علماء يكتشفون موجات جاذبية شديدة البطء تشوه «الزمكان»

كشفت دراسة جديدة للبيانات المأخوذة من مهمة Gaia الفضائية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية عن معطيات جديدة تخالف تقديرات كل من نيوتن وآينشتاين حول الجاذبية.

ووفقًا لموقع «فيزيك وورلد»، فإن ملاحظة المجرات وعناقيدها، تشير إلى أن قوى الجاذبية التي تربط هذه الهياكل معًا، أكبر من تلك المتوقعة من المادة التي تحتوي عليها، وهو ما قاد علماء الفيزياء، إلى التنبؤ بوجود المادة المظلمة، وهي مادة افتراضية غير مرئية، لكنها تتفاعل مع المادة الطبيعية عن طريق الجاذبية.

وبينما لم يجر رصد المادة المظلمة مباشرة مطلقًا، إلا أنها مدرجة في النموذج القياسي لعلم الكونيات.

وأنشأ عدد من الباحثين أكبر خريطة من نوعها للمادة المظلمة، ويقول الفريق العلمي، إنها قد توحي بأن نظرية النسبية التي وضعها عالم الفيزياء ألبرت أينشتاين كانت خاطئة.

ويؤدي وجود المادة المظلمة إلى تقوس (أو انحناء) نسيج المكان والزمان أو ما يسمى «الزمكان» حولها، الأمر الذي يسمح لعلماء الفلك، بأن يرسموا خريطة لوجودها عبر النظر إلى الضوء الآتي إلى الأرض من المجرات البعيدة.

ويشير انحراف الضوء إلى وجود مادة أمامه، تتسبب في انحنائه خلال اتجاهه نحونا.

واستخدم فريق بقيادة باحثين من «كلية لندن الجامعية» ذكاءً اصطناعيًّا لتحليل صور 100 مليون مجرة، وتفحص شكلها، وبقع الضوء المكونة من 10 بكسلات أو نحو ذلك، لمعرفة ما إذا كانت قد تمددت.

ويشير تحليل جديد أجراه العلماء للسنوات الثلاث الأولى من «مسح الطاقة المظلمة»، إلى أن المادة موزعة في مختلف أنحاء الكون، بطريقة تتوافق مع التوقعات في «النموذج الكوزمولوجي المعياري»، وهو أفضل نموذج حالي متوفر للكون، لكن الباحثين وجدوا أيضًا إشارات إلى أن الكون قد يكون أملس بنسبة أكثر قليلًا مما كان متوقعًا.

وتوصل العلماء إلى هذا التوقع بعد تحليل الضوء المتبقي، ما يعرف بـ«الانفجار العظيم».

ونقلت «بي بي سي» عن الباحث المشارك في الدراسة، الدكتور نيال جيفري، من قسم الفيزياء وعلم الفلك في كلية لندن قوله: «إذا كان هذا التباين صحيحًا، فلربما كان أينشتاين مخطئًا».

وأضاف: «قد تعتقد أن ذلك أمر سيئ، وقد تكون النظرية الفيزيائية قد جرى نقضُها، ولكن بالنسبة إلى عالم الفيزياء، نحن إزاء اكتشاف مثير جدًّا للاهتمام، فمعظم المادة في الكون من نوع المادة المظلمة. ومن المدهش حقًّا أن نلقي نظرة على تلك التكوينات الشاسعة المخفية عبر جزء كبير من سماء الليل».

وجرى اكتشاف تلك التكوينات، باستخدام الأشكال المنحرفة لمئات الملايين من المجرات البعيدة، مع صور التقطت بواسطة «كاميرا الطاقة المظلمة» في تشيلي، وفقًا لإندبندنت.

وتابع جيفري: «في خريطتنا، التي تظهر المادة المظلمة بالدرجة الأولى، نرى نسقًا مماثلًا لما نشهده مع المادة المرئية فقط، عبارة عن بنية تشبه الشبكة مع كتل كثيفة من المادة تفصل بينها فجوات فارغة كبيرة».

وأضاف: «رصد تلك التكوينات ذات الحجم الكوني يساعدنا في الإجابة عن أسئلة أساسية عن الكون».

وطوال عقود من الزمن، اشتبه علماء الفلك في وجود مواد بالكون، أكثر مما في استطاعتنا رصده.

وفي الواقع، تبقى المادة المظلمة، على غرار الطاقة المظلمة، مكونًا غامضًا، إنما يستدل على وجودها عبر مجرات تتصرف بطرائق غير متوقعة (بمعنى أنها تطرح تأثيرات في مواد نستطيع رؤيتها).

حذر علماء الفضاء من ازدياد خطورة النفايات التي مقاسها أكبر من 1 سم في الفضاء.

كشفت مؤسسة “روس كوسموس” أنه يوجد حاليا أكثر من مليون جسم فضائي حجمه 1 سم وأكثر، ويتوقع أن يزداد عددها 1.5 مرة بحلول عام 2030.

وحذر المكتب الإعلامي للمؤسسة، وفقا لوكالة تاس الروسية، من أن هذا العدد الكبير يشكل تهديدا كبيرا لضمان الوصول الآمن إلى المدارات الفضائية.

وأكد أنه يوجد حاليا بالفعل أكثر من مليون جسم فضائي أكبر من 1 سم في المدارات القريبة من الأرض، وسيزداد عددها بحلول عام 2030 بمقدار 1.5 مرة، وهذا يشكل تهديدا حقيقيا لضمان الوصول بسلامة إلى الفضاء، بما في ذلك إطلاق وتشغيل الأجهزة الفضائية في المدار بصورة اعتيادية”.

وأضاف أن هذا الوضع يؤكد حيوية مسائل سلامة الأنشطة الفضائية، وضرورة وضع قواعد لتنظيم وإدارة “حركة الفضاء” ومعلومات واسعة عن الوضع في الفضاء القريب من الأرض.

وتابع: “يشهد الوضع في الفضاء القريب من الأرض في السنوات الأخيرة تغيرات كبيرة.. وذلك نتيجة الزيادة الكبيرة في حجم وتنوع الأنشطة في الفضاء القريب، والزيادة الكبيرة في عدد الأجسام الفضائية التي صنعها الإنسان في أكثر مناطق الفضاء استخداما”، موضحا أن هذا يرتبط بنشر مجموعات تتألف من عدد كبير من الأقمار الصناعية، ما يؤدي إلى زيادة ” حجم وكمية النفايات الفضائية”.

في ظاهرة كونية تحدث بعيدا عن كوكبنا بحوالي 86 سنة ضوئية، تمكن علماء الفضاء للمرة الأولى من مشاهدة نجما ميتا يبتلع كل ما يحيط به من خارج وداخل نظامه الكوكبي.

وهذه الظاهرة ليست نادرة، بل تحدث لدى انطفاء نجم وتحوله إلى ما يعرف بـ”القزم الأبيض”، لكن المميز هذه المرة أن قوة الجاذبية التي خلفها هذا النجم مكنت العلماء من مشاهدة الظاهرة للمرة الأولى.

وتمكن الباحثون من تحديد آثار لعناصر تشير إلى أن النجم الميت، الذي أطلق عليه اسم G238-44، قد راكم مواد معدنية وصخرية، مثل كويكبات النظام الشمسي الداخلي، إضافة إلى مواد جليدية، مثل الأجسام المتجمدة التي يمكن العثور عليها في حزام كويبر الخارجي للنظام الشمسي.

وقال الفيزيائي وعالم الفلك تيد جونسون من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس: “لم نشهد قبل الآن هذين النوعين من الأجسام يتراكم على قزم أبيض في نفس الوقت”. وتابع: “من خلال دراسة هذه الأقزام البيضاء، نأمل في اكتساب فهم أفضل لأنظمة الكواكب التي لا تزال غير مكتشفة”.

يذكر أن الأقزام البيضاء هي ما يحدث عندما يصل نجم ضخم (كتلته تعادل ثمانية أضعاف كتلة الشمس) إلى نهاية حياته. وبمجرد نفاد المواد المحترقة داخله، تبدأ مرحلة الانتفاخ ليصل إلى حجم عملاق أحمر قبل إخراج مواده الداخلية، وينهار اللب النجمي تحت الجاذبية ليشكل جسمًا كثيفا، يتلألأ بشكل ساطع مع ضوء الحرارة المتبقية.

وتفتح هذه النتائج نافذة نادرة على التركيب الداخلي للكواكب الأخرى عبر الكون. ويعتقد علماء الفلك أن الأجسام الجليدية من أقاصي النظام الشمسي تحطمت في العوالم الصخرية الداخلية في الماضي البعيد. ويرجحون أن المذنبات والكويكبات قد أوصلت الماء إلى الأرض، وخلقت الظروف اللازمة لنشوء الحياة.

ويقدم القزم الأبيض فرصة للعلماء لمعرفة نوع المواد التي تكونت منها الكواكب في بداياتها. ومن بين العناصر المكتشفة مع هذا النجم، حدد العلماء وجود النيتروجين والأكسجين والمغنيسيوم والسيليكون والحديد.

إلى ذلك، يوفر القزم الأبيض نظرة خاطفة على المستقبل المحتمل لنظامنا الشمسي. بعد 5 مليارات سنة من الآن، قد يبدو نظامنا الشمسي إلى حد كبير مثل النظام حول G238-44. من المتوقع أن تتبخر الأرض بالكامل خلال مرحلة العملاق الأحمر لشمسنا.