تم قياس توسع الكون بدقة غير مسبوقة

فنان

نظرة فنان لكيفية عمل الكوازارات والأجسام الفلكية معًا لقياس توسع الكون. يمتص الغاز الضوء القادم من الكوازارات البعيدة ، وهو مطبوع بنمط BOAs من الكون المبكر. (رصيد الصورة: Zosia Rostomian ، مختبر Lawrence Berkeley الوطني ، و Andreu Font-Ribera ، فريق BOSS Lyman-alpha ، مختبر بيركلي)



قام العلماء الذين درسوا أكثر من 140000 مجرة ​​شديدة السطوع بحساب تمدد الكون بدقة غير مسبوقة.



المجرات البعيدة والمعروفة باسم النجوم الزائفة ، بمثابة 'مسطرة معيارية' لرسم خريطة لتغيرات الكثافة في الكون. كان الفيزيائيون قادرين على توسيع حساباتهم تقريبًا ضعف الوقت الذي تم إنجازه سابقًا.

باستخدام المسح الطيفي للتذبذب الباريوني (BOSS) ، قام فريقان من علماء الفيزياء بتحسين فهم العلماء للطاقة المظلمة الغامضة التي تقود الكون المتسارع. من خلال مضاعفة عدد الكوازارات التي تمت دراستها مسبقًا ثلاث مرات تقريبًا ، بالإضافة إلى تنفيذ تقنية جديدة ، تمكن العلماء من حساب معدل التوسع إلى 42 ميلاً (68 كيلومترًا) في الثانية لكل مليون سنة ضوئية بدقة أكبر ، مع النظر بعيدًا إلى الخلف. في الوقت المناسب. [8 ألغاز محيرة في علم الفلك]



قاد أندرو فونت ريبيرا ، من مختبر لورانس بيركلي الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية ، أحد الفريقين ، بينما ترأس تيموثي ديلوباك من EPFL بسويسرا ومركز دي ساكلاي الفرنسي الفريق الآخر. قدم Font-Ribera النتائج الجديدة في أبريل في اجتماع للجمعية الفيزيائية الأمريكية في سافانا ، جورجيا.

قال Font-Ribera إن البحث الجديد 'يستكشف منطقة من الكون لم يتم استكشافها من قبل'.

تمديد المسطرة القياسية



يمتد الكون المتسع الموجات الضوئية أثناء انتقالها عبره ، وهي عملية يشير إليها علماء الفلك باسم الانزياح الأحمر. تعتمد المسافة المادية لجسم ما من الراصد على مدى سرعة تمدد الكون.

التذبذبات الصوتية للباريون (BAOs) هي موجات صوتية مطبوعة في هياكل كبيرة من المادة في الكون المبكر. تتسبب قوى الجاذبية الدافعة للداخل والضغط الخارجي المرتبط بالحرارة في اهتزازات مشابهة للموجات الصوتية في المادة الباريونية أو 'العادية' في الكون.

تبقى المادة المظلمة ، التي تتفاعل مع المادة الطبيعية فقط من خلال الجاذبية ، في مركز الموجة الصوتية ، بينما تنتقل المادة الباريونية إلى الخارج ، مما يؤدي في النهاية إلى تكوين غلاف عند نصف قطر محدد يعرف باسم أفق الصوت.



النجوم الزائفة ، مثل المجرات الأخرى ، محاطة بالغبار. يتدفق الضوء الخارج من المجرات عبر هذا الغبار ، ليكشف عن بصمة BAOs. تسمح دراسة هذا الضوء للباحثين برسم خريطة لتوزيع الكوازارات وكذلك الغاز في الكون المبكر.

باستخدام BOSS ، وهو أكبر مكون في مسح Sloan Digital Sky الثالث لرسم خرائط BAOs ، يمكن للعلماء تحديد كيفية توزيع المادة في الكون المبكر. عندما يتعلق الأمر بقياس تمدد الكون ، فإن BAOs تعمل كـ 'مسطرة قياسية'.

قال باتريك ماكدونالد ، من المعهد الكندي للفيزياء الفلكية النظرية ، في المؤتمر: 'نعتقد أننا نعرف حجمه ، ويعتمد حجمه الظاهر على بعده'.

في السابق ، استخدم علماء الفلك BAOs لقياس المسافات إلى المجرات من أجل تحديد توزيع الكتلة في الكون ، وبالتالي معدل تمدد الكون. لكن المجرات تصبح أكثر خفوتًا على مسافات أكبر ، لذلك اقتصرت الدراسات السابقة على النظر إلى الوراء 6 مليارات سنة ضوئية فقط في عمر الكون البالغ 13.8 مليار سنة.

كان Font-Ribera وفريقه ، بما في ذلك McDonald ، رائدين في a طريقة قياس BAOs باستخدام الكوازارات ، وهي مجرات أكثر إشراقًا من المعتاد بسبب نشاط ثقب أسود فائق الكتلة في مركزها. عندما تسقط المادة في الثقب الأسود ، فإنها تزداد سخونة للغاية ، وتشع الضوء بأطوال موجية أكثر إشراقًا وعلى مسافات أبعد من المجرات التقليدية. سمح هذا للعلماء بقياس التوزيع الشامل للكون حتى 12 مليار سنة.

اشتملت أبحاث Font-Ribera على ما يقرب من 50000 نجم كوازار. استعرضت الدراسة الجديدة التي نشرها فريق Delubac ما يقرب من ثلاثة أضعاف عدد المصادر ، وبشكل أكثر دقة حساب معدل التوسع بدقة 2.2 في المائة. [ شاهد صور المادة المظلمة في الكون ]

إذا نظرنا إلى الكون عندما كان أقل من ربع عمره الحالي ، فسنرى أن زوجًا من المجرات مفصولة بمليون سنة ضوئية سينجرفان عن بعضهما بسرعة 68 كيلومترًا في الثانية. قال Font-Ribera في بيان صحفي مصاحب.

'عدم اليقين يزيد أو ينقص فقط كيلومتر ونصف في الثانية.'

الكون المتوسع

في أوائل القرن العشرين ، عالم الفلك إدوين هابل قرر أن المجرات في الكون تبتعد جميعها عن درب التبانة لأن الكون يتوسع. أدت دراسات أخرى إلى استنتاج علماء الفلك أن معدل التوسع يتسارع بدلاً من أن يتباطأ.

قارن ماكدونالد العملية بالكرة الملقاة في الهواء.

قال ماكدونالد: 'التسارع يشبه قيامك برمي الكرة ، وتبدأ في الصعود بشكل أسرع وأسرع'. 'لن تفعل ذلك جاذبية طبيعية جذابة.'

قرر علماء الفلك أن القوة غير المرئية ، المسماة 'الطاقة المظلمة' ، تسبب التسارع. يطلق ماكدونالد على الطاقة المظلمة اسم 'عنصر نائب' لأن العلماء ليسوا متأكدين من ماهيتها بالتحديد.

قال: 'بالنسبة لي ، يبدو من الممكن تمامًا أن يكون الأمر مرتبطًا ببعض الثغرات الأساسية في فهمنا للفيزياء'.

من أجل تصحيح هذا الثقب ، يجب على العلماء الاستمرار في معرفة المزيد عن الطاقة المظلمة ، بما في ذلك دورها في تسريع توسع الكون.

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