هيكل ضخم في الكون البعيد يتحدى فهمنا لكيفية تطور الكون.
في ضوء سافر لمدة 6.9 مليار سنة ليصل إلينا، اكتشف علماء الفلك حلقة عملاقة، شبه مثالية من المجرات، يبلغ قطرها حوالي 1.3 مليار سنة ضوئية. لا تتطابق مع أي هيكل أو آلية تشكيل معروفة.
الحلقة الكبيرة، كما تم تسميتها، قد تعني أننا بحاجة إلى تعديل النموذج القياسي لعلم الكونيات.
تم تقديم الاكتشاف الذي قادته عالمة الفلك أليكسيا لوبيز من جامعة سنترال لانكشاير في الاجتماع الثالث والأربعين بعد المئة للجمعية الأمريكية لعلم الفلك في يناير، وقد نُشر في مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات.
هذه هي الهيكل العملاق الثاني الذي اكتشفته لوبيز وزملاؤها. الأول يسمى القوس العملاق ويقع فعليًا في نفس جزء السماء، على نفس المسافة تقريبًا. عندما تم الإعلان عن اكتشاف القوس في عام 2021، حير علماء الفلك. الحلقة الكبيرة تزيد من الغموض.
“لا يمكن تفسير أي من هذين الهيكلين الضخمين بسهولة وفقًا لفهمنا الحالي للكون”، قالت لوبيز في يناير.
“وأحجامهما الضخمة وأشكالهما المميزة وقربهما الكوني يجب أن تخبرنا بشيء مهم – لكن ما هو بالضبط؟”
الرابط الأكثر مباشرة يبدو أنه مرتبط بشيء يسمى تذبذبات باريون الصوتية (BAO). هذه ترتيبات دائرية عملاقة للمجرات توجد عبر الفضاء بأسره. إنها كرات فعلية، أحافير لموجات صوتية انتشرت خلال الكون المبكر ثم تجمدت عندما أصبح الفضاء رقيقًا جدًا بحيث لم تعد موجات الصوت تستطيع السفر.
لكن الحلقة الكبيرة ليست BAO. جميع الـ BAOs لها حجم ثابت يبلغ حوالي مليار سنة ضوئية في القطر. والفحص الدقيق للحلقة الكبيرة يظهر أنها تشبه شكل اللولب المرتب بطريقة تجعلها تبدو كحلقة.
وهذا يترك السؤال غير المجاب عنه: ما هو هذا الشيء؟ وماذا يعني لمبدأ علم الكونيات الذي ينص على أنه يجب أن تبدو أي قطعة معينة من الفضاء متشابهة إلى حد كبير مع جميع قطع الفضاء الأخرى؟
“نتوقع أن تكون المادة موزعة بالتساوي في كل مكان بالفضاء عندما ننظر إلى الكون على نطاق واسع ، لذا يجب ألا تكون هناك شذوذ ملحوظة فوق حجم معين”، شرحت لوبيز.
“يحسِب علماء الكون الحجم النظري الحالي للحد الأقصى للهياكل ليكون 1.2 مليار سنة ضوئية ، ومع ذلك فإن كلا الهيكلين أكبر بكثير – فالقوس العملاق يكاد يكون ثلاثة أضعاف حجمه وحجم محيط الحلقة الكبرى يقارن بطول القوس العملاق.”
لكن الحجم هو مجرد واحدة من المشاكل . المشكلة الأخرى هي ماذا يعني ذلك بالنسبة لعلم الكونيات ، دراسة تطور الكون . النموذج الحالي هو النموذج الذي يتناسب بشكل أفضل مع ما نلاحظه ، ولكن هناك بعض الميزات التي يصعب تفسيرها ضمن إطاره .
هناك نماذج أخرى تم طرحها لمعالجة هذه الميزات . بموجب أحد هذه النماذج ، علم كونيات بينروز المتكرر حيث يمرّ كوننا بدورات تمدد كبيرة بلا نهاية ، يُتوقع وجود هياكل حلقيّة – رغم أنه يجدر الإشارة إلى أن علم كونيات بينروز المتكرر لديه مشاكل كبيرة خاصة به .
frameborder = “0″ allow = ”accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share ” referrerpolicy = “strict-origin -when-cross-origin ” allowfullscreen>احتمالية أخرى هي أن الهياكل عبارة عن نوع من العيوب الطوبولوجية في نسيج الزمكان تُعرف بالخيوط الكونية . يُعتقد أنها مثل التجاعيد بعرض البروتون التي ظهرت خلال كون مبكر بينما كان الزمكان يتمدد ثم تجمدت مكانه.< / p >
لم نعثر بعد على الكثير من الأدلة الفيزيائية للخيوط الكونية ولكن الأدلة النظرية واعدة للغاية.< / p >
في الوقت الحالي لا يعرف أحد بالتأكيد ماذا تعني الحلقة الكبرى والقوس العملاق . قد تكون مجرد ترتيبات عشوائية للمجرات تدور عبر السماء رغم أن احتمال حدوث ذلك يبدو صغيراً جداً.< / p >
أفضل أمل سيكون العثور على المزيد من مثل هذه الترتيبات للمجرات منتشرة عبر أنحاء الكون مختبئة أمام أعيننا.< / p >
من نظريات العلم الكوني الحالية لم نتوقع وجود هياكل بهذا الحجم ممكنة”، قالت لوبيز.
”يمكننا توقع وجود ربما هيكلة ضخمة واحدة فقط داخل كل كون مرئي لدينا ومع ذلك فإن الحلقتان الكبيرتان والقوس العظيم هما اثنان كبيران وهما حتى جيران كونيون وهو أمر مثير للغاية.”
تم الإبلاغ عن النتائج المنشورة ضمن مجلة علم الكوزمولوجيا وفيزياء الجسيمات.
An earlier version of this article was published in January 2024:
