لا تزال نظرية النسبية العامة الرائدة التي قدمها ألبرت أينشتاين منذ أكثر من قرن من الزمان قوية كما كانت دائمًا. في دراسة بارزة، حلل علماء الفلك توزيع ما يقرب من 6 ملايين مجرة، تمتد على مدى 11 مليار عام من تاريخ الكون، لاختبار صحة هذه النظرية الأيقونية.
وقد أظهر التحقيق الضخم الذي نشرته "ساينس ألرت" أن الطريقة التي تتجمع بها المجرات داخل الشبكة الكونية وتتطور بمرور الوقت تتوافق بدقة مع تنبؤات أينشتاين. وهذا يؤكد أن النسبية العامة لا تنطبق فقط على المقاييس الصغيرة، ولكن أيضًا على المقاييس الشاسعة للكون الذي يبلغ تاريخه 13.8 مليار عام. ويعد التحقيق أحد أكثر الاختبارات شمولًا وتحديًا للنسبية العامة حتى الآن.
اقرأ أيضاً ما هي النظرية النسبية لأينشتاين
اختبار النسبية العامة على نطاق كوني
توضح باحثة الكونيات في المركز الوطني الفرنسي للبحوث العلمية، قائلة: "لقد تم اختبار النسبية العامة بدقة داخل الأنظمة الشمسية، ولكننا نحتاج أيضًا إلى تأكيد صحتها على نطاقات أكبر بكثير. بدراسة كيفية تكوُّن المجرات وتطورها، نختبر هذه النظريات بشكل مباشر. حتى الآن، تتوافق البيانات تمامًا مع ما تتنبأ به النسبية العامة".
وتظل الجاذبية، القوة التي تحكم بنية وسلوك الكون، لغزًا عميقًا. نحن نعلم أنها تتسبب في جذب الأجسام الضخمة لبعضها البعض، وتشوه الزمكان، وتكوُّن "الغراء" الذي يربط الشبكة الكونية معًا. تحدد هذه الشبكة الشاسعة، المكونة من خيوط المادة المظلمة، توزيع المجرات والهياكل الكونية الأخرى.
ولقد قدمت النسبية العامة لأينشتاين حتى الآن إطارًا دقيقًا لفهم هذه الظواهر. ومع ذلك، فإن الكشف عن أي تناقضات يمكن أن يساعد في حل التحديات الأساسية، مثل التوفيق بين الانقسام بين ميكانيكا الكم والفيزياء الكلاسيكية. يختبر العلماء النظرية باستمرار لتحديد ما إذا كان الكون يتصرف بدقة كما هو متوقع.
اقرأ أيضاً السفر عبر الزمن بالنسبية الخاصة والعامة
استخدام أداة التحليل الطيفي (DESI)
تتصدر أداة التحليل الطيفي للطاقة المظلمة (DESI)، بقيادة مختبر لورانس بيركلي الوطني، هذه الجهود. يهدف هذا التعاون الدولي إلى رسم خريطة للكون المرئي وكشف أعمق أسراره. تستند نتائج (DESI) الجديدة، التي تعمل منذ عام 2019، إلى تحليل متعمق للبيانات التي تم جمعها خلال عامها الأول.
واستخدم الباحثون هذه البيانات لمسح 5.7 مليون مجرة ونجم شبه نجمي، وتتبع تطورها وتوزيعها على مدى 11 مليار سنة. وأكدت النتائج أن بنية الكون نمت ووزعت نفسها تمامًا كما تنبأت النسبية العامة. أي انحراف في قوة الجاذبية كان من شأنه أن يؤدي إلى كون مختلف تمامًا عما نلاحظه.
وفي وقت سابق من هذا العام، تم استخدام تحليل (DESI) أيضًا لقياس معدل توسع الكون باستخدام بقايا الموجات الصوتية المجمدة بعد الانفجار العظيم بفترة وجيزة. وحينما يستمر تحليل (DESI)، يأمل العلماء أن تلقي نتائجه الضوء على القوى الغامضة التي تحرك تطور الكون.
رؤى عن الطاقة المظلمة وكتلة النيوترينو
يقول أحد الفيزيائيين في جامعة ميشيغان: "هذا هو أول تحليل لـ (DESI) لنمو البنية الكونية. وتثبت نتائجنا قدرة غير مسبوقة على اختبار نماذج الجاذبية المعدلة وتحسين فهمنا للطاقة المظلمة. وهذه ليست سوى البداية".
وإضافة إلى ذلك، قدمت الدراسة قيودًا أكثر صرامة على أقصى كتلة ممكنة للنيوترينوات - وهي جسيمات مراوغة يصعب قياسها بشكل سيئ السمعة.
ومع استمرار عمل التحليل الطيفي (DESI)، من المقرر أن يجمع المشروع بيانات عن أكثر من 40 مليون مجرة وكوازار بحلول الوقت الذي ينتهي فيه. أحد أهدافه الرئيسة هو كشف ألغاز المادة المظلمة، التي تمثل 25% من الكون، والطاقة المظلمة، التي تدفع توسعه المتسارع وتمثل نحو 70%.
ويقول مارك ماوس من مختبر لورانس بيركلي الوطني وجامعة كاليفورنيا، بيركلي: "تظل المادة المظلمة والطاقة المظلمة من أعظم الألغاز في الفيزياء. إن فكرة أننا نستطيع إجراء ملاحظات مفصلة للكون لمعالجة هذه الأسئلة العميقة ليست أقل من مذهلة".
وتؤكد نتائج تحاليل الطيف (DESI) عبقرية أينشتاين وتوفر أساسًا متينًا لاستكشاف أعمق الأسئلة في علم الكون. ومع استمرار الجهاز في رسم خريطة الكون، يشعر الباحثون بالتفاؤل بشأن الكشف عن رؤى جديدة للقوى الأساسية التي تمثل كوننا.
يجب عليك تسجيل الدخول أولاً لإضافة تعليق.