كيف تساعد المستعرات الأعظم في كشف أسرار الطاقة المظلمة

تكلنوجيا

كيف تساعد المستعرات الأعظم في كشف أسرار الطاقة المظلمة


إن أكبر مكون في الكون هو شيء لا نعرف عنه شيئًا تقريبًا.

أفضل وأدق الملاحظات التي جمعها علماء الكون على مدى عقود تظهر أن كل المادة من حولنا، كل ذرة نراها في أي مكان في الكون، تشكل 5% فقط من كل ما هو موجود. و27 بالمئة أخرى المادة المظلمة، الذي يجمع المجرات معًا. وكل شيء آخر – وهو ما يمثل 68% من الكون – هو طاقة مظلمة، وهي القوة المسؤولة عن توسع الكون.

وبدون الطاقة المظلمة، فإن معدل التوسع سوف يتباطأ مع مرور الوقت. لكن من الواضح جدًا أن الأمر ليس كذلك، ومعدل التوسع يتزايد بالفعل. لا بد أن يكون هناك نوع من القوة التي تدفع هذا التوسع، وهذه القوة المجهولة هي ما نسميه الطاقة المظلمة.

إن نسبة مذهلة تبلغ 68% من الكون عبارة عن طاقة مظلمة.

إنه أكبر مكون في الكون، وهو لغز. لكن بالنسبة لنوع معين من العلماء، فإن ذلك يجعل دراسته تحديًا لا يقاوم.

وفي اجتماع للجمعية الفلكية الأمريكية في وقت سابق من هذا الشهر، قدم الباحثون بيانات استغرقت عقدًا من الزمن من أكبر عينة من المستعرات الأعظم وأكثرها اتساقًا على الإطلاق. كانت البيانات جزءًا من مسح الطاقة المظلمة، وهو عبارة عن تعاون دولي لأكثر من 400 عالم فلك يعملون معًا لكشف أسرار الطاقة المظلمة.

ركز التحليل على مجموعة متنوعة من المستعرات الأعظم تسمى النوع 1أ. هذه مفيدة بشكل خاص لعلماء الفلك لأنها تتمتع بسطوع يمكن التنبؤ به للغاية، مما يجعلها لا تقدر بثمن كعلامات أميال يمكن استخدامها لقياس المسافة بدقة. وباستخدام هذه المستعرات الأعظمية لحساب المسافة إلى المجرات البعيدة، يمكن للعلماء قياس مدى سرعة توسع الكون، ونأمل أن يتعلموا المزيد عن المادة الغريبة للطاقة المظلمة.

تعاون DES/NOIRLab/NSF/AU

تأثيرات خفية على نطاق واسع

قد تشكل الطاقة المظلمة جزءًا كبيرًا من الكون، لكن تأثيراتها خفية. وللكشف عن تأثيرها، يجب على الباحثين النظر إلى مجموعات البيانات الضخمة التي تظهر تحركات المجرات على نطاق واسع. يتطلب الأمر أدوات دقيقة للغاية حتى تتمكن من اكتشاف نوع التأثيرات واسعة النطاق التي تحدثها الطاقة المظلمة على حركات المجرات.

وأوضحت ماريا فينسينزي من جامعة ديوك، التي شاركت في قيادة التحليل الكوني لعينة المستعر الأعظم من DES: “لإجراء هذه القياسات فائقة الدقة، تحتاج إلى أفضل الكاميرات وأفضل التلسكوبات المتاحة، على الأرض أو في الفضاء”. “إن بناء هذا النوع من الأدوات يعد جهدًا هائلاً، وهو أمر لا يمكن أن تقوم به مجموعة واحدة أو موارد جامعة واحدة.”

قد تشكل الطاقة المظلمة جزءًا كبيرًا من الكون، لكن تأثيراتها خفية.

تم إجراء معظم الأبحاث السابقة حول الطاقة المظلمة باستخدام المستعرات الأعظم باستخدام تقنية تسمى التحليل الطيفي، حيث ينقسم الضوء الصادر عن المستعر الأعظم إلى أطوال موجية. من خلال البحث عن الأطوال الموجية للضوء الغائبة، يمكن للعلماء استنتاج الأطوال الموجية التي تم امتصاصها، وهو ما يخبرك بتركيبة الجسم.

وهذا مفيد للغاية للحصول على معلومات تفصيلية من جسم ما، ولكنه أيضًا عملية مكلفة للغاية وتستغرق وقتًا طويلاً وتتطلب استخدام تلسكوب متخصص مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

اتخذ البحث الأخير نهجا مختلفا. قال فينسينزي: “لقد حاولنا القيام بالأشياء بطريقة مختلفة تمامًا”. واستخدموا تقنية تسمى قياس الضوء، حيث لاحظوا الضوء الصادر من الأجسام وتتبعوا كيفية تغير السطوع على مدى بضعة أسابيع، مما أدى إلى إنتاج بيانات تسمى منحنى الضوء.

ثم قاموا بإدخال منحنيات الضوء هذه في خوارزمية التعلم الآلي، والتي تم تدريبها لتحديد المستعرات الأعظمية المحددة التي يريدونها – المستعرات الأعظم من النوع 1a.

كان جانب التعلم الآلي أمرًا أساسيًا لأن الاختلافات بين منحنيات الضوء لأنواع المستعرات الأعظم يمكن أن تكون دقيقة. وقال فينسينزي: “يمكن لخوارزمية التعلم الآلي رؤية الأشياء التي قد لا تتمكن حتى العين المدربة جيدًا من رؤيتها”، فضلاً عن كونها أسرع بكثير.

وقد مكّن ذلك المجموعة من تحديد عينة ضخمة من حوالي 1500 من هذه المستعرات الأعظمية عبر مجموعة بيانات مدتها خمس سنوات، تم جمعها من أداة واحدة تسمى كاميرا الطاقة المظلمة المثبتة على تلسكوب فيكتور إم بلانكو في تشيلي.

تلسكوب فيكتور إم بلانكو في تشيلي
CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/D. مونيزاج

خاصية الفضاء نفسه

بفضل مجموعة البيانات المثيرة للإعجاب هذه، تمكن الباحثون من فهم المزيد عن توسع الكون أكثر من أي وقت مضى، وتدعم النتائج نموذجًا شائعًا للكون غريب حقًا.

الأمر الغريب هو كل ما يتعلق بكثافة الطاقة المظلمة. لفهم سبب أهمية ذلك، من المفيد أن نبدأ بالتفكير في شيء مألوف أكثر: المادة.

“مع توسع الكون، حجم الكون يتزايد. لكن كمية المادة ليست كذلك. إنه ثابت المادة الكلية. وأوضح ديلون بروت من جامعة بوسطن، الذي شارك في قيادة التحليل الكوني: “إذا كان الحجم يتزايد والمادة ثابتة، فإن الكثافة ستنخفض”.

“مع توسع الكون، حجم الكون يتزايد. ولكن كمية المادة ليست كذلك.”

حتى الان جيدة جدا. لكن الطاقة المظلمة ليست كذلك، فهي تتمتع بكثافة ثابتة مع مرور الوقت. “مع توسع الكون، لا تنخفض الكثافة. وقال بروت: “تحصل على كمية إجمالية أكبر من الطاقة المظلمة”.

وهذا يعني أن الطاقة المظلمة تبدو وكأنها خاصية للفضاء نفسه، ولهذا السبب تُعرف أيضًا أحيانًا باسم طاقة الفراغ. “إذا حصلت على مساحة أكبر، فستحصل على المزيد من الطاقة المظلمة. وقال بروت: “إذا زاد حجم الكون، فستحصل على الكمية المناسبة من الطاقة المظلمة، لأنها خاصية للفضاء نفسه”.

تختلف الطاقة المظلمة عن أي شيء آخر نعرفه في الطبيعة، لذلك يشكك بعض الناس في النظرية ويعتقدون أنه يجب أن يكون هناك تفسير آخر لمعدل توسع الكون، مثل وجود خطأ في النسبية العامة أو عدم اكتمالها.

لكن على نحو متزايد، يتفق علماء الكونيات على أن نظرية الكثافة الثابتة للطاقة المظلمة مع مرور الوقت، والتي تسمى لامدا بالمادة المظلمة الباردة، هي أفضل تفسير لدينا للملاحظات التي قمنا بها. ولا يثبت البحث الجديد بشكل قاطع صحة هذه النظرية، لكنه يتفق معها.

وقال فينسينزي: “لقد كان هذا أمرًا مذهلاً لكل من يعمل في هذا المجال على مدار العشرين عامًا الماضية”. “لأنه شكل من أشكال الطاقة يصعب التوفيق بينه وبين أي معرفة سابقة بالطاقة والقوى التي اعتدنا على التفكير فيها في الفيزياء.”

لعبة شد الحبل الكونية

يمكن اعتبار الطاقة المظلمة أحد وجهي العملة الكونية، والمادة المظلمة هي الوجه الآخر. تتعارض القوتان مع بعضهما البعض: إحداهما تدفع الأشياء بعيدًا والأخرى تجمعها معًا.

“تؤثر المادة والمادة المظلمة على الكون بجاذبيتهما. وقال بروت: “لذا فإن المادة المظلمة تميل إلى إبطاء توسع الكون، في حين أن الطاقة المظلمة تميل إلى تسريعه”. “لذا فإن الأمر أشبه بلعبة شد الحبل بين المادة المظلمة وقوة الجاذبية، وتنافر الطاقة المظلمة.”

“لقد كان هذا أمرًا مذهلاً لكل من يعمل في هذا المجال على مدار العشرين عامًا الماضية.”

ويعني هذا النموذج أنه مع مرور الوقت وتوسع الكون، هناك المزيد والمزيد من الطاقة المظلمة. في مراحل مبكرة من تاريخ الكون، كانت المادة المظلمة تهيمن على فيزياء الكون لأن حجمها كان أصغر وكانت كثافة المادة أعلى. ومع تزايد حجم الكون، أصبحت الطاقة المظلمة هي المهيمنة.

“تهيمن الطاقة المظلمة على أجزاء الكون التي تكون في الغالب فارغة، على المسافات الشاسعة بين المجرات التي يمتلئ معظمها بالفضاء الفارغ. وأوضح بروت: “في مناطق المجرة المليئة بالكثير من المادة أو المادة المظلمة، كما هو الحال في المجرة أو في النظام الشمسي، لا نشعر أو نرى تأثيرات الطاقة المظلمة”.

وهذا جزء من سبب صعوبة دراسة الطاقة المظلمة: يحتاج الباحثون إلى النظر إلى الحركات واسعة النطاق للمجرات لمعرفة آثارها.

تناقض كبير

إذا كان كل هذا يبدو غريبًا وغير بديهي، فاحذر، لأن هناك المزيد من الغرابة التي يجب اكتشافها في هذه القصة.

على الرغم من أن العلماء يعرفون أن هناك قدرًا هائلاً من الطاقة المظلمة في الكون، إلا أن تأثيراتها صغيرة نسبيًا. على الرغم من أنها تؤدي إلى توسع الكون، وهو أمر ليس بالأمر غير المهم، إلا أن هناك مشكلة طويلة الأمد في علم الكونيات حيث تكون تأثيراتها أضعف مما تتوقعه النظرية. كثيراً أضعف.

في الواقع، تشير تنبؤات ميكانيكا الكم، النظرية الأكثر انتشارًا حول كيفية عمل المادة على المستوى الذري، إلى أن الطاقة المظلمة يجب أن تكون أقوى مما هي عليه الآن.

“إذا كانت الطاقة المظلمة هي طاقة الفراغ، فإن القيمة التي نجدها هي 120 مرة من التوقع النظري لميكانيكا الكم. قال بروت: “وهذا مجرد جنون”. “يُطلق عليه أحيانًا أكبر تناقض بين النظرية والملاحظات في كل العلوم.”

لكن لو كانت الطاقة المظلمة قوية كما تتنبأ ميكانيكا الكم، لكانت قد تبعثرت المواد في الكون المبكر. منع المجرات المبكرة من التشكل. يمكن القول إن تطور الحياة كما نعرفها يعتمد على الضعف النسبي للطاقة المظلمة.

هذا التناقض في القيمة الظاهرة للثابت الكوني، والذي هو جزء من النسبية العامة، هو سؤال رئيسي لعلم الكونيات. حتى أنه تم وصفه بأنه فيزياء “المشكلة الأكثر إحراجا“.

ومع ذلك، بالنسبة للباحثين في مجال الطاقة المظلمة، فإن هذا التناقض المحير هو ما يجعل الموضوع مقنعًا للغاية ومهمًا للدراسة.

وقال بروت: “نحن نقيس المادة المظلمة والطاقة المظلمة، التي تشكل 95% من الكون”. “يا فتى، إذا لم نفهم 95% من الكون، علينا أن نبحث ونحاول فهمه.”



Source link

Back To Top
Monopoly Go! Di Earn Free Itune Match Masters F Nba 2K24 Free V Get 10 Free Ins Get 10-50 Free Près De 200 De How To Get Free 12 Easy Ways To Free Amazon Gif How To Get Free 25% Off Best Bu Earn Free Gift Nba 2K24 Vc Gen How To Get Free 100 Free Tiktok 10 Free Tiktok How To Get Free Match Masters F Top 10 Ways To Tiktok Follower Match Masters F Gamehunters Clu Top Ways How To Free Instagram Coin Master Fre Monopoly Go Fre Free Itunes Gif Itunes Gift Car Match Masters F Offrez Iphone 1 Cod Points Save Getting Free Wa Coin Master Fre Match Masters F 10% Off Best Bu How To Get A Fr 20% Off + $1000 Match Masters F Make $30 Per Ho Free Gift Cards 7 Ways To Earn 15 Best Ways To How To Get Free 5K Coin Master New* Get Free I Cod Mobile Hack (Unlimited-Code Match Masters F Best Free Onlyf Get Instagram F Top 15 Free Onl How To Get Free Monopoly Go Fre Get 100 Free Ti How To Find Fre Match Masters F Free Amazon Gif Walmart Gift Ca Shein Coupon Co 20% Off + $1000 Monopoly Go ! F How To Get A Fr How To Get Free Top 10 Ways To Nba 2K24 Free V Monopoly Go ! F Monopoly Go Fre Today'S Coin Ma Get 10-50 Free 2K24 Vc Glitch) Nba 2K24 Locker Cod Points Save 100 Free Tiktok Apple Iphone 14 Free Iphone 13 Free Paypal Mon New* Get Free I 15 Best Ways To Coin Master Fre How To Get Free Peoplesgamez Gi How To Get Only Nba 2K24 Locker Peoplesgamez Gi Top 15 Free Onl Make $30 Per Ho Free Monopoly G How To Get Free Free Onlyfans A Free Amazon.Com Apple Store For Free Itunes Gif Free Best Buy $ 10 Free Tiktok Free Monopoly G Earn Free Amazo Get 10-50 Free Cheats Tips For Free Paypal Mon Free Instagram How To Get Free Earn Free Gift Monopoly Go! Di Your Free Gift How To Get Free Iphone 15 Pro M 5K Coin Master Configurer Volt Monopoly Go ! F Free Amazon Gif How To Get Free Free Printable 10% Off Best Bu +30% Off Everyt Bingo Blitz Fre Walmart Rewards Bingo Blitz Fre Bingo Blitz Fre Free Vc Generat Earn Free Gift How To Get Free 10% Off Best Bu Match Masters F How To Get Free Best Websites T Free Iphone Gov Match Masters F New* Get Free I Get Free Tiktok New* Get Free I Walmart Rewards Getting Free Wa Giftogram Send How To Get Free Free Tiktok Fol How To Get Free New Update Cod Coin Master Fre How To Get A Fr Free Onlyfans A Bingo Blitz Fre Free Amazon Gif Here'S All The Coin Master Fre Walmart Free Gi 2K24 Vc Glitch) Don'T Fall For Tiktok Follower 50% Off Best Bu Shein Gift Card Free Paypal Mon Extra 25% Off S Tiktok Likes-Fo Onlyfans Premiu Free Amazon Gif How To Get Free Itunes Free Gif Itunes Gift Car $1000 Off - Bes Coin Master Fre Daily Gifts Bin How To Get Your Bingo Blitz Fre 2K24 Vc Glitch) How To Get Free Introducing Bin Get Free Follow Coin Master Fre Walmart Free Gi