| 21 |
بخصوص قانون هابل، يستخدمون نظام غاز يتمدد وفقًا لهذا القانون: فقاعة تنبعث من جهاز تنفس تحت الماء. عندما تصل إلى السطح، يصبح الضغط أصغر وتتمدد هذه الفقاعة. حجمها يتناسب طرديًا مع مقلوب الضغط. إذا كان هناك مراقب جالس على جزيء ويراقب الآخر، فيجب أن يمتلك، بالنسبة لهذا المراقب، سرعة إفلات تتناسب مع المسافة. للأنشطة تحت المائية علاقة بعلم الكونيات.
يُشبَّه الكون بغاز متمدد. لكن "الحركة الذاتية" العشوائية، المقابلة للاضطراب الموضعي، تُدخل "ضجيجًا" عندما يريد المرء قياس السرعة الشعاعية، المقابلة لمسافة معينة d. على سبيل المثال، عندما قاس هابل السرعات الشعاعية للمجرات المجاورة، مثل أندروميدا، التي تتحرك نحونا، استنتج أن الكون يتقلص. لكنها كانت مجرد تشوهات موضعية، بسبب السرعات العشوائية.
في الهواء الذي تتنفسه، تمتلك الجزيئات سرعة عشوائية (حرارية) قريبة من 400 م/ث (لاحظ أنها قريبة من سرعة الصوت).
وبالمثل، فإن السرعات العشوائية للمجرات، في عناقيدها، تتراوح بين 500 إلى 1000 كم/ث. لذلك إذا أراد المرء تقييم سرعة الإفلات بشكل صحيح، فعليه اختيار عينة من المجرات بعيدة بما يكفي لتكون سرعة إفلاتها الشعاعية أعلى من هذه السرعة الحرارية.
قياس السرعة الشعاعية سهل ودقيق جدًا. وهو يعتمد على الانزياح الأحمر. لكن الصعوبة تكمن في تقييم المسافات. كم تبعد هذه المجرات عنا؟
تاريخيًا، سُميت المجرات أولاً "سُدُمًا". ظن بعض الناس أنها تقع داخل درب التبانة. لكن هابل نفسه أجاب على هذا السؤال، بإيجاد متغير قيفاوي في أندروميدا، الذي دُفع إلى مسافة كونية: أكثر من مليوني سنة ضوئية بعيدًا عنا.
على المسافات الكبيرة كان من الصعب جدًا عزل متغير قيفاوي في هذه البقع المعتمة. ثم أصبح تقييم المسافة مسألة رأي. لسنوات كان تقييم ثابت هابل مثيرًا للجدل. مال الكثيرون إلى قيم تتوافق مع 15-20 مليار سنة من أقدم نجوم مجراتنا (من العناقيد الكروية). في الولايات المتحدة، جادل عالم الفلك الفرنسي دي فوكولور ومال إلى الحصول على قيم مختلفة.
كانت كل العيون مثبتة على تلسكوب هابل الفضائي. في عام 1993، اكتشف هذا التلسكوب، بعينه الواحدة الحادة، متغيرات قيفاوية في مجرات بعيدة جدًا، تقع على بعد عشرة ملايين سنة ضوئية. على هذه المسافة كانت السرعات العشوائية محجوبة أساسًا بالسرعة الشعاعية العامة.
- رائع، قال علماء الفلك. سيكون لدينا قياس دقيق لثابت هابل Ho!
لكن، بسرعة، تحولت المغامرة إلى مأساة. من 1993 إلى 1994، كانت قياسات هابل لهذه المجرات، التي تبعد 48 و55 سنة ضوئية، أقرب بنسبة 40% (بالنسبة لتقييمات المسافة الأقدم)! لذلك أصبح عمر الكون أقصر بنسبة 40%. في عام 1994 تحدثت مجلة نيتشر عن 8-9 مليار سنة......
كان أصغر من نجومه. فورًا حاول علماء الفيزياء الفلكية وعلماء الكونيات إنقاذ النموذج القياسي القديم الجيد والتفتوا فورًا نحو الثوابت الكونية، مثل رجال الإطفاء، في مواجهة حريق كوني فكري، يبحثون بتوتر عن طفاية حريق.
سُحب هذا الثابت بسرعة من نفتالينه وأُعيد تنشيطه. في الشكل (108) يمكنك رؤية تأثير هذا الثابت على التمدد.
(108)
قال بعض علماء الفيزياء الفلكية:
- هذه القياسات الجديدة، التي أجراها تلسكوب هابل الفضائي، ليست سوى طريقة لقياس الثابت الكوني. الآن، نعرف قيمته!....
بعد بضع سنوات، ماذا عن هذه المشكلة.
حقيقتان جديدتان: أجرى القمر الصناعي هيباركوس قياسات دقيقة على نجوم بعيدة، بناءً على التزيح. ثم غيّر علماء الفلك معايرة المتغيرات القيفاوية.
- الأجسام أبعد مما كنا نعتقد سابقًا. لقد أعدنا معايرتها.
دُفعت أندروميدا بعيدًا، من 2.5 مليار سنة إلى 3.5 مليار سنة.
- وووووف.....
رُوجع تقييم عمر أقدم نجوم مجرتنا أيضًا. فعل الجميع قصارى جهدهم.
بالمناسبة، النموذج "كون يتفاعل مع كون شبحي" (انظر الفيزياء الهندسية A) يعطي فك تشفير آخر لقياسات Ho، معطياً كونًا أقدم.
