الحائز على جائزة نوبل الذي يعتقد أننا مخطئون تمامًا في فهم الكون

لعقود، عمل العلماء على افتراض أن تمدد الكون يتبع قوانين يمكن التنبؤ بها. ومع ذلك، أثار الفيزيائي آدم ريس، الحائز على جائزة نوبل، احتمالًا مذهلاً: ربما أسأنا فهم الطبيعة الأساسية للكون. كشف بحثه في ثابت هابل، الذي يقيس معدل تمدد الكون، عن تناقضات تتحدى النظريات الراسخة. إذا كان ريس محقًا، فقد نحتاج إلى إعادة النظر في فهمنا للطاقة المظلمة والتمدد الكوني، وحتى مصير الكون نفسه.

الاكتشاف الذي غيّر كل شيء

كان آدم ريس في السابعة والعشرين من عمره فقط عندما بدأ البحث الذي نال من خلاله جائزة نوبل في الفيزياء. في عام ١٩٩٨، توصل هو وزملاؤه إلى اكتشاف رائد: تمدد الكون يتسارع. ناقض هذا الاكتشاف الافتراضات السابقة بأن التمدد الكوني سيتباطأ تدريجيًا بسبب قوى الجاذبية. بدلاً من ذلك، أشارت ملاحظات ريس إلى أن قوة مجهولة - سُميت لاحقًا بالطاقة المظلمة - كانت تدفع المجرات بعيدًا عن بعضها البعض بمعدل متزايد. وسرعان ما أصبحت الطاقة المظلمة واحدة من أكثر مكونات علم الكونيات الحديث غموضًا. وقد قدر العلماء أنها تشكل ما يقرب من 70٪ من الكون، إلا أن طبيعتها ظلت غامضة. وقد وفر عمل ريس الأساس لمزيد من الدراسات حول الطاقة المظلمة، مما أثر على كل شيء من الفيزياء الفلكية إلى الفيزياء النظرية. ومع ذلك، فقد دفعته النتائج الحديثة إلى التساؤل عما إذا كانت الاستنتاجات الأصلية صحيحة تمامًا. فُسر تسارع تمدد الكون في البداية بوجود الطاقة المظلمة، وهي قوة تُقاوم الجاذبية وتدفع المجرات بعيدًا. ومع ذلك، ومع إجراء قياسات أكثر دقة، ظهرت تناقضات. وقد وجد ريس وفريقه أن معدل التمدد - المعروف باسم ثابت هابل - يختلف باختلاف الطريقة المستخدمة لقياسه. وقد أدى هذا التناقض إلى ما يسميه العلماء توتر هابل، وهو لغز متزايد في علم الكونيات.

توتر هابل: لغز كوني

يُعد ثابت هابل مقياسًا بالغ الأهمية في الفيزياء الفلكية، إذ يُحدد سرعة تمدد الكون. وقد استخدم العلماء تقليديًا طريقتين رئيسيتين لحسابه:

· رصد المجرات البعيدة وانزياحها الأحمر.

· دراسة إشعاع الخلفية الكونية الميكروي - التوهج اللاحق للانفجار العظيم.

في الوضع الأمثل، يُفترض أن تُعطي كلتا الطريقتين القيمة نفسها. ومع ذلك، وجد ريس وباحثون آخرون تباينًا مستمرًا بين الحسابين، وهي ظاهرة تُعرف باسم توتر هابل. هذا التباين كبير لدرجة أنه لا يمكن تفسيره بأخطاء قياس بسيطة. في عام 2023، استخدم ريس وفريقه تلسكوب جيمس ويب الفضائي لتحسين قياساتهم، على أمل حل هذا التباين. وبدلاً من ذلك، أكدت البيانات الجديدة هذا التباين، مما زاد من تعقيد اللغز. ومنذ ذلك الحين، اقترح ريس أن نماذجنا الحالية للكون قد تكون غير مكتملة أو معيبة جوهريًا. إن لتوتر هابل آثارًا عميقة. إذا كان الكون يتمدد بمعدل مختلف عما كان يُعتقد سابقًا، فقد يعني ذلك أن الطاقة المظلمة تتصرف بشكل مختلف عما كان متوقعًا. يتكهن بعض العلماء بأن الطاقة المظلمة قد لا تكون قوة ثابتة، بل قوة ديناميكية تتغير بمرور الوقت. ويقترح آخرون أن فيزياء جديدة - تتجاوز نظرية النسبية العامة لأينشتاين - قد تكون ضرورية لتفسير هذه الملاحظات.

إعادة النظر في الكون

إذا لم يكن توتر هابل ناتجًا عن أخطاء رصدية، فقد يكون هناك عامل أعمق. اقترح ريس عدة احتمالات:

· شكل جديد من الفيزياء: قد تكون هناك قوى أو جسيمات مجهولة تؤثر على التمدد الكوني.

· مراجعة الطاقة المظلمة: قد تختلف طبيعة الطاقة المظلمة عما افترضه العلماء في البداية.

· تحول في الثوابت الأساسية: قد لا تكون بعض الثوابت الفيزيائية مستقرة كما كان يُعتقد سابقًا.

أثارت هذه الاحتمالات جدلًا حادًا بين علماء الكون. يعتقد بعض الباحثين أن تعديل نظرية النسبية العامة لأينشتاين يمكن أن يحل المشكلة، بينما يرى آخرون أن هناك حاجة إلى إطار عمل جديد تمامًا. لا يزال ريس نفسه منفتحًا على تفسيرات متعددة، مؤكدًا أن العلم يزدهر بمناقشة الافتراضات. وصرح قائلًا: "مع نفي أخطاء القياس، يبقى الاحتمال الحقيقي والمثير بأننا أسأنا فهم الكون". ويستمر البحث عن إجابات، حيث يستكشف العلماء تفسيرات بديلة لهذا التناقض. وتشير بعض النظريات إلى أن النيوترينوات العقيمة، وهي جسيمات افتراضية تتفاعل بشكل ضعيف مع المادة، قد تؤثر على التمدد الكوني. بينما يقترح آخرون أن التقلبات الكمية في الزمكان قد تؤثر على القياسات.

مستقبل علم الكونيات

لنتائج ريس تداعيات عميقة على مستقبل الفيزياء الفلكية. فإذا كان فهمنا للتمدد الكوني خاطئًا، فقد تحتاج العديد من النظريات القائمة - بما فيها تلك المتعلقة بالمصير النهائي للكون - إلى مراجعة. ويستكشف العلماء الآن أساليب جديدة لتحسين قياسات ثابت هابل، بما في ذلك التلسكوبات المتطورة وتقنيات الرصد البديلة. وقد يوفر تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي، المقرر إطلاقه في أواخر عشرينيات القرن الحالي، مزيدًا من الرؤى حول هذا اللغز. وبغض النظر عن النتيجة، يُؤكد عمل ريس على أهمية الشك العلمي والاستكشاف المستمر. ويجسد استعداده لتحدي النظريات الراسخة روح الاكتشاف التي تُحرك الفيزياء الحديثة. وسواء أدت نتائجه إلى تعديل طفيف أو إصلاح شامل لعلم الكونيات، فإن أمرًا واحدًا مؤكدًا: لا يزال الكون يخفي العديد من الأسرار التي تنتظر الكشف عنها. ويمكن لحل توتر هابل أن يُعيد تشكيل فهمنا للكون. إذا لزم الأمر فيزياء جديدة، فقد يؤدي ذلك إلى اكتشافات رائدة حول القوى الأساسية التي تحكم الكون. يتطلع العلماء إلى اختبار فرضيات جديدة، مستخدمين أدوات متطورة باستمرار لسبر أعماق الفضاء. وبينما يواصل ريس وزملاؤه أبحاثهم، يراقب المجتمع العلمي عن كثب. قد تُعيد الإجابات التي يكتشفونها تعريف مكانتنا في الكون، متحديةً بذلك المعتقدات الراسخة، ومفتحةً آفاقًا جديدة للاستكشاف. وسواء كانت الطاقة المظلمة هي حقًا القوة التي كنا نعتقدها سابقًا، أو ما إذا كنا بحاجة إلى نموذج جديد كليًا، فإن أمرًا واحدًا واضحًا: إن السعي لفهم الكون لم ينتهِ بعد.