ثابت هابل هو وحدة تصف مدى سرعة الكون في التمدد على مسافات مختلفة من نقطة معينة في الفضاء. إنها واحدة من الركائز الأساسية في فهمنا لتطور الكون - ويغرق الباحثون في نقاش حول قيمته الحقيقية.
كيف تم اكتشاف ثابت هابل
تم حساب ثابت هابل لأول مرة في عشرينيات القرن الماضي ، من قبل الفلكي الأمريكي إدوين هابل. اكتشف أن الأجسام السماوية الغامضة تشبه السحابة كانت مجرات بعيدة تجلس خارج مجرتنا درب التبانة ، وفقًا لوكالة ناسا.
في وقت سابق ، أظهرت الفلكية الأمريكية هنرييتا ليفيت أن النجوم الخاصة التي تسمى متغيرات Cepheid ، التي يرتفع وينخفض لمعانها بانتظام ، لها ارتباط وثيق بين فترة تباينها وسطوعها الداخلي. من خلال معرفة مدى سطوع Cepheid حقًا ومدى خفت الضوء الذي ظهر عند رؤيته من الأرض ، تمكن هابل من اشتقاق مسافة Cepheid.
ما وجده هابل كان رائعًا. يبدو أن جميع المجرات في الكون تبتعد عن كوكبنا. علاوة على ذلك ، كلما كانت المجرة أبعد ، كلما كانت أسرع في التراجع. أصبحت هذه الملاحظة ، التي قام بها هابل في عام 1929 ، أساسًا لما يعرف بقانون هابل ، والذي ينص على وجود علاقة بين المسافة بين الجسم في الكون والسرعة التي يتراجع عنها ، وفقًا لشرح من جامعة كورنيل.
بالمناسبة ، الأرض ليست في مكان مميز في مركز الكون. سيرى أي مراقب في أي مكان في الكون أن الكيانات السماوية تتحرك بعيدًا بمعدل يزداد مع المسافة.
باستخدام بياناته ، حاول هابل تقدير الثابت الذي يحمل اسمه ، حيث وصلت قيمته إلى حوالي 342،000 ميل في الساعة لكل مليون سنة ضوئية ، أو 501 كيلومترًا في الثانية لكل ميجابارسك (MPC) في وحدات علماء الكون. (يساوي الميجابارس 3.26 مليون سنة ضوئية.) وقد قامت تقنيات حديثة أكثر دقة بتحسين هذا القياس الأولي وأظهرت أنه كان أعلى بنحو 10 مرات.
لماذا يستمر ثابت هابل في التغيير
لكن مقدار توقف هابل بالضبط يبقى مسألة خلاف. في التسعينات ، اكتشف علماء الفلك أن المستعرات الأعظمية البعيدة كانت باهتة ، وبالتالي أبعد بكثير مما كانوا يشتبهون به سابقًا. تشير هذه النتيجة إلى أن الكون لم يكن يتوسع فحسب ، بل كان يتسارع أيضًا في توسعه. استلزم الأمر إضافة طاقة مظلمة - قوة غامضة تدفع كل شيء في الكون بعيدًا - إلى نماذج علماء الكون.
بعد هذه المفاجأة ، حاول الباحثون تحديد معدل التسارع الكوني ، لمعرفة كيف بدأ الكون وتطوره ، وما هو مصيره النهائي. حسبت البيانات المأخوذة من متغيرات Cepheid ومصادر الفيزياء الفلكية الأخرى ثابت هابل إلى 50.400 ميل في الساعة لكل مليون سنة ضوئية (73.4 كم / ثانية / MPC) في عام 2016.
ولكن تم اشتقاق رقم بديل باستخدام معلومات من القمر الصناعي بلانك التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. أمضت المركبة الفضائية السنوات العشر الماضية في إجراء قياسات لخلفية الميكروويف الكونية - صدى من الانفجار الكبير الذي يحتوي على بيانات حول المعلمات الأساسية للكون. وجد بلانك أن ثابت هابل يصل إلى 46200 ميل في الساعة لكل مليون سنة ضوئية (67.4 كم / ثانية / MPC) في 2018.
قد لا تبدو القيمتان مختلفتين تمامًا. ولكن كل منها دقيق للغاية ، ولا يحتوي على أي تداخل بين أشرطة الخطأ الخاصة به. إذا كان تقدير Cepheid خاطئًا ، فهذا يعني أن جميع قياسات مسافة علماء الفلك كانت غير صحيحة منذ أيام هابل. إذا كان التقدير الثاني خاطئًا ، فيجب إدخال الفيزياء الجديدة والغريبة في نماذج الفيزيائيين للكون. حتى الآن ، لم يكن أي فريق من العلماء الذين حددوا الأرقام على استعداد للاعتراف بأي أخطاء قياس رئيسية.
في يوليو 2019 ، استخدم علماء الفلك تقنية جديدة للتوصل إلى حساب جديد لثابت هابل. درس الباحثون ضوء النجوم العملاقة الحمراء ، والتي تصل جميعها إلى نفس سطوع الذروة في نهاية حياتهم. هذا يعني أنه ، كما هو الحال مع السيفيد ، يمكن لعلماء الفلك أن ينظروا إلى كيفية ظهور النجوم الحمراء العملاقة القاتمة من الأرض وتقدير بعدها. كانت القيمة الجديدة تقع بين الاثنين القديمين - 47300 ميل في الساعة لكل مليون سنة ضوئية (69.8 كم / ثانية / MPC) - ومع ذلك لم يعلن العلماء النصر بعد.
قال باري مادور ، عالِم الفلك بجامعة شيكاغو وعضو الفريق الذي أجرى أحدث قياس ، لـ "لايف ساينس": "أردنا عمل كسر للكسر". "لكنها لم تقل هذا الجانب أو أن هذا الجانب على حق. وقالت إن هناك انحدارا أكثر بكثير مما كان يعتقده الجميع من قبل."
يستمر النقاش. اقترح البعض أن مرصد التداخل بالليزر (LIGO) ، الذي ينظر إلى التموجات في نسيج الزمكان الذي تصنعه النجوم النيوترونية البعيدة التي تصطدم ببعضها البعض ، قد يوفر نقطة بيانات أخرى مستقلة. يتطلع آخرون إلى عدسة الجاذبية ، والتي تحدث عندما تنحني الأجسام الضخمة للغاية وتشوه الزمكان مثل العدسة المكبرة ، مما يوفر نظرة خاطفة على كيانات أبعد حتى ، لإزالة التباين. ولكن في الوقت الحالي ، لا يوجد أحد متأكد تمامًا من أين ومتى ستظهر الإجابة النهائية عن ثابت هابل.
