صدى بيغ بانغ قد يكشف عن الهيكل العظمي للكون

ال

تكشف هذه الصورة التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر 'الهيكل العظمي' للكون: تنظيم المادة بمقاييس كبيرة جدًا (تُظهر الصورة مسافة 300 مليون سنة ضوئية على كل جانب). أعلن العلماء في POLARBEAR مؤخرًا أن الضوء من الكون المبكر يمكن أن يساعدهم على رؤية هذا الهيكل العظمي ، وتوزيع المادة على نطاق واسع. (رصيد الصورة: اتحاد برج العذراء)



قد يلقي العلماء قريبًا نظرة على الهيكل العظمي للكون من خلال إلقاء نظرة فاحصة على الضوء المتبقي من الانفجار العظيم ، والذي يمكن استخدامه للكشف عن وجود مادة مثل النجوم والمجرات والثقوب السوداء وحتى الهياكل الأكبر في الكون الفارغ. . إنه يشبه إلى حد كبير الأشعة السينية التي تكشف عن العظام في الجسم ، ولكن على نطاق كوني.



تعمل أجهزة الأشعة السينية عن طريق تسليط الضوء على منطقة بأكملها واكتشاف كيفية تفاعل المواد المختلفة. يمر الضوء عبر الأنسجة ، لكن العظم يوقفه.

بطريقة مماثلة ، يريد العلماء من خلال تعاون POLARBEAR الدولي استخدام ضوء منتشر يملأ كل ركن من أركان الكون للإشارة إلى مكان وجود المادة وحيث لا يوجد شيء. يدرس POLARBEAR الخلفية الكونية الميكروويف (CMB) - الضوء الباقي من الكون الرضيع الذي يُرى عادةً نوعًا من صورة الطفل للكون. يقدر العلماء عمر الكون بحوالي 13.8 مليار سنة. [ تاريخ وبنية الكون بالصور ]



قال أدريان لي ، أستاذ الفيزياء بجامعة كاليفورنيا بيركلي ، وعالم رئيسي: `` نستخدم الضوء الذي نستخدمه عادةً لقياس بذور بنية الكون ، لقياس الشجرة بأكملها. مع POLARBEAR. لكن الآلية [التي نستخدمها] مختلفة تمامًا. بدلاً من النظر إلى صورة طفل ، فإننا ننظر إلى تشويه صورة الطفل.

انحناء الضوء الكوني

فكما أن العظام في الهيكل العظمي ليست مبعثرة بشكل عشوائي في الجسم ، فإن الكتلة في الداخل الكون لا تنتشر بشكل عشوائي عبر الفضاء. تدفع قوى مثل الجاذبية تنظيم المادة ، لذلك تتجمع النجوم في مجرات ؛ تتجمع المجرات معًا في مجموعات مجرية ؛ وعلى نطاق أوسع ، يعتقد العلماء أن المادة في الكون مرتبة في بنية تشبه شبكة الإنترنت ، مع مناطق شاسعة من الفراغ بين سلاسل مجموعات المجرات.

يمكن أن تؤدي جاذبية الأجسام الضخمة إلى ثني الضوء. يتحرك الضوء حول الجسم مثل الماء الذي يدور حول صخرة في مجرى مائي. يتسبب هذا الانحناء في حدوث تغيير في CMB ، ويقول علماء POLARBEAR إنهم اكتشفوا هذا التغيير الآن.



إن ثني الضوء بواسطة جسم ضخم يسمى عدسات الجاذبية ، ويغير خاصية للضوء تسمى الاستقطاب. عندما ينعكس ضوء الشمس عن سطح الماء ، غالبًا ما يصبح مستقطبًا. يمكن للنظارات الشمسية المستقطبة أن تحجب هذا الضوء المستقطب ، لكنها لا تحجب ضوء الشمس القادم من الأعلى - وهي مثالية لعشاق الرياضات المائية.

إن ضوء CMB الذي لم يتم بعدسة جاذبيته - والذي لم يصطدم أبدًا بأي نوع من المادة - له ما يسمى استقطاب الوضع E. تظهر النتائج الجديدة من التعاون أنه يمكن للباحثين اكتشاف شيء يسمى استقطاب الوضع B ، مما يعني أن CMB قد صادفت جسمًا هائلًا في الطريق إلى الأرض.

أظهر PolARBEAR للتو أنه يمكنه اكتشاف هذا الاستقطاب ، ولكن في النهاية ، يمكنه إنشاء رسم تخطيطي للهيكل العظمي الواسع النطاق داخل الجسم العالمي.



تلسكوب هوان تران ، الموجود في تشيلي

يبحث تلسكوب هوان تران ، الواقع في صحراء أتاكاما في تشيلي ، عن الضوء المتبقي من الانفجار العظيم. يريد العلماء في تعاون POLARBEAR استخدام هذا الضوء لرسم خريطة لموقع المادة في الكون.(رصيد الصورة: تعاون POLARBEAR)

الطاقة المظلمة والتنين الغريب

إن رؤية الهيكل العظمي للكون - موقع وبنية كل المادة - يمكن أن يخبر العلماء إذا كانت لديهم الفكرة الصحيحة حول كيفية ترتيب المادة في الكون ، وما إذا كانت هناك قوى غير معروفة تعمل عليها بطرق غريبة.

قال لي: 'هناك بعض الاحتمالات أن (الهيكل) لن يبدو بالطريقة التي يتوقعها المنظرون'. يمكن لـ [POLARBEAR] تأكيد أن الكون يتصرف بالطريقة التي نعتقدها ؛ أنه لا توجد تنانين غريبة تغير الإشارة.

الطاقة المظلمة هي القوة المهيمنة في عالمنا ، لكن العلماء لا يعرفون عنها سوى القليل جدًا - فقط لأنها تتسبب في تمدد كوننا مثل البالون. إنهم لا يعرفون متى بدأت الطاقة المظلمة في هذا التوسع ، لكن لي قال إنه كان من الممكن أن يكون له تأثير على كيفية تشكل الهياكل.

قال لي: 'تريد الجاذبية تجميع الهياكل معًا ، لكن الطاقة المظلمة تريد تفكيكها'. 'إذا كانت الطاقة المظلمة تعمل بقوة أكبر في وقت مبكر من الكون ، فإن ذلك من شأنه أن يقمع تكوين البنية ، لأن [الطاقة المظلمة] ستبعد الكتل عن بعضها البعض.' قال لي إن البيانات المستقبلية من POLARBEAR يمكن أن تساعد في تحديد متى بدأت الطاقة المظلمة في دفع الكون بعيدًا.

ثني BICEP2

في وقت سابق من هذا العام ، أعلن أعضاء تعاون BICEP2 أنهم اكتشفوا استقطاب الوضع B في CMB . لكن إشارة الاستقطاب هذه تأتي من مصدر مختلف عن الذي اكتشفه بولاربير. قد يأتي استقطاب BICEP2 من موجات الجاذبيةوأو تموجات في الزمكان ، في الكون المبكر.

إن اكتشاف هذا النوع من الاستقطاب في الوضع B من شأنه أن يوضح بشكل غير مباشر وجود موجات الجاذبية ، ووجودهم في كوننا المبكر. ولكن بعد إعلان BICEP2 ، أثارت ملاحظات القمر الصناعي بلانك تساؤلات حول ما إذا كانت النتائج ملوثة بالغبار الفضائي.

قال لي إنه من الممكن أن يقيس جهاز POLARBEAR الاستقطاب الناتج عن موجات الجاذبية من الكون المتضخم. تكون أنماط الاستقطاب هذه أكبر في السماء من استقطاب العدسة الذي قاسه POLARBEAR ، ولكن كما أظهر BICEP2 ، فإنها من بعض النواحي أكثر صعوبة في ملاحظتها.

لا يمكن أن توفر ملاحظات POLARBEAR وحدها سوى خريطة ثنائية الأبعاد للمادة في الكون. ولكن بمساعدة تلسكوبات أخرى ، قال لي إنه سيكون من الممكن إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد ، وحتى تحديد وقت ظهور الهيكل في الكون.

قال لي: 'إذا استخدمنا بيانات أخرى ، إذا كنا متشابهين ، فيمكننا النظر إلى بنية المادة على مدار تاريخ الكون بأكمله'. 'هذه هي قوة كل مجموعات البيانات معًا.'

اتبع كالا كوفيلد تضمين التغريدة .تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google . المقالة الأصلية بتاريخ موقع demokratija.eu .