تحسين قياس معدل توسع الكون باستخدام طريقة "التوائم" بين المستعرات العظمى من النوع Ia سريع

الأصل: ""SNe Ia twins" in the Hubble flow, and the determination of H0"
arXiv:2512.02391 · 2025-12-02 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
ساعدت طريقة "التوائم" في تحسين قياس معدل توسع الكون وزادت من حدة لغز "توتر هابل".

المستعرات العظمى من النوع Ia هي بمثابة "شموع قياسية" في علم الكون: لمعانها الأقصى متطابق تقريبًا، مما يسمح بتحديد المسافة بناءً على السطوع الظاهري: كلما كان الجسم خافتًا، كان أبعد. هذه المستعرات العظمى تُستخدم كعلامات لقياس المسافات إلى المجرات البعيدة. ومع ذلك، في طريقها إلينا، يواجه الضوء حتمًا الغبار الكوني — جسيمات صلبة مجهرية تعمل على تشتيت الإشعاع وامتصاصه. مثل زجاج النافذة المتسخ، يعمل الغبار على تخفيف السطوع وتغيير اللون قليلاً، مما يُدخل خطأً منهجيًا في الحسابات. لتجاوز هذه المشكلة، استخدم فريق من علماء الفلك بقيادة آدم ريس أسلوبًا أنيقًا: فقد اختاروا للتحليل فقط أزواجًا من "التوائم" — مستعرات عظمى ذات خصائص طيفية ومنحنيات ضوئية متطابقة تقريبًا، مر ضوءها عبر مناطق بنفس درجة التلوث بالغبار. التشبيه بالمصابيح المخبأة في أباجورة متطابقة مناسب هنا، على الرغم من أنه بالطبع يبسط الصورة: في الواقع، تم أخذ العديد من المعلمات في الاعتبار، بما في ذلك الاحمرار الطيفي. هذا الأسلوب سمح بتقليل تأثير عامل الغبار بشكل كبير. البيانات الجديدة الأكثر دقة أعطت قيمة لمعدل توسع الكون — ثابت هابل — حوالي 72.4 كم/ثانية لكل ميجابارسيك (الميجابارسيك هو 3.26 مليون سنة ضوئية). هذه القيمة أعلى بشكل ملحوظ من تلك المستخلصة من تحليل إشعاع الخلفية الكونية — الضوء القديم المتبقي من الانفجار العظيم، والذي يحمل معلومات عن الكون المبكر. الاختلاف، المعروف باسم "توتر هابل", أصبح بعد هذا العمل أكثر دلالة إحصائية.

كلما اجتهد العلماء في استبعاد الأخطاء المنهجية المحتملة — سواء كانت الغبار أو خصائص المستعرات العظمى أو تفاصيل المعايرة — كلما ظهر "توتر هابل" بعناد أكبر. ربما في طفولة الكون كان يتمدد وفق قوانين مختلفة — وكتابنا المدرسي للفيزياء ليس مكتملاً بعد.

باستخدام المستعرات العظمى من النوع Ia تحديدًا، تم اكتشاف التوسع المتسارع للكون في عام 1998 — وهو اكتشاف نال جائزة نوبل.

تأكيد "توتر هابل" يجعل السيناريوهات الخيال العلمي التي تتطور فيها القوانين الفيزيائية أقل خيالًا.

H_0 \approx 72.4 \ \text{км/с/Мпк}
يوضح ثابت هابل مدى سرعة زيادة سرعة تباعد المجرات مع المسافة.
العلماء
Adam RiessBrian SchmidtEdwin HubbleGeorges LemaîtreMaarten SchmidtSaul Perlmutter
المفاهيم
توتر هابل مستعر أعظم من النوع Ia علم الكونيات بالمستعرات العظمى ثابت هابل خمسة سيغما ثقب أسود متوسط الكتلة قانون هابل بانثيون بلس