ما هو توتر هابل؟

لماذا لا يتوافق علماء الكون على إجابة واحدة عن سرعة توسع الكون؟

التسمية

يستقي التوتر الكوني أو توتر هابل اسمه من العالم إيدوين هابل. وهو عالم الفلك الأمريكي الشهير، الذي قدم عام ١٩٢٩ أول دليل رصدي على توسع الكون أو تمدده في كل الاتجاهات.

وقد قدم ما يدعى ثابت هابل ليعبر به عن معدل تسارع الكون. ونعلم من التسعينيات بأن هذا المعدل يتزايد، ولكن لا نستطيع تفسير الأمر.

ويعزو معظم العلماء ذلك إلى وجود الطاقة المظلمة، وإلى سلوك المادة المظلمة أو ربما إلى جسيم غامض لا نعرفه بعد. وهذا ما أطلق العديد من الأبحاث للكشف عن طبيعة هذه المكونات غير المرئية للكون.

ثابت هابل وتوتر هابل

نستطيع قياس معدل توسع الكون برصد بعض الأجسام في الجوار الكوني، وسرعة ابتعادها عنا. أو يمكننا قياس التقلبات في الخلفية الكونية المكروية (الحرارة الباقية عن الانفجار العظيم). المرتبطة بكثافة المادة في الكون المبكر.

ولنا أن نتوقع بأن الطريقتين تتوافقان. غير أننا نجد بأن قياسات الكون المبكر تشير إلى معدل توسع أبطأ مقارنة بالقياسات الأحدث للجوار الكوني.

ويبدو ببساطة أن معدل التوسع يتغير بتغير مكان قياسك له. وهذا يسمى توتر هابل، والبعض ذهب فيه إلى أبعد من ذلك مطلقاً عليه أزمة هابل.

نحتاج ثابت هابل لإثبات عمر الكون إثباتاً قاطعاً، بل وحتى للتنبؤ بما قد يحدث في المستقبل  وهذه قضية صعبة لعلماء الكون.

حل مشكلة توتر هابل

تشير قياسات توسع الكون للكون القريب التي أجراها كل من تلسكوب هابل الفضائي، وغيره كمهمة جايا التابعة لوكالة الفضاء الأوربية، إلى أن معدل التوسع يبلغ ٧٣-٧٤ كم في الثانية لكل ميغابارسيك (الميغابارسيك يعادل ٣.٣ مليون سنة ضوئية تقريباً).

وقد أخذت مهمة بلانك أكثر القياسات دقة للتقلبات الحرارية في أبعد مناطق الخلفية الكونية المكروية. وهي الإشعاع البدئي الناتج عن الانفجار العظيم وأقدم وأبعد ضوء في الكون.

ويمكننا استخدام ذلك لاستقراء مسار توسع الكون منذ ذلك للوقت. وسنحصل على معدل توسع أقل يبلغ ٧٦-٦٨ كم في الثانية لكل ميغابارسيك.

بعبارة أخرى، إن الكون اليوم يتوسع أسرع مما نقدر معتمدين على قياساتنا للخلفية الكونية المكروية للكون المبكر.

ولا نستطيع تفسير الأمر بأفضل نماذجنا النظرية، ويعرف هذا التضارب بتوتر هابل أو أزمة هابل.

وهناك حلان محتملان: إما أن أدواتنا ليست بتلك الدقة، أو أن نماذجنا الرياضية تحتاج إعادة النظر. ويبدو بأن علينا مراجعة أفضل نظرياتنا عن التوسع الكوني.

ملخص المقال

توتر هابل مصطلح يدل على عدم اتفاق العلماء على سرعة واحدة لتوسع الكون.

إذ أن القياسات الحديثة تبين أن الكون يتوسع بمعدل أسرع مما تدل عليه قياساتنا للخلفية الكونية المكروية للكون المبكر.

ولا تفسير للأمر. وذلك يعني بالطبع إما أن أدواتنا ليست بتلك الدقة، أو أن نماذجنا النظرية تحتاج المراجعة.

المصدر

هنا