شبكة كونية ذات طول لانهائي اكتشفها علماء الفلك

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

ساعدت أرصاد واحدة من أكبر مجموعات المجرات في كوكبة الدلو علماء الفلك في الحصول على الصور التفصيلية الأولى لخيوط "الشبكة الكونية" التي تربط كل عناقيد المادة في الكون. الصور نشرتها المجلة العلمية ساينس.

في الماضي ، تمكنا بالفعل من رؤية التوهج الناتج عن فقاعات الغاز الموجودة خارج المجرات. عالم الفيزياء الفلكية هيديكي أومهاتا من مركز أبحاث RIKEN في سايتاما ، اليابان.

يقترح علماء الكونيات أن بنية الكون تشبه شبكة ثلاثية الأبعاد لا نهاية لها ، والتي تتكون خيوطها بالكامل تقريبًا من مجموعات كبيرة من المادة المظلمة. عند نقاط تقاطع هذه الخيوط ، توجد كتل كثيفة من المادة المرئية ، بما في ذلك المجرات الفردية ومجموعات "المدن النجمية".

يدرس علماء الفلك خصائص وطبيعة هذه الشبكة من خلال مراقبة المجرات البعيدة والتقلبات في سطوع ما يسمى بالإشعاع ريليكت ، وهو نوع من "صدى" الانفجار العظيم. لقد حافظت على معلومات حول كيفية توزيع المادة المظلمة في جميع أنحاء الكون وجعلتها غير متجانسة للغاية في التركيب والكثافة.

في حد ذاتها ، فإن خيوط "الشبكة الكونية" ، كما لاحظ أمهاتا وزملاؤه ، لم يرها علماء الفلك بشكل مباشر بعد. بادئ ذي بدء ، يتم إعاقة هذا من خلال حقيقة أن الضوء الساطع للمجرات وعناقيدها يلقي بظلاله على الوهج الضعيف للغاية لخيوطها في نطاق الأشعة تحت الحمراء. فقط في بعض الحالات المحظوظة ، عندما نشأت "جرثومة" المجرة بداخلها ، تمكن علماء الفلك من رؤية بعض هذا الغاز.

جعلت هذه التطورات المتواضعة من الصعب على علماء الكونيات فهم ما إذا كانت واحدة من أكبر المشاكل في العلم الحديث موجودة - لماذا من المفترض أن يحتوي الكون على نصف كمية المادة التي تنبأت بها النظرية. يمكن أن تؤوي الخيوط ، خيوط "الشبكة الكونية" هذه المادة "المفقودة" ، والتي من شأنها أن تفسر التناقضات وتحفظ النظرية من المراجعة.

ألغاز "الغابة" الفضائية

اتخذ أمهاتا وزملاؤه خطوة كبيرة نحو الإجابة على هذا السؤال. راقبوا التوهج الذي تنتجه ذرات الهيدروجين التي تعيش داخل "الشبكة الكونية" عند التفاعل مع ما يسمى غابة ليمان ، إشعاع الخلفية فوق البنفسجي للكون.

كقاعدة عامة ، سطوعها منخفض نسبيًا ، لكن المجرات الأكبر والألمع التي كانت موجودة في العصور الأولى من حياة الكون أنتجت الكثير من جسيمات الضوء هذه. وفقًا لذلك ، إذا كانت خيوط "الويب" تقع بالقرب من هذه المجرات ، فسوف تتوهج بشكل كافٍ في ذلك الجزء من الطيف المرتبط بـ "غابة" ليمان.

بناءً على هذه الفكرة ، لاحظ علماء الفلك اليابانيون والأوروبيون ظهور مجموعة المجرات SSA22 ، والتي ينتقل الضوء منها إلى الأرض لحوالي 12 مليار سنة. بفضل هذه المسافة الكبيرة ، نراها في الحالة التي كانت موجودة فيها في أول 2 مليار سنة من حياة الكون.

للبحث عن آثار خيوط "الشبكة الكونية" ، استخدم العلماء تلسكوب VLT الأوروبي ، وهو أحد أكبر المراصد الضوئية الأرضية ، بالإضافة إلى مطياف MUSE ، والذي يمكنه "إزالة" وهج المجرات نفسها وغيرها بشكل فعال. سكان الفضاء من الصورة.

بمقارنة الصور المأخوذة من VLT بصور لنفس العنقود المجري ، والتي تلقت مراصد أخرى ، تمكن العلماء لأول مرة من رؤية الخيوط الكاملة لـ "الشبكة الكونية".إنهم يربطون العديد من المجرات القديمة التي تتشكل وتمتد على عدة ملايين من السنين الضوئية.

بشكل عام ، أكدت صورهم الأفكار الحالية حول كيفية عمل الكون - كانت المجرات موجودة بالفعل في تلك النقاط التي تتقاطع فيها خيوط "الشبكة" ، وهو ما يتوافق تمامًا مع تنبؤات علم الكونيات الحديث. يأمل العلماء أن تساعدهم الملاحظات الإضافية لـ SSA22 في حساب كتلة الغاز في هذه الخيوط والبدء في بحث جاد عن المادة "المفقودة" في الكون.