هناك أصوات لا يمكننا سماعها ولكننا نعلم أنها يجب أن توجد - تدفق الرياح البعيد عبر سهل غير مرئي، همس الأمواج المنخفضة وراء الأفق. الكون، أيضًا، لديه سمفونياته الهادئة. بعيدًا عن الومضات الساطعة للنجوم المنفجرة واصطدام المجرات الدراماتيكي، هناك رنين أكثر دقة: "همس" جاذبي منسوج من عدد لا يحصى من اندماجات الثقوب السوداء التي تتكشف عبر تاريخ الكون.
لسنوات، قام علماء الفلك بقياس توسع الكون من خلال تتبع الضوء - من النجوم المنفجرة، والمجرات البعيدة، والتوهج الخافت للانفجار العظيم. ومع ذلك، أدت هذه الطرق إلى خلاف دقيق يعرف باسم توتر هابل، حيث تؤدي قياسات الكون المبكر والملاحظات الأكثر حداثة إلى معدلات توسع مختلفة قليلاً. بحثًا عن وضوح جديد، اقترح الفيزيائيون من و نهجًا ينقل الانتباه من الضوء إلى الجاذبية نفسها.
موجات الجاذبية - تموجات في الزمكان تنبأ بها أينشتاين وتم اكتشافها لأول مرة في عام 2015 - تتولد عندما تتداخل كائنات ضخمة مثل الثقوب السوداء وتندمج. يمكن أن تخدم الأحداث الفردية كـ "صافرات قياسية"، مما يسمح للعلماء بتقدير المسافات الكونية واستنتاج مدى سرعة توسع الكون. لكن الطريقة الجديدة لا تستمع فقط إلى هذه النغمات الفردية، بل إلى الكورس الجماعي الذي تخلقه الاندماجات البعيدة أو الخافتة جدًا بحيث لا يمكن حلها بشكل فردي.
تشكل هذه الإشارة الخلفية، المعروفة باسم خلفية موجات الجاذبية العشوائية، من موجات متداخلة تصدر عن عدد لا يحصى من تصادمات الثقوب السوداء في جميع أنحاء الكون. على الرغم من كونها دقيقة، إلا أنها تحمل معلومات إحصائية حول مدى تكرار حدوث هذه الاندماجات وكيفية توزيعها عبر الحجم الكوني. وهذا الحجم، بدوره، يعتمد على مدى سرعة توسع الفضاء.
إذا كان الكون يتوسع ببطء أكبر، فإن المجرات - والثقوب السوداء داخلها - تكون محشورة بكثافة أكبر ضمن حجم معين، مما يقوي همس موجات الجاذبية. إذا كان التوسع أسرع، فإن تلك الكثافة تتخفف، مما يخفف الخلفية. من خلال نمذجة كيف ستشكل معدلات التوسع المختلفة هذا الهمس المستمر، يمكن للباحثين تقييد قيمة ثابت هابل حتى قبل الكشف المباشر عن الخلفية نفسها.
باستخدام البيانات الحالية من مراصد موجات الجاذبية، أظهر العلماء أن غياب خلفية قوية يحد بالفعل من بعض سيناريوهات معدلات التوسع المنخفضة. عند دمجها مع القياسات من الاندماجات التي تم اكتشافها بشكل فردي، فإن تقنية "صافرة عشوائية" هذه تنقح النطاق المحتمل لمعدل توسع الكون. إنها لا تحل توتر هابل بعد، لكنها تضيف منظورًا جديدًا ومستقلًا - واحدًا مؤسسًا على اهتزازات الزمكان نفسه بدلاً من الضوء فقط.
هناك شيء شاعري بهدوء حول هذا التحول. بدلاً من مشاهدة الكون يتراجع، يستمع العلماء إليه. بدلاً من الاعتماد فقط على العلامات اللامعة، يتتبعون الاهتزازات الخافتة التي خلفتها أقوى لقاءات الجاذبية. في ذلك الهمس الخلفي لا يكمن الضجيج، بل السرد - سجل من التاريخ الكوني مشفر في الموجات.
يؤكد الباحثون أنه مع زيادة حساسية كاشفات موجات الجاذبية، قد تنتقل الإشارة الخلفية قريبًا من النمذجة النظرية إلى الملاحظة المباشرة. إذا كان الأمر كذلك، فقد تصبح هذه الطريقة أداة مركزية في علم الكونيات، تساعد في التوفيق بين التناقضات وتنقيح قياسات نمو الكون.
في الوقت الحالي، يقدم همس موجات الجاذبية مسارًا جديدًا واعدًا. إنه لا يدعي اليقين النهائي، لكنه يعمق الاستفسار. في الرنين الهادئ لاندماج الثقوب السوداء، قد يقترب الفيزيائيون من فهم مدى سرعة استمرار الكون في الانفتاح.
تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي تم إنتاج الرسوم التوضيحية باستخدام الذكاء الاصطناعي وتعمل كتصويرات مفاهيمية.
المصادر Phys.org ScienceBlog مكتب أخبار جامعة إلينوي أوربانا-شامبين أخبار جامعة شيكاغو Space.com
نُشر بواسطة Banx Network. هذا المقال جزء من برنامج الوسائط اللامركزية من Banx، مدعومًا برمز BXE على شبكة XRP Ledger.
