ما هو الثابت الكوني؟

بالعربي/ ليس خطأ بعد الآن

يُفترض أن الثابت الكوني هو شكل غامض من المادة أو الطاقة الذي يعمل في مواجهة الجاذبية ويعتبره العديد من الفيزيائيين مكافئًا للطاقة المظلمة . لا أحد يعرف حقًا ما هو الثابت الكوني بالضبط ، لكنه مطلوب في المعادلات الكونية من أجل التوفيق بين النظرية وملاحظاتنا للكون. 

من جاء بالثابت الكوسمولوجي؟

ابتكر ألبرت أينشتاين ، الفيزيائي الألماني الأمريكي الشهير ، الثابت الكوني ، الذي أطلق عليه “الثابت العالمي” في عام 1915 كوسيلة لموازنة بعض الحسابات في نظريته عن النسبية العامة . في ذلك الوقت ، اعتقد الفيزيائيون أن الكون ثابت – لا يتمدد ولا يتقلص – لكن عمل أينشتاين اقترح أن الجاذبية ستجعله يفعل أحدهما أو ذاك. لذلك ، للتوافق مع الإجماع العلمي ، أدخل أينشتاين عامل فدج ، يُشار إليه بالحرف اليوناني لامدا ، في نتائجه ، مما أبقى الكون ثابتًا. 

بعد ما يزيد قليلاً عن عقد من الزمان ، لاحظ عالم الفلك الأمريكي إدوين هابل أن المجرات كانت تبتعد عنا بالفعل ، مما يشير إلى أن الكون كان يتوسع. وصف أينشتاين لامدا بأنه “الخطأ الأكبر”.

نفت ملاحظات هابل الحاجة إلى ثابت كوني لعقود من الزمن ، لكن ذلك تغير عندما اكتشف علماء الفلك الذين فحصوا المستعرات الأعظمية البعيدة في أواخر التسعينيات أن الكون لم يكن يتوسع فحسب ، بل كان يتسارع في توسعه. أطلقوا على القوة الغامضة المضادة للجاذبية المطلوبة لتفسير هذه الظاهرة ” الطاقة المظلمة “. 

في عشرينيات القرن الماضي ، طور الفيزيائي الروسي ألكسندر فريدمان معادلة ، تسمى الآن معادلة فريدمان ، والتي تصف خصائص الكون من الانفجار العظيم فصاعدًا ، وفقًا لبرنامج تعليمي عبر الإنترنت من جامعة ولاية جورجيا .

من خلال إزالة الغبار عن لامدا أينشتاين وإدخالها في معادلات فريدمان ، يمكن للباحثين نمذجة الكون بشكل صحيح – أي بمعدل تمدد متسارع. يشكل هذا الإصدار من معادلة فريدمان الآن العمود الفقري للنظرية الكونية المعاصرة ، والتي تُعرف باسم ΛCDM (Lambda CDM ، حيث تمثل آلية التنمية النظيفة المادة المظلمة الباردة) وتمثل جميع المكونات المعروفة للواقع.

إذن ، ما هو هذا الرقم السحري إذن؟

ومع ذلك ، لا أحد يفهم حقًا ما هي لامدا. يعتبره معظم الفيزيائيين قابلاً للتبادل مع مفهوم الطاقة المظلمة ، لكن هذا لا يجعل الأمور أكثر وضوحًا لأن الطاقة المظلمة هي ببساطة عنصر نائب يصف بعض المواد غير المعروفة المضادة للجاذبية. لذا ، فقد رجعنا إلى استخدام عامل المراوغة الخاص بأينشتاين. 

يكمن أحد التفسيرات المحتملة للثابت الكوني في عالم فيزياء الجسيمات الحديثة. لقد أثبتت التجارب أن الفضاء الفارغ يتخلله عدد لا يحصى من الجسيمات الافتراضية التي تظهر باستمرار وتخرج من الوجود. يخلق هذا الفعل المتواصل ما يُعرف بـ “طاقة الفراغ” ، أو قوة تنشأ من الفضاء الفارغ ، متأصلة في نسيج الزمكان والتي يمكن أن تفرق الكون. 

لكن ربط طاقة الفراغ بالثابت الكوسمولوجي ليس بالأمر السهل. بناءً على ملاحظاتهم عن المستعرات الأعظمية ، يقدر علماء الفلك أن الطاقة المظلمة يجب أن يكون لها قيمة صغيرة ومهدئة ، كافية فقط لدفع كل شيء في الكون بعيدًا على مدى مليارات السنين. الإعلانات

ومع ذلك ، عندما يحاول العلماء حساب كمية الطاقة التي يجب أن تنشأ من حركة الجسيمات الافتراضية ، توصلوا إلى نتيجة تزيد بمقدار 120 أمرًا عن الحجم الذي توحي به بيانات المستعر الأعظم. 

للإضافة إلى اللغز ، اقترح بعض الباحثين أن الثابت الكوني قد لا يكون ثابتًا على الإطلاق ، ولكنه يتغير أو يتقلب مع مرور الوقت. تسمى هذه النظرية بـ quintessence وبعض المشاريع ، مثل Dark Energy Survey ، تقوم حاليًا بعمل ملاحظات دقيقة لمعرفة ما إذا كان لديها أي دعم للرصد. 

في غضون ذلك ، سيستمر علماء الكونيات في استخدام لامدا. قد لا يعرفون ما هو ، لكنهم يعرفون أنهم بحاجة إليه لجعل الكون منطقيًا. 

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com