المجرات تصطف في خط مستقيم: كيف نقيس توسع الكون سريع

‹›

📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

في الكون المبكر، عندما كان عمره بضع مئات الآلاف من السنين فقط، لم تكن المادة قد تجمعت بعد في نجوم ومجرات، بل كانت عبارة عن حساء ساخن من الجسيمات والضوء. في هذا الحساء، كانت تنتشر موجات صوتية — تكثفات وتخلخلات، مثل الدوائر التي تنتشر على سطح الماء عند رمي حجر فيه. بعد 380 ألف سنة، برد الكون بما يكفي لانفصال الضوء عن المادة، و«تجمدت» الموجات: عند قممها، وُلدت المجرات بشكل أكثر تكرارًا قليلًا. وهكذا بقيت بصمة في توزيع المجرات — مقياس مميز يسميه علماء الفلك التذبذبات الصوتية الباريونية (BAO). الأمر أشبه بورقة ضخمة ترتبط فيها مليارات النقاط-المجرات في مسطرة بالكاد تُرى، بعلامات كل 490 مليون سنة ضوئية.

عادةً، تُبحث هذه المسطرة بمقارنة المسافات بين أزواج المجرات: كم عدد الأزواج الموجودة على مسافة معينة من بعضها البعض. لكن يمكن ربط الأزواج في ثلاثيات أيضًا — وهذا ما يسمى دالة الارتباط ثلاثية النقاط. وهي أكثر حساسية لأشكال البنى: كما لو كنت لا تكتفي بعدّ المسافات بين المنازل في المدينة، بل تحلل ما إذا كانت ثلاثيات المنازل تشكل مثلثات متطابقة. علماء تعاون DESI وجدوا لأول مرة أثر BAO في ثلاثيات المجرات، باستخدام بيانات عن 2.1 مليون مجرة حمراء مضيئة (وهي مجرات قديمة ضخمة تُرى بوضوح على مسافات كبيرة).

في الدراسة الجديدة، اكتُشف إشارة BAO في ثلاثيات المجرات بثقة 8.1 سيغما (وهذا موثوق جدًا، واحتمال الصدفة ضئيل). المسافة المقاسة إلى المجرات عند انزياح أحمر 0.68 (أي عندما كان عمر الكون نحو نصف عمره الحالي) بلغت 15.88 ± 0.27 بوحدات «الأفق الصوتي» — وهو حجم الموجات المتجمدة نفسه. وهذا يعني دقة تبلغ 1.7 بالمئة. النتيجة تتفق تمامًا مع القياسات السابقة لأزواج المجرات، مما يعزز الثقة في الطريقة.

الطريقة الجديدة لقياس المسافات في الكون تشبه إضافة مسطرة أخرى إلى المساطر الموجودة. كلما زاد عدد المساطر المستقلة، زادت دقة فحص كيفية توسع الكون وما إذا كانت الطاقة المظلمة تتغير بمرور الوقت. في المستقبل، عندما يجمع DESI المزيد من البيانات، ستسمح الارتباطات ثلاثية النقاط بتحديد تاريخ الكون بدقة غير مسبوقة.