علماء يدرسون الكون المبكر لفهم أكبر لغز في علم الكونيات
تاريخ النشر: 21st, July 2023 GMT
تمكن فريق بحثي من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) والمعهد المشترك للفيزياء الفلكية المختبرية (JILA) التابع لجامعة "كولورادو بولدر" (The University of Colorado Boulder) الأميركية من التوصل إلى طريقة جديدة قد تفسر أهم ألغاز الكون إلى الآن.
وحسب علماء الفيزياء الفلكية، فقد تشكلت أعداد لا حصر لها من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات جنبا إلى جنب مع كميات متماثلة تماما من نظيراتها من المادة المضادة في بداية تاريخ الكون، والمادة المضادة هي المادة العادية نفسها لكن مع شحنات مختلفة، فيكون الإلكترون سالب الشحنة مثلا ونظيره البوزيترون موجب الشحنة.
ولكن لأن المادة المضادة هي نفسها المادة العادية مع شحنة مختلفة، فكان لا بد أن تبيد كل منهما الأخرى ولا يوجد الكون بالصورة التي نراها الآن، وهذا تحديدا هو اللغز الذي لم يفسر حتى اليوم.
وفي حين تشير الرياضيات والمعادلات إلى ضرورة وجود تماثل تام في الكون، فإن حدوث التباين هو التفسير الوحيد لوجودنا في الكون، فلا بد من وجود بعض بقايا البروتونات والنيوترونات والإلكترونات، ولذا فقد عكف العلماء على محاولة إيجاد علامات ودلائل لهذا التباين، ستكون إجابة عن سؤال: لماذا وكيف ومتى حدث عدم الاتزان هذا؟
وفي سعيهم لإثبات التباين، قام العلماء من هذا الفريق البحثي بدراسة العزم الكهربائي ثنائي القطب للإلكترون (eEDM)، وهو خاصية تشير إلى مدى انتشار شحنة الإلكترون السالبة بالتساوي بين القطب الشمالي والقطب الجنوبي له، ونشرت نتائج بحثهم في دورية "ساينس" (Science) في السادس من يوليو/تموز الجاري.
وفي حالة قياس العزم الكهربائي بقيمة أعلى من الصفر، فإن هذا يؤكد وجود التباين المنشود، ويكون الإلكترون على شكل بيضة أكثر من كونه دائريا، وفي هذه الحالة يُحل أكبر لغز في علم الكونيات.
وتقول تانيا روسي، طالبة الدراسات العليا في المجموعة البحثية في المعهد المشترك للفيزياء الفلكية المختبرية، في بيان صحفي، "نحتاج إلى إصلاح الرياضيات لدينا لتكون أقرب إلى الواقع. نحن نبحث عن الأماكن التي قد نجد فيها هذا التباين، حتى نتمكن من فهم مصدره. الإلكترونات هي جسيمات أساسية، وتماثلها يدلنا على تماثل الكون".
وسجل إريك كورنيل وتانيا روسي وفريقهم رقما قياسيا لدقة قياس العزم الكهربائي ثنائي القطب للإلكترون، وتحسين القياسات السابقة. ولإيضاح معنى ذلك، تذكر روسي أنه إذا كان الإلكترون بحجم الأرض فإن دراستهم وجدت أن أي عدم تناسق موجود سيكون أصغر من نصف قطر الذرة، وتضيف أن إجراء قياس بهذه الدقة أمر صعب للغاية، لذلك كان على المجموعة أن تكون ذكية.
وقد درس الباحثون جزيئات فلوريد الهافنيوم، وارتكزت دراستهم على أنهم إذا طبقوا مجالا كهربائيا قويا على الجزيئات فإن الإلكترونات غير المستديرة يجب أن تتماشى مع المجال، وتتحرك داخل الجزيء، أما إذا كانت مستديرة فلن تتزحزح الإلكترونات. وقد سمحت لهم هذه التجربة بالحصول على أوقات قياس أطول من المحاولات السابقة، وذلك أعطاهم حساسية أكبر.
وحسب الدراسة، أظهرت قياسات المجموعة أن الإلكترونات لا تحرك مستويات الطاقة، وذلك يشير إلى أنه بناء على أفضل قياسات متاحة حاليا فإن الإلكترونات مستديرة. وعلى الرغم من أن المجموعة البحثية لم تجد تباينا بعد، فإن نتائجهم سوف تساعد على مواصلة البحث عن إجابات لتباين الكون المبكر.
وتختتم روسي قائلة "في حدود دقة القياسات التي توصلنا إليها، وجدنا أن الإلكترون متماثل، ولو كنا وجدنا قياسا غير صفري لكان هذا أمرا مهما. أفضل رهان هو أن توجد فرق من العلماء في أنحاء العالم تبحث في خيارات مختلفة. وما دمنا نواصل قياس الحقيقة، ففي النهاية سيجدها شخص ما".
المصدر: الجزيرة
إقرأ أيضاً:
نجوم الكون ستظلم.. اكتشاف جديد يوضح موعد نهاية العالم| ما القصة؟
ظهرت مؤشرات جديده توصل لها العلماء حول نهاية العالم حيث كشف فريق من الباحثين في جامعة رادبود الهولندية عن تقديرات جديدة تشير إلى أن نهاية الكون قد تأتي أسرع بكثير مما كان متوقعاً في السابق.
نهاية الكون أقرب مما نعتقدووفقاً للتقرير الذي نشرته صحيفة "ديلي ميل" البريطانية، فإن العلماء توصلوا إلى أن جميع نجوم الكون ستظلم تماما خلال فترة زمنية تُقدر بـ "كوينفيجينتيليون" سنة، أي رقم واحد متبوعاً بـ 78 صفراً.
وكانت التقديرات السابقة تشير إلى أن الكون سيستمر حتى 10 أس 1100 سنة، أو ما يعادل رقم واحد يتبعه 1100 صفر.
ولكن العلماء أكدوا أن التقدير الجديد أقصر بكثير من هذا الرقم، وذلك بسبب عملية مرتبطة بإشعاع "هوكينج"، التي كانت تعتبر سابقاً مقتصرة على الثقوب السوداء.
المرحلة الأخيرة من حياة النجوموقال الباحث الرئيسي في الدراسة، البروفيسور هينو فالكي، إن نتائج البحث تشير إلى أن النجوم النيوترونية والأقزام البيضاء، التي تُعد المرحلة الأخيرة من حياة النجوم، قد تتلاشى ببطء على غرار الثقوب السوداء، عبر عملية مشابهة لإشعاع هوكينج.
وأضاف فالكي: "إن هذه النتائج تُظهر أن الكون قد يصل إلى نهايته قبل ما كان متوقعاً بكثير، لكن لحسن الحظ، ما زالت هذه الفترة طويلة جداً بمقاييسنا البشرية".
وكان الفيزيائي البريطاني الراحل ستيفن هوكينج قد توقع عام 1975 أن الجسيمات والإشعاعات قد تنفلت من جاذبية الثقب الأسود عبر ما يُعرف بإشعاع هوكينج، وهي الظاهرة التي أصبحت اليوم محط دراسة العلماء لتحديد نهاية الكون بشكل أكثر دقة.
إشعاع هوكينجويشير العلماء إلى أن إشعاع هوكينج يمكن أن يحدث أيضاً للنجوم النيوترونية والأقزام البيضاء، مما يؤدي إلى تبخرها ببطء حتى تختفي تماماً، وهو ما اعتبره الفريق البحثي خطوة هامة لفهم الحد الأقصى لعمر الكون وتوقع موعد نهايته بشكل أدق.
من جانبه، قال الدكتور والتر فان سويليكوم، الأستاذ المشارك في الدراسة: "من خلال دراسة الحالات القصوى في الكون، نحاول تطوير فهم أعمق لظاهرة إشعاع هوكينج، والتي قد تحمل في طياتها أسراراً جديدة حول مستقبل الكون".
شرطة تعز تطلق المرحلة الثانية للحملة الأمنية المشتركة لمنع السلاح