الثقوب السوداء البعيدة خريطة تاريخ الطاقة المظلمة في الكون

أطياف الكوازار للطاقة المظلمة

يُمتص الضوء الصادر عن الكوازارات البعيدة (النقاط الحمراء في اليسار) جزئيًا أثناء مروره عبر سحب غاز الهيدروجين. استخدم علماء الفلك العاملون في مسح BOSS هذا التأثير لدراسة تاريخ الطاقة المظلمة في الماضي القديم للكون. (رصيد الصورة: Zosia Rostomian ، مختبر Lawrence Berkeley الوطني ؛ Nic Ross ، فريق BOSS Lyman-alpha ، مختبر بيركلي ؛ و Springel et al ، Virgo Consortium و Max Planck Institute for Astrophysics)



لقد أتاحت الثقوب السوداء شديدة السطوع التي تلتهم المادة في الكون البعيد نافذة على الماضي لعلماء الفلك لدراسة الطاقة المظلمة منذ أكثر من 10 مليارات سنة.



يُعتقد أن الطاقة المظلمة هي القوة الغامضة تفكيك كل شيء في الكون ، مما يتسبب في تمدد الزمان والمكان وتحرك المجرات أبعد وأبعد عن بعضها البعض ، كل ذلك في مقطع متسارع.

يبدو أن الطاقة المظلمة ، مهما كانت ، تتغلب حاليًا على قوة الجاذبية الجذابة التي تعمل على تقريب المجرات وكل شيء في الكون من بعضها البعض. ومع ذلك ، لم يكن هذا هو الحال دائمًا. عندما كان الكون صغيرًا ، اعتقد علماء الفلك أن تأثير الطاقة المظلمة كان صغيرًا ، وأن الجاذبية انتصرت.



لتأكيد هذه الفكرة ومعرفة متى فقدت الجاذبية معركة الطاقة المظلمة ، يجب على علماء الفلك أن ينظروا إلى الوراء في الوقت المناسب. يفعلون ذلك من خلال دراسة الأشياء البعيدة للغاية التي استغرق ضوءها مليارات السنين للوصول إلينا على الأرض ، وبالتالي تقديم صورة لها كما كانت منذ زمن بعيد. [صور: The Big Bang & Early Universe]

الآن ، أبلغ الباحثون عن ملاحظات للكون المبكر من مسح Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) ، الذي درس آلاف الأجسام البعيدة التي تسمى الكوازارات لرسم خريطة للكون منذ ما يصل إلى 11.5 مليار سنة. النجوم الزائفة عبارة عن ثقوب سوداء نشطة تطلق كميات وفيرة من الضوء أثناء تضييقها على المادة.

لم تكن أي تقنية لبحوث الطاقة المظلمة قادرة على استكشاف هذه الحقبة القديمة من قبل ، وهو الوقت الذي كانت فيه المادة لا تزال كثيفة بما يكفي للجاذبية لإبطاء توسع الكون ، ولم يكن تأثير الطاقة المظلمة محسوسًا بعد. قال الباحث الرئيسي ديفيد شليغل ، عالم الفيزياء الفلكية في مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا ، في بيان. يتسارع التوسع في عصرنا لأن الطاقة المظلمة تهيمن على الكون. كيف أثرت الطاقة المظلمة على الانتقال من التباطؤ إلى التسارع هي واحدة من أصعب الأسئلة في علم الكونيات.



استخدم علماء BOSS تلسكوب مؤسسة سلون في مرصد أباتشي بوينت في نيو مكسيكو لمراقبة أكثر من 48000 كوازار بعيد. كانت القياسات هي ما يسمى الأطياف ، والتي تكسر الضوء إلى الأطوال الموجية المكونة لها. في هذه الحالة ، كشفت الأطياف عن معلومات أساسية حول سحب الغاز التي مر بها ضوء الكوازارات في رحلتها منها إلى التلسكوب.

من خلال دراسة توزيع الغاز في جميع أنحاء الكون ، قام العلماء بتجميع خريطة واسعة النطاق لكيفية انتشار المادة في الفضاء. يكشف هذا الانتشار عن الاختلافات - التي تسمى التذبذبات الصوتية الباريونية - التي نشأت بعد فترة وجيزة من ولادة الكون والتي توفر مسطرة كونية لقياس مدى سرعة تمدد الكون في مراحل مختلفة في الماضي.

قال مارتن وايت ، عالم الفيزياء الفلكية في بيركلي: 'إننا نعود إلى الكون الذي كانت تهيمن عليه المادة ، عندما كان التوسع يتباطأ وكان من الصعب رؤية الطاقة المظلمة'. كان الانتقال من التوسع المتباطئ إلى التوسع المتسارع حادًا ، ونحن الآن نعيش في كون تهيمن عليه الطاقة المظلمة. أكبر لغز في علم الكونيات ، لماذا الآن؟



قال الباحثون إن تقنية رسم الخرائط باستخدام أطياف الكوازار لم يتم إجراؤها من قبل ، وتمثل طفرة تكنولوجية.

قال وايت: 'عندما قدمت هذه الفكرة إلى مؤتمر لعلماء الكونيات عام 2003 ، اعتقدوا أنها فكرة مجنونة'. بعد تسع سنوات ، أثبت BOSS أنها تقنية قوية بشكل مذهل. لقد نجح فيما وراء أعنف أحلامنا.

تابع موقع ProfoundSpace.org على Twitter تضمين التغريدة . نحن أيضا على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك & + Google .