وزن الكون (تقنيًا كتلة الكون) من الصعب قياسه. للقيام بذلك ، لا تحتاج فقط إلى حساب النجوم والمجرات ، بل عد المادة المظلمة وسحب الغبار المنتشرة وحتى خصلات الهيدروجين المحايد في الفضاء بين المجرات. حاول علماء الفلك وزن الكون لأكثر من قرن ، وما زالوا يجدون طرقًا ليكونوا أكثر دقة.
إن معرفة كتلة الكون أمر أساسي لفهم تاريخه وتطوره. بينما تدفع الطاقة المظلمة الكون للتوسع ، تحاول المادة منع الكون من التوسع. يشكلون معًا متوسط كثافة المادة والطاقة في الكون ، والمعروف باسم معامل الكثافة الكونية. هذه المعلمة أساسية للنموذج القياسي لعلم الكونيات ، المعروف أيضًا باسم نموذج LCDM
طريقة واحدة لقياس هذه المعلمة هي النظر في الخلفية الكونية الميكروية (CMB). هذا التوهج المتبقي من الانفجار العظيم له اختلافات طفيفة في درجة الحرارة. يخبرنا مقياس هذه التقلبات عن معدل التمدد الكوني ، والذي بدوره يتيح لنا معرفة كثافة المادة الكونية.
تنحني المجرات ضوء الجاذبية. الائتمان: Agentur der RUB
هناك طريقة أخرى لوزن الكون وهي النظر إلى كيفية انحراف ضوء المجرات البعيدة عن طريق المجرات. إنه تأثير يُعرف باسم عدسة الجاذبية. يكمن التحدي في هذه الطريقة في تحديد الضوء الذي يتم انعكاسه وما هو غير ذلك. للقيام بذلك ، نحتاج إلى مقارنة الشكل المشوه للمجرة الذي نراه بالشكل الفعلي للمجرة ، والذي لا نعرفه.
لا يمكن إجراء مقارنة لمجرة واحدة ، ولكن يمكننا مقارنتها إحصائيًا. نظرًا لأننا نعرف شكل مجرة متوسطة ، يمكننا مقارنة ذلك بالأشكال العدسية التي نراها للحصول على قياس إحصائي لمقدار العدسة. كان هذا هو هدف مشروع يسمى 'مسح درجة الكيلو'.
بينما يمنحك تأثير العدسة مقياسًا إحصائيًا لمقدار الكتلة بيننا وبين مجرة بعيدة ، إلا أنه لا يمنحك الكثافة الكونية. لذلك ، عليك أن تعرف بعد المجرة. كلما زادت المسافة ، زادت الكتلة التي تتوقعها بينها وبيننا. لذلك حدد الفريق أيضًا مسافات المجرة بقياس انزياحها الأحمر عند عدة أطوال موجية.
الخلاف بين هذه الدراسة ونتائج CMB. ائتمان: Hildebrandt ، H. ، et al
والنتيجة هي معلمة كثافة كونية تختلف قليلاً عن تلك الموجودة في إشعاع الخلفية الكونية. هذه ليست المرة الأولى التي نشاهد فيها ملف خلاف غريب في علم الكونيات. يتكهن المؤلفون في عملهم بأن هذا قد يشير إلى أن النموذج الكوني القياسي خاطئ. في النموذج القياسي ، من المفترض أن كمية الطاقة المظلمة في الكون ثابتة. لكن هذه البيانات الأخيرة تناسب نموذجًا بديلًا تتغير فيه الطاقة المظلمة بمرور الوقت.
إنها فكرة مثيرة للاهتمام ، لكنها قفزة كبيرة. في حين أن هذه النتيجة الأخيرة لا تتفق مع بيانات CMB ، فإن دراسات أخرى مماثلة لا تفعل ذلك. من الممكن تمامًا أن يكون هناك تحيز منهجي في هذه الدراسة. لذلك لا تتخلص من كتب علم الكونيات القديمة بعد. في النهاية ، فإن ثقل الأدلة هو الذي سيحدد ما إذا كان مؤلفو هذه الدراسة الجديدة على حق.
المرجعي:هيلدبراندت ، هـ ، وآخرون. ' KiDS + VIKING-450: التصوير المقطعي الكوني باستخدام البيانات البصرية والأشعة تحت الحمراء . 'علم الفلك والفيزياء الفلكية633 (2020): A69.