كيف نعرف عمر الكون؟
تنتشر عبر فراغ الفضاء النجوم والمجرات والبقايا النجمية والأشياء الأخرى التي يبلغ عمرها مليارات السنين. عمر كون يُعتقد الآن أنها تعود إلى حوالي 13.8 مليار سنة – يكاد لا يسبر غوره. لكن كيف نعرف ذلك؟
يمكننا تحديد عمر الكون (إلى حد ما) من خلال تحليل الضوء والأنواع الأخرى من الإشعاع التي تنتقل من الفضاء السحيق ، لكن العلماء لم يتفقوا دائمًا على عمر الكون ، ويستمرون في تحسين الإجابة مع ارتفاع مستوى التلسكوبات.
في عشرينيات القرن الماضي ، توصل عالم الفلك إدوين هابل إلى طريقة لمعرفة العلاقة بين مسافة الجسم ، بناءً على الوقت الذي يستغرقه ضوءه للوصول. أرض، ومدى سرعة تحركه بعيدًا عنا ، استنادًا إلى مقدار الضوء القادم من الأماكن البعيدة الذي ينزاح إلى الأحمر ، أو يتحرك نحو نهاية الطاقة المنخفضة (أو الأكثر احمرارًا) من الكهرومغناطيسي نطاق.
هذا المقياس ، المعروف الآن باسم ثابت هابليصف توسع الكون في مواقع مختلفة. وفق ناسا (يفتح في علامة تبويب جديدة)، فإن ثابت هابل أعلى بالنسبة للأجسام البعيدة ، والعكس صحيح ، مما يشير إلى أن تمدد الكون يتسارع. إحدى نتائج هذا الاكتشاف هو أنه من الصعب إثبات العمر المقدر للكون.
في الوقت الحالي ، يُعتقد أن عمر الكون يبلغ حوالي 13.8 مليار سنة. تم تحديد ذلك من قبل مجموعات مختلفة من العلماء الذين أعلنوا النتائج التي توصلوا إليها في عام 2020 بعد إعادة تقييم البيانات من مركبة الفضاء بلانك التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية وتحليل البيانات من تلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات (ACT) في تشيلي. هذا أقدم بحوالي 100 مليون سنة من التقدير السابق ، والذي تم تحديده من خلال البيانات التي تم بثها مرة أخرى من مركبة الفضاء بلانك في عام 2013. وقد رسم كل من المركبة الفضائية والتلسكوب خريطة الخلفية الكونية الميكروية (CMB) ، وهو الضوء المتبقي من المركبة الفضائية بلانك. الانفجار العظيم. من خلال دمج هذه البيانات مع النماذج الحالية لمدى سرعة ظهور أنواع مختلفة من المادة والأجرام السماوية بعد أن بدأ كل شيء ، تمكن العلماء من تقدير الفترة التي ترجع إلى حدوث ولادة الكون المتفجرة.
متعلق ب: ما هو أقدم نجم في الكون؟ ماذا عن الاصغر؟
يعتقد العلماء أن الضوء من CMB ظهر بعد 400 ألف سنة من الانفجار العظيم. بدأ الكون على شكل بلازما حارقة ، حيث تم ربط حزم من الضوء أو الفوتونات بالإلكترونات. تم تبريده في النهاية بدرجة كافية لتحرر الفوتونات من الإلكترونات ، وترك البلازما وتنتشر في جميع أنحاء الفضاء ، مكونة ما يعرف الآن باسم CMB. لذلك ، من خلال قياس مدى بعد هذا الضوء المنتشر ، يحصل العلماء على تقدير لمدى عمر الكون.
“كلما زادت المسافة التي نقيسها عن أحدث الفوتونات المتناثرة ، كلما تقدم عمر الكون ، حيث كان على CMB أن يقطع مسافة أطول للوصول إلينا ،” قال ستيف تشوي (يفتح في علامة تبويب جديدة)، زميل مؤسسة العلوم الوطنية لعلم الفلك والفيزياء الفلكية ما بعد الدكتوراه في جامعة كورنيل. “كان سيستغرق المزيد من الوقت ، مما يعني تقدمًا في السن.”
بالنسبة للتقدير الأحدث الذي يبلغ 13.8 مليار سنة ، والذي تم الإعلان عنه في عام 2020 ، سيمون أيولا (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم أبحاث في مركز الفيزياء الفلكية الحاسوبية في معهد فلاتيرون في مدينة نيويورك ، قاد فريقًا من العلماء الذين أعادوا فحص الخلفية الكونية الميكروية باستخدام ACT ، وفقًا لدراستهم المنشورة في مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية (يفتح في علامة تبويب جديدة).
قال أيولا لـ Live Science: “على الرغم من أن هذه الخرائط تغطي منطقة أصغر من تلك التي أصدرها فريق بلانك ، إلا أن الدقة المحسّنة تسمح بقياسات أكثر دقة”. “توفر أرصادنا قياسًا مستقلاً لسماء CMB يمكن مقارنته بالقياس الذي أجراه فريق بلانك.”
حقق أيولا وزملاؤه انفراجة من خلال قدرتهم على مراقبة CMB على نطاق أصغر من أي وقت مضى ، لذلك تمكنوا من رؤية العديد من التفاصيل والمخالفات التي تحدثت عما حدث في الكون المبكر ومدى حدوث تلك الظواهر. كان هذا ممكنًا لأن ACT شديد الحساسية. بمقارنة هذه الخرائط عالية الدقة بالتنبؤات الحالية عن عمر الكون ، توصل الفريق إلى عمر 13.8 مليار سنة.
دراسة مماثلة مع تلسكوب Atacama Cosmology – بقيادة تشوي ، شارك في تأليفها Aiola ونشرت في مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية (يفتح في علامة تبويب جديدة) في عام 2020 – اكتشف أيضًا أن عمر الكون يبلغ حوالي 13.8 مليار سنة.
هل من الممكن أن يكون الكون أكبر من ذلك؟ يمكن. نظرًا لأن التلسكوبات أصبحت أكثر تقدمًا ، فقد تكون قادرة على رؤية الماضي أكثر مما نتخيله – والعثور على شيء يغير كل شيء اعتقدنا أننا نعرفه.
