كانت مجموعات المجرات الأربعة هذه من بين المئات التي تم تحليلها في مسح كبير لاختبار ما إذا كان الكون هو نفسه في جميع الاتجاهات على نطاقات كبيرة. تشير نتائج الدراسة إلى أن مفهوم الكون "المتناحي" قد لا يتناسب تمامًا.
(الصورة: © NASA / CXC / Univ. of Bonn / K. Migkas et al.)
قد لا يكون الكون هو نفسه في كل اتجاه بعد كل شيء.
معدل التوسع الكون يبدو أن الدراسة تختلف من مكان إلى آخر ، حسب دراسة جديدة. هذه النتيجة ، إذا تأكدت ، ستجبر علماء الفلك على إعادة تقييم مدى فهمهم للكون.
"أحد ركائز علم الكونيات - دراسة تاريخ ومصير الكون بأكمله - هو أن الكون" متناحي ، يعني نفس الشيء في جميع الاتجاهات ، "المؤلف الرئيسي للدراسة Konstantinos Migkas ، من جامعة بون في ألمانيا ، قال في بيان. "يظهر عملنا أنه قد يكون هناك تشققات في ذلك العمود."
الكون يتوسع باستمرار منذ أكثر من 13.8 مليار سنة منذ ذلك الحين الانفجار الكبير - وبمعدل متسارع بفضل قوة غامضة تسمى الطاقة المظلمة. كتب ميغاس يوم الثلاثاء (7 أبريل) في معادلات تستند إلى نظرية النسبية العامة لأينشتاين أن هذا التوسع هو متساوي الخواص على المقاييس المكانية الكبيرة. مشاركة مدونة حول الدراسة الجديدة.
ملاحظات خلفية الميكروويف الكونية (CMB) ، الإشعاع المنتشر في الكون الذي خلفه الانفجار الكبير ، يدعم هذه الفكرة ، أضاف: "يبدو أن CMB متناحي ، وعلماء الكونيات يستنبطون هذه الخاصية للكون المبكر لعصرنا الحالي ، ما يقرب من 14 مليار سنة في وقت لاحق."
وأكد أنه من غير الواضح مدى صحة هذا الاستقراء ، مشيرا إلى ذلك الطاقة المظلمة كان العامل المهيمن في تطور الكون على مدى 4 مليارات سنة أو نحو ذلك. وكتب ميجكاس أن "الطبيعة المربكة للطاقة المظلمة لم تسمح بعد لفيزيائيي الفلك بفهمها بشكل صحيح". "لذا ، فإن افتراض أنه متساوي الخواص يكاد يكون قفزة إيمانية في الوقت الحالي. وهذا يسلط الضوء على الحاجة الملحة للتحقيق في ما إذا كان عالم اليوم هو خواص أم لا."
تشير الدراسة الجديدة إلى نتائج أحد هذه التحقيقات. درس ميجاس وزملاؤه 842 مجموعات المجرة، أكبر هياكل مرتبطة بالجاذبية في الكون ، باستخدام البيانات التي جمعتها ثلاثة تلسكوبات فضائية: مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا ، XMM-Newton في أوروبا والقمر الصناعي المتقدم لعلم الكونيات والفيزياء الفلكية ، وهو ياباني أمريكي أمريكي مشترك. المهمة التي انتهت في عام 2001.
حدد الباحثون درجة حرارة كل عنقود من خلال تحليل انبعاثات الأشعة السينية القادمة من حقول ضخمة من الغاز الساخن داخلها. استخدموا معلومات درجة الحرارة هذه لتقدير لمعان الأشعة السينية لكل مجموعة ، دون الحاجة إلى مراعاة المتغيرات الكونية مثل معدل تمدد الكون.
قام الباحثون بعد ذلك بحساب لمعان الأشعة السينية لكل عنقود بطريقة مختلفة ، تتطلب معرفة عن توسع الكون. كشف ذلك عن معدلات توسع واضحة عبر السماء بأكملها - ولم تتطابق هذه المعدلات في كل مكان.
"تمكنا من تحديد منطقة يبدو أنها تتوسع بشكل أبطأ من بقية الكون ، ومنطقة يبدو أنها تتوسع بشكل أسرع!" كتب ميجكاس في مشاركة المدونة. "ومن المثير للاهتمام أن نتائجنا تتفق مع عدة نتائج الدراسات السابقة التي استخدمت طرقًا أخرى ، مع الاختلاف الذي حددنا فيه هذا "التباين في السماء بثقة أعلى كثيرًا واستخدام الأشياء التي تغطي السماء بأكملها بشكل أكثر اتساقًا".
من الممكن أن يكون لهذه النتيجة تفسير مبسط نسبيًا. على سبيل المثال ، ربما يتم سحب مجموعات المجرات في المناطق الشاذة بقوة من قبل مجموعات أخرى ، مما يعطي الوهم لمعدل تمدد مختلف.
وقال الباحثون إن مثل هذه التأثيرات تُرى على نطاقات مكانية أصغر في الكون. لكنهم أضافوا أن الدراسة الجديدة تبحث التجمعات على مسافة تصل إلى 5 مليارات سنة ضوئية ، وليس من الواضح ما إذا كانت قاطرات الجاذبية يمكن أن تطغى على قوى التوسع عبر هذه المسافات الشاسعة.
إذا كانت الاختلافات الملحوظة في معدل التمدد حقيقية بالفعل ، فقد تكشف عن تفاصيل جديدة مثيرة للاهتمام حول كيفية عمل الكون. على سبيل المثال ، ربما تختلف الطاقة المظلمة نفسها من مكان إلى آخر في جميع أنحاء الكون.
وقال المؤلف المشارك للدراسة توماس ريبريتش ، وهو أيضا من جامعة بون ، في نفس البيان: "سيكون من الرائع لو وُجد أن للطاقة المظلمة نقاط قوة مختلفة في أجزاء مختلفة من الكون". "ومع ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الأدلة لاستبعاد التفسيرات الأخرى وتقديم قضية مقنعة".
ظهرت الدراسة الجديدة في عدد أبريل 2020 من مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية. يمكنك قراءتها مجانًا في موقع ما قبل الطباعة عبر الإنترنت arXiv.org.
- كيف يمكن للكون أن يتوسع أسرع من سرعة الضوء؟
- عالم الأشعة السينية لدينا: صور مذهلة بواسطة مرصد تشاندرا للأشعة السينية التابع لناسا
- 7 أشياء مفاجئة عن الكون
