تلقي ملاحظات Webb Telescope الجديدة مفتاحًا في فهمنا للانفجار العظيم

حسنًا ، فلنبدأ ابدأ بما هو واضح. ال الانفجار العظيم ليس ميتا. الملاحظات الأخيرة من قبل تلسكوب جيمس ويب الفضائي لم يدحض الانفجار الكبير ، على الرغم من بعض المقالات الشعبية التي تدعي عكس ذلك. إذا كان هذا هو كل ما تحتاج إلى سماعه ، فلتمتع بيوم رائع. ومع ذلك ، تكشف أحدث ملاحظات ويب عن بعض الأشياء الغريبة وغير المتوقعة حول الكون ، وإذا كنت ترغب في معرفة المزيد ، فاستمر في القراءة.

لنبدأ بالشائعات. ماذا عن بيانات الويب الجديدة التي تشير إلى أن الانفجار العظيم خطأ؟ نفس النوع من البيانات التي قدمها لنا هابل منذ سنوات. نعتقد عمومًا أن الدليل على الانفجار العظيم يتمحور حول حقيقتين: الأولى ، أن المجرات البعيدة لديها انزياح أحمر أعلى من المجرات الأقرب ؛ وثانيًا ، أن الكون مليء بخلفية كونية من إشعاع الميكروويف.

الأول يشير إلى أن الكون يتمدد في جميع الاتجاهات ، بينما يشير الثاني إلى أنه كان في حالة شديدة الحرارة والكثافة. هذان هما من ثلاثة أركان من البيانات التي تدعم الانفجار العظيم ، والثالث هو الوفرة النسبية للعناصر في الكون المبكر.

لكن هذه الملاحظات هي مجرد أساس لنموذج الانفجار العظيم. لقد توسعنا منذ فترة طويلة في هذه المجالات لإنشاء النموذج القياسي لعلم الكونيات ، المعروف أيضًا باسم نموذج LCDM. هذا هو الكون الذي بدأ بالانفجار العظيم ومليء بالمادة والمادة المظلمة والطاقة المظلمة. كل شيء من تسارع التوسع الكوني إلى تجمع المجرات يدعم هذا النموذج القياسي. ويقوم النموذج القياسي بعمل تنبؤات حول اختبارات المراقبة الأخرى ، حتى نتمكن من إثبات صحتها بشكل أكبر. وهنا يأتي دور الادعاءات الأخيرة بشأن “الكساد الكبير”.

يُعرف أحد هذه الاختبارات الثانوية باسم اختبار سطوع سطح تولمان. تم اقتراحه لأول مرة في الثلاثينيات من قبل ريتشارد سي تولمان وقارن السطوع الظاهر لمجرة بحجمها الظاهري. تُعرف نسبة السطوع إلى الحجم بإضاءة السطح.

بشكل عام ، كلما كانت المجرة أكبر ، يجب أن تكون أكثر سطوعًا ، لذلك يجب أن يكون سطوع سطح كل مجرة ​​متماثلًا تقريبًا. ستبدو المجرات البعيدة أكثر قتامة ، لكن سيكون لها أيضًا حجم ظاهر أصغر ، لذلك سيظل سطوع السطح كما هو. يتنبأ اختبار تولمان أنه في كون ساكن غير متوسع ، يجب أن يكون سطوع سطح جميع المجرات متماثلًا تقريبًا ، بغض النظر عن المسافة.

هذا ليس ما نراه. ما نلاحظه هو أن المجرات البعيدة يكون سطوعها باهتًا أكثر من المجرات الأقرب. يتناسب مقدار التعتيم مع مقدار الانزياح الأحمر في المجرة. قد تعتقد أن هذا يثبت أن كل تلك المجرات البعيدة تبتعد عنا ، لكنها في الواقع لا تفعل ذلك. إذا كانت تلك المجرات البعيدة تتسارع بعيدًا ، فسيكون لديك تأثيران معتمان. التحول الأحمر والمسافة المتزايدة باستمرار. يتنبأ اختبار تولمان أنه في الكون البسيط المتوسع ، يجب أن يتضاءل سطوع سطح المجرات بما يتناسب مع الانزياح الأحمر. و مسافه: بعد. نحن نرى فقط آثار الانزياح نحو الأحمر.

قادت هذه الحقيقة البعض إلى اقتراح كون ثابتًا حيث يفقد الضوء تلقائيًا طاقته بمرور الوقت. إنه ما يسمى ب فرضية الضوء المتعب، وتحظى بشعبية كبيرة بين خصوم بيغ بانغ. إذا كان الكون ساكنًا والضوء متعبًا ، فإن اختبار تولمان يتوقع بالضبط ما نلاحظه. ومن ثم لم تحدث ضجة كبيرة.

مرة أخرى في عام 2014 ، إريك ليرنر وآخرون. نشر ورقة توضح هذه النقطة بالضبط. تسببت في موجة من “Big Bang Dead!” مقالات في وسائل الإعلام الشعبية. بدأت المزاعم الأخيرة حول قتل ويب للانفجار الكبير بمقال مشهور بقلم إريك ليرنر نفسه. لذلك نحن هنا. في الإنصاف ، في عام 2014 ، دعمت ملاحظات هابل ادعاء ليرنر ، وكذلك فعلت ملاحظات ويب الأخيرة. لكن ما حذفه ليرنر بسهولة من ورقته هو ملاحظات هابل وويب ايضا دعم نموذج LCDM.

من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن الانزياح الأحمر يثبت أن المجرات تبتعد عنا. هم ليسوا كذلك. المجرات البعيدة لا تتسارع عبر الفضاء. الفضاء نفسه يتوسع ، ويضع مسافة أكبر بيننا. إنه اختلاف طفيف ، لكنه يعني أن الانزياح الأحمر للمجرة ناتج عن التمدد الكوني ، وليس الحركة النسبية. وهذا يعني أيضًا أن المجرات البعيدة تظهر أكبر قليلاً مما تبدو عليه في كون ثابت. إنها بعيدة وصغيرة ، لكن توسع الفضاء يعطي الوهم بأنها أكبر. نتيجة لذلك ، يخفت سطوع سطح المجرات البعيدة بما يتناسب فقط مع الانزياح الأحمر.

بالطبع ، نحن نعلم أن الضوء المتعب خاطئ بسبب الخلفية الكونية الميكروية. لن يكون للكون الثابت والمتعب الخفيف أي حرارة متبقية من كرة نارية بدائية. ناهيك عن حقيقة أن المجرات البعيدة ستبدو مشوشة (لا تبدو كذلك) ، ولن يتمدد المستعرات الأعظمية البعيدة بفعل التوسع الكوني (هم كذلك). النموذج الوحيد الذي يدعم كل الأدلة هو الانفجار الكبير. حجة ليرنر هي حجة قديمة تم دحضها منذ فترة طويلة.

بعد كل ما قيل ، وجد تلسكوب جيمس ويب الفضائي بعض الأشياء غير العادية. والأهم من ذلك ، أنها عثرت على المزيد من المجرات والمزيد من المجرات البعيدة أكثر مما ينبغي ، وقد يؤدي ذلك إلى بعض التغييرات الثورية في نموذجنا القياسي.

فهمنا الحالي هو أنه بعد الانفجار العظيم ، مر الكون بفترة تعرف باسم العصور المظلمة. خلال هذه الفترة ، تلاشى الضوء الأول للكون ، ولم تكن النجوم والمجرات الأولى قد تشكلت بعد. ويب حساس للغاية لدرجة أنه يمكنه رؤية بعض المجرات الأصغر التي تشكلت بعد العصور المظلمة مباشرة. نتوقع أن تكون تلك المجرات الفتية أقل عددًا وأقل تطورًا من المجرات اللاحقة. لكن ملاحظات ويب وجدت مجرات شديدة الانزياح نحو الأحمر وشابة جدًا شائعة وناضجة بشكل مدهش.

إنه نوع من البيانات المحيرة وغير المتوقعة التي كان علماء الفلك يأملون في الحصول عليها. لهذا السبب أردنا بناء تلسكوب ويب في المقام الأول. ويخبرنا أنه على الرغم من أن نموذج الانفجار الأعظم ليس خاطئًا ، إلا أن بعض افتراضاتنا بشأنه قد تكون كذلك.

تم نشر هذه المقالة في الأصل على الكون اليوم بواسطة بريان كوبرلين. إقرأ ال المقال الأصلي هنا.