هناك شيء مذهل بهدوء حول فكرة أن الفضاء نفسه يتمدد. ليس المجرات التي تتسابق عبر الفراغ، ولكن الفراغ الذي يتوسع بينها - مثل الحبر الذي ينتشر ببطء عبر صفحة. على مدار ما يقرب من قرن، حاول علماء الفلك قياس هذا التوسع، لتعيين رقم على تنفس الكون المتسع. ومع ذلك، كلما نظروا بدقة أكبر، بدا أن هذا الرقم يتذبذب، كما لو أن الكون يقدم إجابتين مختلفتين قليلاً على نفس السؤال.
تُعرف هذه الحالة من عدم اليقين باسم "توتر هابل"، وهو خلاف مهذب ولكنه مستمر بين القياسات المستمدة من الكون المبكر وتلك المأخوذة من التاريخ الكوني الأكثر حداثة. في مركزها يكمن ثابت هابل، القيمة التي تصف مدى سرعة توسع الفضاء مع المسافة. لقد اعتمد الفيزيائيون لفترة طويلة على ملاحظات المستعرات العظمى، وخلفية الموجات الكونية الميكروية، وأحداث موجات الجاذبية لتقديره. الآن، اقترح الباحثون من و قد اقترحوا طريقة جديدة - واحدة تستمع ليس إلى حدث كوني واحد، ولكن إلى همهمة جماعية خافتة للعديد.
توجه نهجهم إلى موجات الجاذبية، التموجات في الزمكان التي تم اكتشافها مباشرة لأول مرة في عام 2015. تقليديًا، استخدم العلماء أحداث موجات الجاذبية الفردية - مثل الاصطدامات بين الثقوب السوداء - كـ "صافرات قياسية". من خلال قياس مدى قوة الإشارة التي تظهر على الأرض، يمكنهم تقدير المسافة إلى مصدرها ومقارنتها مع انزياح المصدر الأحمر لاستنتاج معدل توسع الكون. إنها تقنية قوية، ولكنها محدودة بعدد الأحداث المتميزة التي تم اكتشافها حتى الآن.
تأخذ الطريقة الجديدة نظرة أكثر لطفًا وعمومية. بدلاً من التركيز فقط على الاندماجات المحلولة فرديًا، يفحص الباحثون خلفية موجات الجاذبية - همهمة دقيقة ودائمة أنشأتها عدد لا يحصى من اصطدامات الثقوب السوداء البعيدة التي تكون خافتة جدًا بحيث لا يمكن اكتشافها واحدة تلو الأخرى. مثل صوت المطر البعيد الذي يندمج في همسة ثابتة، تشكل هذه الإشارات المتداخلة خلفية عشوائية تحمل معلومات إحصائية عن التاريخ الكوني.
الرؤية الرئيسية هي أن قوة هذه الخلفية تعتمد على مدى كثافة تلك الأحداث في الكون. إذا كان الكون يتوسع ببطء أكبر، يحتوي الفضاء على المزيد من الاندماجات لكل وحدة حجم، مما يقوي همهمة الخلفية. إذا كان يتوسع بشكل أسرع، فإن تلك الأحداث تتوزع بشكل أرق، وتخف همهمة الخلفية. من خلال نمذجة كيف ستشكل معدلات التوسع المختلفة هذه الخلفية لموجات الجاذبية - حتى قبل أن يتم ملاحظتها مباشرة - يمكن للفريق أن يبدأ في استبعاد قيم معينة من ثابت هابل.
في التحليلات الأولية باستخدام بيانات من مراصد موجات الجاذبية، وجد الباحثون أن غياب إشارة خلفية قوية يضع بالفعل قيودًا ذات مغزى على سيناريوهات معدل التوسع المنخفض جدًا. عندما يتم دمج هذه الطريقة "صافرة عشوائية" مع القياسات التقليدية من أحداث موجات الجاذبية الفردية، فإنها تضيق نطاق القيم الممكنة. النتيجة ليست بعد إجابة نهائية لتوتر هابل، لكنها تضيف خطًا جديدًا ومستقلًا من الأدلة - واحدًا مؤسسًا في فيزياء الثقوب السوداء والزمكان نفسه.
ربما ما يجعل هذا التطور مثيرًا هو وعده للمستقبل القريب. مع زيادة حساسية كاشفات موجات الجاذبية، قد تصبح همهمة الخلفية قابلة للقياس مباشرة قريبًا. إذا حدث ذلك، يمكن أن تتطور هذه الطريقة من تحسين نظري إلى أداة كونية مركزية، مقدمة وضوحًا حيث استمرت الخلافات.
حتى الآن، أفاد الفيزيائيون أن التقنية توفر مسارًا جديدًا قابلًا للتطبيق لقياس معدل توسع الكون. إنها لا تقلب النماذج الحالية، ولا تعلن عن حل نهائي لتوتر هابل. بدلاً من ذلك، توسع المحادثة - مشيرة إلى أنه من خلال الاستماع بعناية أكبر إلى همسات الكون الأكثر هدوءًا، قد نفهم بشكل أفضل مدى سرعة استمراره في الانفتاح.
تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي الصور في هذه المقالة هي رسومات تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي، تهدف إلى المفهوم فقط.
المصادر Phys.org مكتب أخبار جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين أخبار جامعة شيكاغو ScienceBlog Space.com
نُشر بواسطة Banx Network. هذا المقال جزء من برنامج الوسائط اللامركزية من Banx، مدعومًا برمز BXE على شبكة XRP Ledger.
