آهلاً بك في ويكي ويب الموسوعة العربية

هدفنا نقل العلم والمعرفة لزيادة ثقافة القارئ العربي

ما هو عمر الكون ؟ وكيف يتوسع؟
حقائق علمية معلومات عامة

عمر الكون ، كيف يتوسع، وما علاقته بعمر النجوم؟

ما هو عمر الكون ؟

في عام 2013 تمكنت مركبة الفضاء بلانك التابعة لوكالة الفضاء الأوربية، من التقاط صورة لإشعاع الخلفية الكونية المتبقي من الإنفجار العظيم،

ومن خلالها تم التقاط أقدم ضوء في الكون ، ساعدت هذه المعلومات علماء الفلك في تحديد عمر الكون.


(الصورة: © ESA و Planck Collaboration)

قد يكون العمر مجرد رقم ، ولكن عندما يتعلق الأمر ب” عمر الكون “، فهو مهم جدًا. وفقًا للبحث ، يبلغ عمر الكون حوالي 13.8 مليار سنة.

كيف حدد العلماء عمر الكون ؟

تمكنوا من تحديد عمر الكون باستخدام طريقتين مختلفتين:

عن طريق دراسة أقدم الأشياء في الكون وقياس مدى سرعة تمدده.

حدود عمر الكون

لا يمكن أن يكون الكون أصغر من الأشياء الموجودة بداخله. من خلال تحديد أعمار أقدم النجوم ، يستطيع العلماء وضع حد للعمر.

تعتمد دورة حياة النجم على كتلته. النجوم الأكثر ضخامة تحترق أسرع من أشقائها ذوي الكتلة الأقل.

النجم الذي تبلغ كتلته 10 أضعاف حجم الشمس سوف يحترق من خلال إمداد الوقود الخاص به خلال 20 مليون سنة ،

بينما سيستمر النجم الذي تبلغ كتلته نصف كتلة الشمس لأكثر من 20 مليار سنة.

تؤثر الكتلة أيضًا على سطوع أو لمعان النجم ؛ النجوم الأكثر ضخامة تكون أكثر إشراقًا.

كانت النجوم الأولى ، المعروفة باسم نجوم السكان 3 ( Population III stars )، ضخمة وقصيرة العمر.

كانت تحتوي فقط على الهيدروجين والهيليوم ، ولكن من خلال الاندماج بدأت في تكوين العناصر التي من شأنها أن تساعد في بناء الجيل التالي من النجوم.

ظل العلماء يبحثون عن آثار النجوم الأولى منذ عقود.وقال ديفيد سوبرال ، عالم الفلك من جامعة لشبونة في البرتغال ، في بيان:

“تلك النجوم هي التي شكلت أول ذرات ثقيلة سمحت لنا في النهاية بالتواجد هنا”. كان سوبرال جزءًا من فريق حدد مجرة ​​لامعة بها دليل على نجوم السكان 3.

“يوفر اكتشاف الغبار في الكون المبكر معلومات جديدة عن وقت انفجار المستعرات الأعظمية الأولى ، ومن ثم الوقت الذي كانت فيه النجوم الساخنة الأولى .

قال مسؤولو ESO في بيان لهم: “إن تحديد توقيت هذا” الفجر الكوني ” هو أحد الكؤوس المقدسة لعلم الفلك الحديث ،

ويمكن استكشافه بشكل غير مباشر من خلال دراسة الغبار البين نجمي المبكر.

النجوم المبكرة ليست الطريقة الوحيدة لوضع حدود لعمر الكون.

المجموعات الكثيفة من النجوم المعروفة باسم العناقيد الكروية لها خصائص متشابهة.

أقدم العناقيد الكروية المعروفة لها نجوم يتراوح عمرها بين 11 و 14 مليار سنة.

يأتي النطاق الواسع من مشاكل تحديد المسافات إلى العناقيد ، مما يؤثر على تقديرات السطوع وبالتالي الكتلة.

إذا كانت الكتلة أبعد مما قاسه العلماء ، فستكون النجوم أكثر سطوعًا ، وبالتالي أكثر كتلة ، وبالتالي أصغر من المحسوبة.

قال أندريا كوندر لموقع ProfoundSpace.org : “تمامًا مثل علماء الآثار الذين يستخدمون الأحافير لإعادة بناء تاريخ الأرض ،

يستخدم علماء الفلك مجموعات كروية لإعادة بناء تاريخ المجرة”. “لا يوجد سوى حوالي 150 مجموعة كروية معروفة في مجرة ​​درب التبانة ،

لذا فإن كل مجموعة من هذه العناقيد الكروية هي متتبع مهم للهالة المجرية وتشكيل مجرة ​​درب التبانة.”

عدم اليقين لا يزال يخلق حداً لعمر الكون. يجب أن يكون عمره 11 مليار سنة على الأقل.

يمكن أن يكون أقدم ، لكنه ليس أصغر.

توسع الكون

الكون الذي نعيش فيه ليس مسطحًا ولا يتغير ، ولكنه يتوسع باستمرار. إذا كان معدل التوسع معروفًا ، يمكن للعلماء العمل بشكل عكسي لتحديد عمر الكون ، تمامًا مثل ضباط الشرطة الذين يمكنهم كشف الظروف الأولية التي أدت إلى وقوع حادث مروري.

وبالتالي ، فإن إيجاد معدل تمدد الكون – وهو رقم يعرف بثابت هابل – هو المفتاح.

هناك عدد من العوامل التي تحدد قيمة هذا الثابت. الأول هو نوع المادة التي تهيمن على الكون.

يجب على العلماء تحديد نسبة المادة العادية والمظلمة إلى الطاقة المظلمة. تلعب الكثافة دورًا أيضًا.

الكون ذو الكثافة المنخفضة من المادة أقدم من الكون الذي تهيمن عليه المادة.

لتحديد كثافة الكون وتكوينه

يعتمد العلماء على بعثات مثل مسبار ويلكينسون لتباين الميكروويف (WMAP) التابع لناسا ومركبة الفضاء بلانك التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية.

من خلال قياس الإشعاع الحراري المتبقي من الانفجار العظيم ، يمكن لمثل هذه البعثات تحديد كثافة الكون وتكوينه ومعدل تمدده.

يُعرف الإشعاع المتبقي باسم الخلفية الكونية الميكروية ، وقد قام كل من WMAP و Planck برسم خرائط لها.

في عام 2012 ، قدرت WMAP عمر الكون بـ 13.772 مليار سنة ، مع عدم اليقين بـ 59 مليون سنة. في عام 2013 ،

قاس بلانك عمر الكون بـ 13.82 مليار سنة. كلاهما يقع ضمن الحد الأدنى البالغ 11 مليار سنة المشتق بشكل مستقل من العناقيد الكروية ، وكلاهما لديه شكوك أقل من هذا الرقم.

ساهم تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا أيضًا في تضييق عمر الكون من خلال تقليل عدم اليقين بشأن ثابت هابل.

بالاقتران مع قياسات WMAP ، تمكن العلماء من إجراء حسابات مستقلة لسحب الطاقة المظلمة.

“منذ أكثر من عقد بقليل ، لم يكن استخدام كلمتي” الدقة “و” علم الكونيات “في الجملة نفسها ممكنًا ،

ولم يكن حجم وعمر الكون معروفاً أفضل من ضعفين ،” ويندي فريدمان من المراصد من معهد كارنيجي للعلوم في باسادينا ، كاليفورنيا ، في بيان.

قاد الدراسة التي استخدمت سبيتزر لتحسين ثابت هابل. “الآن نحن نتحدث عن دقة بنسبة قليلة في المائة. إنه أمر غير عادي للغاية.”

ملاحظة المحرر:

تم تحديث هذه المقالة في 8 يناير 2019 و تصحيحًا في نص المقال الأصلي:

إن أقدم النجوم يقدر عمرها بما يصل إلى 18 مليار سنة.

 

المصدر: 1

اترك ردا

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *