البنية الكونية العملاقة المكتشفة حديثًا تتحدى نظريات الكون | فضاء

اكتشف علماء الفلك بنية كونية عملاقة على شكل حلقة، تتحدى أبعادها النظريات الحالية للكون.

يبلغ قطر ما يسمى بالحلقة الكبيرة حوالي 1.3 مليار سنة ضوئية، مما يجعلها من بين أكبر الهياكل التي تم رصدها على الإطلاق. وعلى بعد أكثر من 9 مليارات سنة ضوئية من الأرض، فهو خافت جدًا بحيث لا يمكن رؤيته مباشرة، لكن قطره في سماء الليل يعادل 15 قمرًا مكتملًا.

تعتبر الملاحظات، التي تم تقديمها يوم الخميس في الاجتماع 243 للجمعية الفلكية الأمريكية في نيو أورليانز، مهمة لأن حجم الحلقة الكبيرة يبدو أنه يتحدى افتراضًا أساسيًا في علم الكون يسمى المبدأ الكوني. تنص هذه النظرية على أنه فوق نطاق مكاني معين، يكون الكون متجانسًا ويبدو متطابقًا في كل اتجاه.

وقالت أليكسيا لوبيز، طالبة الدكتوراه في جامعة سنترال لانكشاير، التي قادت التحليل: “من النظريات الكونية الحالية، لم نعتقد أن الهياكل على هذا النطاق ممكنة”. “يمكننا أن نتوقع بنية واحدة كبيرة للغاية في كل كوننا المرئي.”

من الناحية النظرية، فإن تقريب الكون يجب أن يكشف عن مساحة شاسعة خالية من الملامح. ومع ذلك، فإن الحلقة الكبيرة هي واحدة من قائمة متزايدة من الهياكل الكبيرة بشكل غير متوقع. وتشمل الأنواع الأخرى القوس العملاق، الذي يظهر بجوار الحلقة الكبيرة مباشرة واكتشفه لوبيز أيضًا في عام 2021. ويحسب علماء الكون الحد الأقصى النظري الحالي للهياكل وهو 1.2 مليار سنة ضوئية، لكن الحلقة الكبيرة والقوس العملاق، الذي يمتد ما يقدر بنحو 3.3 مليار سنة ضوئية، تخرق هذا الحد.

ومن المثير للاهتمام أن الهيكلين يقعان على نفس المسافة من الأرض، بالقرب من كوكبات Boötes the Herdsman، مما يزيد من احتمال أن يكونا جزءًا من نظام كوني متصل.

قال لوبيز: “يتم إخفاء هذه الأمور الشاذة باستمرار، ولكن كلما اكتشفنا المزيد، سيتعين علينا أن نواجه حقيقة مفادها أن نموذجنا القياسي ربما يحتاج إلى إعادة التفكير”. “كحد أدنى أنها غير مكتملة. وكحد أقصى، نحتاج إلى نظرية جديدة تمامًا في علم الكونيات.

تم اكتشاف الحلقة الكبيرة من خلال تحليل البيانات من مسح سلون الرقمي للسماء (SDSS)، وهو كتالوج للكوازارات البعيدة. هذه الأجسام شديدة السطوع بحيث يمكن رؤيتها من على بعد مليارات السنين الضوئية، وتعمل كمصابيح عملاقة وبعيدة، تضيء المجرات المتداخلة التي يمر ضوءها في طريقها والتي لا يمكن رؤيتها لولا ذلك.

استخدم لوبيز وزملاؤه عدة خوارزميات إحصائية مختلفة لتحديد الهياكل المحتملة واسعة النطاق، وظهرت الحلقة الكبيرة. ويظهر الهيكل كحلقة مثالية تقريبًا في السماء، لكن التحليل الإضافي كشف أنه يحتوي على شكل ملفوف، مثل المفتاح، والذي يتماشى وجهًا لوجه مع الأرض.

علماء الكونيات غير متأكدين من الآلية التي يمكن أن تؤدي إلى ظهور البنية. أحد الاحتمالات هو وجود نوع من الموجات الصوتية في الكون المبكر، والمعروفة باسم التذبذبات الصوتية الباريونية، والتي يمكن أن تؤدي إلى ظهور أغلفة كروية في ترتيب المجرات اليوم. وهناك تفسير آخر وهو وجود أوتار كونية، وهي “عيوب” افتراضية في نسيج الكون يمكن أن تتسبب في تكتل المادة على طول خطوط الصدع واسعة النطاق.

الدكتورة جيني فاغنر، عالمة الكونيات في معهد الدراسات المتقدمة في جزر البهاما.
ووصفت المؤتمرات هذا الاكتشاف بالهام. قالت: “لا يبدو أن الأمر مجرد محاذاة صدفة”.

قال فاغنر إنه من الممكن استيعاب الحلقة الكبيرة ضمن المبدأ الكوني، اعتمادًا على كيفية تحديد حدودها، ولكن كلما تم اكتشاف المزيد من هذه الهياكل الخارجية واسعة النطاق، أصبح هذا الرأي أقل معقولية من الناحية الإحصائية. وقالت: “لهذا السبب يعد البحث عن المزيد من الهياكل العملاقة أمرًا قيمًا للغاية”. “شخصيًا، لن أتفاجأ إذا اضطررنا للتخلي عن
المبدأ الكوني بعد الاكتشافات المستقبلية.