يقدم الكون هياكل هائلة تتحدى فهمنا ولا نفهمها

يتحدى الهيكل الهائل في الكون البعيد فهمنا لكيفية تطور الكون.

في الضوء الذي سافر 6.9 مليار سنة للوصول إلينا، اكتشف علماء الفلك حلقة مجرات عملاقة شبه مثالية، يبلغ قطرها حوالي 1.3 مليار سنة ضوئية. ولا يتوافق مع أي هيكل أو آلية تشكيل معروفة.

الحلقة الكبرى، كما يُطلق على البنية، قد تعني أننا بحاجة إلى تغيير النموذج القياسي لعلم الكونيات.

تم تقديم هذا الاكتشاف، بقيادة عالمة الفلك أليكسيا لوبيز من جامعة سنترال لانكشاير، في يناير في الاجتماع رقم 243 للجمعية الفلكية الأمريكية، وتم نشره في مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية .

الهياكل الحلقية المجرية

وهذا هو الهيكل العملاق الثاني الذي اكتشفه لوبيز وزملاؤه. الأول، يسمى القوس العملاق ، موجود في نفس الجزء من السماء، على نفس المسافة . وعندما أُعلن عن اكتشاف القوس في عام 2021، ترك علماء الفلك في حيرة من أمرهم. الخاتم العظيم لا يؤدي إلا إلى تعميق الغموض.

وقال لوبيز في يناير/كانون الثاني : "ليس من السهل تفسير أي من هذين الهيكلين الكبيرين بشكل لا يصدق في فهمنا الحالي للكون".

"وأحجامها الكبيرة بشكل لا يصدق، وأشكالها المميزة وقربها الكوني يجب أن تخبرنا بالتأكيد بشيء مهم - ولكن ما هو بالضبط؟" ما الذي يسبب هذه التكوينات المستقرة.

يبدو أن الاتصال الأكثر إلحاحًا هو ما يسمى التذبذب الصوتي الباريوني BAO. هذه ترتيبات دائرية عملاقة للمجرات الموجودة في جميع أنحاء الفضاء. إنها في الواقع كرات، حفريات لموجات صوتية انتشرت في بداية الكون ثم تجمدت عندما أصبح الفضاء منتشرًا لدرجة أن الموجات الصوتية لم تعد قادرة على السفر. يمكننا القول إنها أشكال أحفورية من عصر الانفجار الكبير.

الخاتم العظيم ليس BAO. جميع BAOs لها حجم ثابت يبلغ قطره حوالي مليار سنة ضوئية. يُظهر الفحص الشامل للحلقة الكبرى أنها أقرب إلى شكل لولبي محاذاة لتبدو وكأنها حلقة.

رسم بياني للمجرات، يُظهر الحلقة الكبرى، متمركزة تقريبًا عند 0 على المحور السيني. (جامعة سنترال لانكشاير)

ويبقى السؤال بلا إجابة: ما هو هذا التدريب؟ وماذا يعني هذا بالنسبة للمبدأ الكوني، الذي بموجبه، في جميع الاتجاهات، يجب أن يبدو جزء معين من الفضاء مثل جميع أجزاء الفضاء الأخرى؟

وأوضح لوبيز : "نتوقع أن يتم توزيع المادة بشكل موحد في كل مكان في الفضاء عندما نراقب الكون على نطاقات كبيرة، لذلك لا ينبغي أن تكون هناك مخالفات واضحة فوق حجم معين".

"يحسب علماء الكون الحد النظري الحالي للهياكل على أنه 1.2 مليار سنة ضوئية، ومع ذلك فإن كلا هذين الهيكلين أكبر بكثير: القوس العملاق أكبر بثلاث مرات تقريبًا، ومحيط الحلقة العظيمة يمكن مقارنته بطول القوس العملاق ".

لكن الحجم ليس سوى واحدة من المشاكل. والآخر هو ما يعنيه علم الكونيات، أي دراسة تطور الكون. النموذج الحالي هو النموذج الذي يناسب حاليًا ما نلاحظه، ولكن هناك بعض الميزات التي يصعب شرحها في إطاره.

وهناك نماذج أخرى تم اقتراحها لمعالجة هذه الخصائص. وفقًا لأحد هذه النماذج، وهو علم الكون الدوري المطابق لروجر بنروز، والذي يمر فيه الكون عبر دورات توسع لا نهائية للانفجار العظيم ، فمن المتوقع وجود هياكل حلقية، مثل هذه تمامًا، لكن علم الكون الدوري المطابق يمثل مشاكل كبيرة .

والاحتمال الآخر هو أن الهياكل هي نوع من الخلل الطوبولوجي في نسيج الزمكان المعروف باسم الأوتار الكونية . يُعتقد أن هذه تشبه التجاعيد العريضة للبروتون التي ظهرت في بداية الكون عندما امتد الزمكان ثم تجمد في مكانه.

لم نعثر على الكثير من الأدلة المادية على الأوتار الكونية، لكن الأدلة النظرية واعدة جدًا.
في الوقت الحالي، لا أحد يعرف على وجه اليقين ما يعنيه الخاتم العظيم والقوس العملاق. يمكن أن تكون مجرد ترتيبات عشوائية للمجرات التي تدور في السماء، على الرغم من أن احتمال حدوث ذلك يبدو منخفضًا جدًا.

وأفضل أمل هو العثور على ترتيبات أخرى لمثل هذه المجرات المنتشرة في جميع أنحاء الكون، مخفية على مرأى من الجميع.
وقال لوبيز : "من النظريات الكونية الحالية، لم نعتقد أن هياكل بهذا الحجم ممكنة".

"ربما كنا نتوقع وجود هيكل واحد كبير للغاية في الكون المرئي بأكمله. وبدلاً من ذلك، فإن الخاتم العظيم والقوس العملاق هما مبنيان هائلان، بل إنهما متجاوران على المستوى الكوني، وهو أمر رائع للغاية."

يقدم المقال الكون هياكل هائلة تتحدى فهمنا والتي لا نفهمها تأتي من السيناريوهات الاقتصادية .