عندما يصبح الماضي دليلا على المستقبل

منذ ١٤ مليار عام، ظهر هذا الكون إلى الوجود من خلال الانفجار العظيم، كرة نارية ضخمة والتي منها استمر تمدّد هذا الكون إلى يومنا هذا.

هناك مئات المليارات من المجرات، ومجرتنا هي إحداها.

ولكن السؤال هنا هو كيف تطور هذا الكون الصغير إلى ما هو عليه اليوم؟ وماذا يمكنه أن يخبرنا عن المستقبل ؟

هذا ما تحاول” Risa Wechsler” وفريقها في معهد” Kavli” للفيزياء الفلكية للجسيمات وعلم الكونيات (KIPAC) في ستانفورد ومعمل المسارعات القومي (SLAC) في قسم الطاقة أن يفعلوه من خلال دمج البيانات التجريبية مع النظريات في برامج المحاكاة التي تبحث بدقة في تاريخ الكون وكيفية اندماج الجسيمات مع بعضها البعض مكونةً بنيات أكبر في هذا الكون المتوسع.





تصرح Wechsler، أستاذة مشاركة في الفيزياء وفيزياء الجسيمات والفيزياء الفلكية: “تم الانتهاء من معظم العمليات الحسابية في KIPAC، والحوسبة هي عامل حاسم يظهر التعاون بين SLAC وستانفورد.”





تستخدم Wechsler العديد من البيانات التجريبية المختلفة لعمل محاكاة لرحلاتها داخل الزمكان، والتي من ضمنها الملاحظات التي تتم بواسطة DES (Dark Energy Survey )، التي اكتشف بواسطتها مجرات خافتة ومجاورة لمجرتنا وتكون غنية بما يُعرف باسم المادة المظلمة.





إن السحب التثاقلي الذي تسببه هذه المادة يؤثر على المادة العادية، والذي يلعب دورًا مهمًا في تشكيل ونمو المجرات.





إن الطاقة المظلمة عامل آخر في تشكيل الكون؛ فهي تساهم في تضخم الكون بمعدل متزايد، ولكن لا يعلم الباحثون الكثير عن سبب هذا التسارع.

سيساهم مشروعان في منح Wechsler والعديد من الباحثين أدلة جديدة حول تلك الطاقة الغامضة، أحدها هو Dark Energy Spectroscopic Instrument أو DESI الذي تقوده Wechsler والذي سيبدأ في عام 2018 والذي سيساعد في تحويل الصور ثنائية الأبعاد كالتي في DES إلى خريطة ثلاثية الأبعاد للكون.





أما الآخر فهو The Large Synoptic Survey Telescope أو LSST، والذي يتم تركيب عدسته الرقمية والتي لها دقة تصل إلى 3200 ميجابيكسل في SLAC، سيبدأ بعد بضعة سنوات في استكشاف الفضاء بدقة وعمق أكثر من أي تيليسكوب آخر.





تضيف Wechsler: “إن النظر إلى المجرات البعيدة جدًا يعني النظر إلى الماضي والذي سيسمح لنا بقياس مدى تأثير الطاقة المظلمة على نمو وتوزيع المجرات مع مرور الزمن.





وخلال السنوات العشر الماضية، وصلنا إلى مراحل متقدمة في صقل النموذج الكوني، الذي يصف العديد من خصائص الكون اليوم بشكل ممتاز.

ولكن إذا تسببت البيانات المستقبلية في انهيار هذا النموذج، ستغير تمامًا من نظرتنا للكون.”





يقترح النموذج الحالي أن الكون يتمدّد بشكل مستمر، متحولًا إلى كون أكثر ظلمة وبسرعة أكبر، وأيضًا تبتعد فيه المجرات عن بعضها أكثر فأكثر.

ولكن هل هذا التسارع ثابت أم خاصية متغيرة للزمكان؟ أو هل يمكن أن يمثل انهيار لنظرية الجاذبية على المستويات الكبرى؟ ستساعد البيانات الجديدة الباحثين في إيجاد إجابات للأسئلة الجوهرية تلك.