمختبر لورینس بيركلي الوطني وترأس مشروع السوبرنوفا الكوي، حيث عملوا علی إستعمال تلسكوب هابل الفضائي للعثور على السوبرنوفا البعيدة (النجوم المنفجرة ودراستها. كان إختيارهم للسوبرنوفا مبنياً على كونها الأجسام الأكثر بريقاً في الفضاء.
فالسوبرنوفا نوع la تنتج كمية ثابتة من الضوء، ومن المعتقد بأن جميع السوبرنوفا من هذا النوع تومض بنفس البريق تقريباً. هذا ما جعلها نموذجية لدراسة بيرمتير.
على مر عشر سنوات من عام 1987 إلى 1997م، طوّر بيرمتير تقنية للتعرف على السوبرنوفا بالمجرات البعيدة ولتحليل الضوء الناجم عنها. بحث فريقه عشرات الألوف من المجرات ليعثروا على بضع من السوبرنوفا نوع la .
عندما وجد بيرمتير سوبرنوفا من نوع la، فإنه قام بقياس شدة لمعاها ليحدد بعدها عن الأرض (كلما كانت أشد المعانا، كلما كانت أقرب إلينا)، كما قاس أيضاً الإنزياح الأحمر الضوء السوبرنوفا – وهي تقنية تعتمد على مبدأ إنزياحات دوبلر.
إذا كان نجم ما يتحرك باتجاه الأرض، فإن الضوء الصادر عنه سينضغط وينحرف لونه قليلاً نحو الأزرق. ولو كان النجم يتحرك بعيداً، فإن الضوء الصادر عنه سيتمدد وينحرف لونه نحو الأحمر. يزداد هذا الإنزياح اللوبي بإزدياد سرعة النجم. من خلال قياس الإنزياح الأحمر للسوبرنوفا، تمكن برلمتير من حساب سرعة النجم بعيدا عن الأرض.
حان الآن دور الجزء الصعب من المسألة: يمكن لعوامل أخرى أن تسبب إنزياحاً أحمراً، وكان على برلمتير أن يثبت بأن ما قاسه من إنزياحات حمراء كانت نتيجة لحركة النجم وحدها بعيداً عن الأرض، وإلا فإنه يمكن للغبار الكوي أن يمتص بعض الضوء ويحرف بلونه، كما أن لبعض المجرات مسحة لونية إجمالاً بحيث يمكنها أن تشوه لون الضوء الصادر عن السوبرنوفا. كان على بيرمتير وفريقه أن يستطلعوا ويفحصوا ويستثنوا بضعة مصادر محتملة للخطأ.
و أخيراً، بأوائل عام 1998م، كان بيرلمتير قد جمع بيانات موثوقة عن البعد والسرعة لعدد من السوبرنوفا la المنتشرة عبر السماء. كانت جميعها تتحرك بسرع فائقة بعيداً عن الأرض.
استخدم بيرلمتير نماذج رياضية ليبين بأن من غير الممكن لهذه المجرات أن تكون متنقلة هذه السرعات الحالية منذ الانفجار الكبير، وإلا لكانت أبعد بكثير مما هي عليه الآن. الطريقة الوحيدة التي يمكن أن تصادق على صحة بيانات بيرمتير كانت بإعتبار أن هذه المجرات متحركة الآن بأسرع من الماضي. كانت هذه المجرات تتسارع في حركتها، ولا تتباطأ. فحري بالكون، إذن، أن يكون متمدداً بسرعة متزايدة!
أظهر إكتشاف بيرلمتير أنه لا بد من وجود قوة ما جديدة غير معروفة سميت ب «الطاقة المعتمة أو السوداء » من قبل مايكل تيرنرMichael Turner (عام 2000م) تدفع بالمادة خارجاً (النجوم،المجرات...الخ).
أظهر بحث مؤخراً بأن الكون مملوء بهذه "الطاقة المعتمة" وذلك بإستعمال أقمار صناعية جديدة ومصممة لهذا الغرض تقول بعض التقديرات بأن ثلثي مجموع الطاقة في الكون هي (طاقة سوداء). على مر السنوات القليلة القادمة، سيعيد هذا الاكتشاف كتابة نظريات الإنسان حول أصل وتركيب الفضاء.
