التمدد المتري للفضاء، هومتوسط نسبة الزيادة المترية في المسافة بين الأجسام في الفضاء بحساب الزمن.

فهم التوسع في الكون

تفاصيل رياضية

منذ اكتشاف تمدد الكون في عام 1929، أصبح فهماء الكونيات مقتنعين بأن هذا التوسع يفترض أن يتباطأ بسبب الجذب الثنطقي في الكون. لكن أرصاداً عديدة تمت خلال العقود القليلة الأخيرة بينت خطأ هذا اليقين: فالكون يتمدد وفق إيقاع يصبح أكثر فأكثر سرعة، تحركه طاقة غريبة مجهولة تماماً. ولا يخفى على أحد التنافس المتزايد بين فهماء الفيزياء الكونية لتفسير طبيعة هذه الطاقة التي لم تفصح عن هويتها لأحد بعد.

هكذا أصبح الفهماء الكونيون مقتنعين اليوم بأن الكون في معظمه مكون من طاقة سوداء، تتعارض آثارها مع الجاذبية. لكن طبيعة هذه الطاقة لا تزال سراً مستعصياً أكثر من أي سرّ طرحت الفيزياء سؤاله حتى الآن. وأصبح البحث عن الطاقة العاتمة محور البحث الرئيسي في فهم الكونيات المعاصر، وتضاعفت التجارب التي تحاول إثبات أوفهم طبيعة هذه الطاقة. ذلك حتى الطاقة السوداء تدفع فهماء الكونيات إلى مفترق حاسم: هل الكون بحاجة إلى فيزياء جديدة،يا ترى؟

كيف أصبح الكون عاتماً؟

يجتمع نخبة فهماء الفيزياء الفلكية والكونية جميع سنتين في مؤتمر تكساس Texas Symposium في فرصة هامة لهم لطرح أعمالهم الهامة والجديدة. في عام 1998 عقد هذا المؤتمر في باريس. وكان الجميع بانتظار هذا المؤتمر. ذلك حتى سول پرلموتر Saul Perlmutter، من مختبر لورانس بركلي في كاليفورنيا، وبريان شميت Brian Schmidt من جامعة جونز هوبكنز في مريلاند، كانا قد اتىا إلى باريس ليعرضا في المؤتمر نتائجهما الثورية كما وصفت آنذاك.

اتساع الفضاء

كانت المفاجأة التي قدماها حتى الكون يتوسع بشكل متسارع على عكس ما كان يعتقد طيلة سبعين سنة بأنه سيتباطأ. أما السبب، فهي ظاهرة غريبة سرعان ما أطلق عليها "الطاقة السوداء"، وهذه الطاقة السوداء تشكل النسبة الكبرى من بنية الكون وفق جميع من برلموتر وشميت.

مرت عشر سنوات على هذا الإعلان للاكتشاف المفاجئ، ظهرت خلالها ردود ودراسات لا تقل مفاجأة وأهمية. لكن لم يستطع أي رد أونقد توجيه دحض حاسم لهذه الفرضية الجديدة. بل على العكس تم إثباتها من خلال الكثير من الأرصاد والمقاربات الفلكية. وبالنتيجة، فإن الفهماء الذين يشككون اليوم بوجود هذه الطاقة العاتمة في الكون أصبحوا قلة أوحتى نادرين.

مع ذلك يعترف الفهماء حتى الجهود التي بذلت خلال العقد الأخير لم تستطع الاقتراب أوالإفصاح عن طبيعة هذه الطاقة. وبدورها فإن المناهج النظرية التي حاولت وصفها بدت غير كافية أوحتى مؤهلة. بل إذا الطاقة العاتمة تبدواليوم في بعض جوانب البحث أكثر غموضاً مما كانت عليه عند اكتشافها منذ عشر سنوات.

الانزياح نحوالأحمر

لكي ندرك تماماً التحديات التي تطرحها الأفكار الجديدة لا بد من العودة بسرعة إلى الوراء قليلاً. ففي بداية القرن العشرين كان يعتقد حتى الكون ستاتيكي وغير متغير، وذلك ببساطة لأنها كانت الفرضية الأكثر بساطة ظاهرياً، وأن الفضاء لم يكن يخضع لأي تغير أوتمدد خاص. لكن الأرصاد التي أنجزت في عام 1929 على يد الفيزياء الأمريكي إدوين هبل غيَّر هذه الرؤية للكون بشكل جذري. فقد لاحظ هبل حتى أطياف الضوء الصادر عن المجرات القريبة من مجرتنا كانت منزاحة نحوأطوال الموجة الكبيرة ـ أي الأحمر، ضمن طيف الضوء المرئي. وكان هذا الانزياح يعني حتى المجرات تتحرك مسرعة بل وكان يعطينا مقدار سرعتها. وكانت هذه السرعة تتعلق بمسافة أوبعد المجرة. فحدثا كانت أبعد حدثا كانت سرعتها أكبر، وعهد هذا التناسب بقانون هبل.

لقد برهنت هذه النتيجة حتى الكون لم يكن مستقراً بل متمدداً. وقدمت أيضاً البرهان الأكثر مباشرة في ذلك الوقت حتى الكون البدئي كان فائق الكثافة. واستنتج الفهماء حتى الكون كان يتمدد منذ تلك اللحظة بشكل منتظم، تحت ضغط السرعة البدئية المكتسبة من الانفجار الكبير البدئي.

وخلال نصف قرن تلا هذا الاكتشاف اقتنع الفيزيائيون الفلكيون والكونيون حتى قوة الجاذبية التي تخضع لها كافة أشكال المادة في الكون كانت تبطئ هذا التوسع. ومن السليم حتى الأجسام التي تشكل الكون تنجذب باتجاه بعضها بعضاً تحت تأثير قوة الجاذبية، مما يبطئ بالتالي سرعتها النسبية. إلى غير ذلك يمكن حتى ينتهي توسع الكون بل وربما ينعكس ضاغطاً الكون فيما يشبه "الانكماش الكبير".

كواشف الفوتونات

مرة أخرى كان يستحيل البرهان بشكل حاسم على ذلك بسبب عدم القدرة على قياس التوسع، والتحقق من قانون هبل للمسافات الكبيرة جداً. ذلك أنه في سماء الفلكيين لم يكن ثمة أي نجم بعيد بقدر كاف، أويلمح بدرجة كافية للإشارة إلى السرعة التي كانت تنتقل فيها النجوم منذ عدة مليارات من السنين.

استمر ذلك حتى بداية التسعينيات، ففي ذلك الوقت، وبفضل تقدم التكنولوجيا، مثل بناء كواشف جديدة للفوتونات، بدأ فهماء الكونيات يستفيدون من نمط معين من السوبرنوفا، أوالمتجددات الجبارة، وهومصطلح يشير إلى الظاهرات الناجمة عن انفجار نجم. سمي هذا النمط من السوبرنوفا Ia من قبل فهماء الفيزياء الفلكية، وهي قليلة جداً، ووقتية جداً، إنما من أكثر النجوم لمعاناً على الإطلاق. وهي بشكل خاص تتميز بسطوع متماثل جداً، أكثر بكثير من المجرات التي درسها هبل. ومن هنا كانت فكرة استخدامها كـ "مشاعل مرجعية": فالعلاقة بين سطوعها المطلق والظاهري يشير إلى بعدها، ويشير انزياح طيف إصدارها إلى سرعتها. إلى غير ذلك أصبح بالإمكان قياس التباطؤ المزعوم للتوسع الكوني.

سوبرنوفا قليلة اللمعان

لكن الأمر تطلب عدة سنوات لتطوير أجهزة تصوير تسمح برصد واكتشاف وتسجيل وتحليل سطوع عينة ممثلة لنجوم السوبرنوفا. تلكم كانت الأهداف التي وضعها فريقا جميع من برلمتر وشميدت. وكان عدد كبير من الفلكيين متشككاً حول حظوظهم في النجاح. في عام 1998 كان هذان الفريقان الأولين اللذين أعربا نتائج أبحاثهما التي ارتكزت على دراسة نحوستين سوبرنوفا ترجع إلى فترة ما بين مليار وستة مليارات سنة.

هنا كانت المفاجأة الكبيرة: فالسوبرنوفا كانت في المتوسط أقل لمعاناً بنسبة 25% وأكثر بعداً مما كان متسقطاً. وكان لا بد من القبول عندها حتى المسافات كانت تزداد بسبب توسع متسارع للكون، الذي كان يتمدد وفق إيقاع متزايد السرعة أكثر فأكثر. غير حتى كوناً مكوناً من المادة فقط كان لا بد حتى ينتهي إلى توسع متباطئ. أما التسارع فكان مرتبطاً بالتالي بشكل طاقة ذات طبيعة "مختلفة" كما وصفت في البداية.

الخلفية الكونية الإشعاعية

كان تحليل سطوع السوبرنوفا البعيدة يفترض حتى تسارع التوسع الكوني يوافق ظاهرة حديثة نسبياً في تاريخ الكون، وترجع إلى نحوخمس مليارات سنة تقريباً. أما قبل ذلك، فكان التوسع يتباطأ، حيث كان يسيطر عليه بوضوح تأثير المادة. ويعني ذلك إنه على عكس كثافة المادة، التي تنحل وتنخفض مع التوسع، فإن كثافة الطاقة السوداء كانت تظل غير إشارة أمامها (أوقليلة جداً): لقد كانت نسبة الطاقة السوداء تزداد بالتالي مع التوسع الكوني. والمشكلة هنا حتى هذا التصور الجديد لم يكن يتوافق مع أي من الألواح المعروفة التي خطت عليها نظريات وقوانين الفيزيائيين الفلكيين.

وكان لا بد لقبول وجود الطاقة السوداء بشكل عملي من دعمها بأرصاد مستقلة. واتى الرصد الأول بفضل فهم أكثر دقة بالخلفية الإشعاعية للكون، وهي تعبير عن إشعاع كهرمغنطيسي صدر منذ نحو380000 سنة بعد الانفجار الكبير، عندما بدأ الكون يبترد وانفصلت المادة عن الضوء. وهذا الإشعاع البدئي يمكن رصده في أطوال موجة مليمترية، ويأتي الأرض من كافة الاتجاهات بطريقة متجانسة عموماً، إنما غير كاملة، لأن تخلخلات دقيقة رصدت فيه على مستوى فائق الضآلة.

ومن أجل رسم خريطة لهذه التخلخلات والحد إلى أقصى درجة من امتصاص الأشعة البدئية هذه في الغلاف الجوي الأرضي، أطلق في عام 1998 بالون إلى طبقة الستراتوسفير (سمي Boomerang) وذلك فوق منطقة القطب الجنوبي. وبعد سنتين قام بتزويد الفهماء بقياسات أدق بأربعين مرة من المعطيات السابقة لديهم.

التأرجحات الصوتية

حقق ذلك تقدماً ثميناً جداً على أكثر من صعيد. فتوزع التخلخلات في الإشعاع البدئي الكوني يرتبط مباشرة بهندسة الكون ـ الذيقد يكون مسطحاً وفق النتائج التي حصل عليها البالون بومرانغ. وتسمح فهم هذه الهندسة بالتالي بحساب كثافة الكون. ولكن عند مقارنة هذه الكثافة مع الكثافة المادية الموجودة والمرصودة للكون نحصل على انزياح أوفارق بمقدار نحو70 %! أي على كمية مطابقة لنسبة الطاقة العاتمة كما تم قياسها وتحديدها اعتماداً على رصد السوبرنوفا. وبدءاً من عام 2003، وحتى فترة قريبة جداً، في ربيع عام 2008 قدم القمر الصنعي الأمريكي ويماب WMAP خرائط أكثر دقة أيضاً وتفصيلاً للإشعاع الخلفي للكون. وتشير الحسابات المؤسسة على هذه الأرصاد إلى حتى الطاقة العاتمة تشكل 72 % من الكون.

سمحت مقاربة مختلفة تماماً بحسم هذه النتائج. وقد اعتمدت على دراسة ظاهرة ناجمة هي أيضاً عن الشروط التي كانت سائدة بعد الانفجار الكبير بفترة بسيطة: هي "التخلخلات الصوتية الباريونية". ففي ذلك الحين كان ثمة قوتان متعاكسان في طبيعتهما تتنافسان على زعامة الكون: قوة الضغط الإشعاعي، التي تمارسها الفوتونات، ومن جهة أخرى قوة الجاذبية.

أدى هذا التنافس بين القوتين إلى ولادة أمواج الضغط، المقارنة بالأمواج الصوتية، التي كانت تنتشر في الكون البدئي بتواتر وسرعة محددين. وعندما انتهى الأمر بالمادة والضوء إلى الانفصال، لعبت هذه الأمواج الصوتية دوراً حاسماً في توزع كثافة المادة ـ وبشكل خاص في المسافة الفاصلة بين جميع مجرة ومجرة.

في عام 2005، وهي السنة التي اكتشفت فيها هذه الأمواج للمرة الأولى، أصبح من الممكن للمرة الأولى حساب كثافة المادة من خلال كيفية تجريبية جديدة. ومن جهة أخرى، كانت هذه الطريقة أقل بكثير اتساماً باللايقين من تلك التي كانت تعتمد على قياسات الخلفية الإشعاعية للكون. وهنا أيضاً اتىت النتائج لتبرهن حتى المادة لم تكن تمثل سوى نحوربع كوننا. وكانت هذه النتائج هي التي أقنعت أكثر الفلكيين وفهماء الكونيات تزمتاً بأننا نعيش عملاً في كون تسيطر عليه الطاقة السوداء، إذ لم يعد هؤلاء بحاجة إلى العودة إلى أرصاد السوبرنوفا للوصول إلى هذه النتيجة.

ولكن ما هي طبيعة هذه الطاقة التي تشكل النسبة الكبرى من الكون،يا ترى؟ يظل السؤال مطروحاً اليوم بلا إجابة. ذلك حتى الطاقة السوداء لا تصدر إشعاعاً. فلا يمكن رصدها إذاً ولا دراستها بشكل مباشر. فما الذي يفترض أن يهتم به النظريون الذين يحاولون فهم وشرح طبيعة هذا الشكل الغامض من الطاقة،يا ترى؟

تموجات الفراغ

جذبت إحدى النظريات في البداية الفهماء كنظرية واعدة وجرت دراسات كثيرة حولها. وهي تصف الطاقة السوداء كـ "ثابتة كونية" تستطيع بمقياس توسع متسارع للكون حتى تغطي الكثير من الوقائع الفيزيائية - التي لا يمكن تمييزها من خلال الأرصاد. ووفقاً لأكثر الأفكار قبولاً وشيوعاً حول هذه الثابتة، فإنها توافق تجلي ظاهرة كوانتية. وترتكز هذه الظاهرة على وجود تخلخلات على المستوى الكوانتي تملأ الفضاء كله، حتى الذي نصفه بـ"الفراغ". وتخلق هذه التخلخلات الجسيمات بشكل دائم وتحرض انعداماً لها أيضاً. وحدثا كان الكون والفضاء الذي يملؤه يتوسعان، حدثا كانت الجسيمات أكثر عدداً. إنها تخلق كثافة وضغطاً ثابتين، هما بعبارة أخرى كثافة وضغط الطاقة السوداء.

مع ذلك تعاني هذه النظرية من معضلة أساسية. ذلك أنه وفقاً لحسابات الفيزيائيين الكوانتيين فإن طاقة تخلخلات الفراغ يجب حتى تكون (في حدها الأدنى) أكبر بـ1060 مرة لكي توافق الطاقة العاتمة. وفي الوقت الحالي فإن الحسابات والمطابقات النظرية الضرورية تستبعد هذا الحل. ولهذا لا بد من مطابقة نموذج آخر، وثمة في هذا الاتجاه الكثير من الأبحاث الفهمية التي نشرت لمحاولة إيجاد أساس نظري للطاقة السوداء.

وقد حاز أحد هذه النماذج بعض النجاح في عام 2004 و2005. وهويقول بوجود شكل حديث من الطاقة سمي بـ "الجوهر الخامس" من قبل مخترعيه، معتمدين في ذلك على مفهوم كان سائداً في العصور القديمة للإشارة إلى الأثير، العنصر الخامس الذي يصعب العثور عليه أوالإمساك به مع العناصر الأخرى الأربعة التي تشكل الوجود وهي الهواء والماء والتراب والنار. ووفق هذا النموذج فإن الكون ممتلئ بالجوهر الخامس هذا، وإسهامه في الكثافة الكونية هوالذي يسهم في التسارع الكوني. وعلى عكس القائلين بالثابتة الكونية، فإن أصحاب فكرة الجوهر الخامس يصفون الطاقة السوداء كجوهر ديناميكي، تختلف كثافته وضغطه تبعاً للزمن. غير حتى معاملات هذا النموذج حددت وفق طريقة أكثر عشوائية ولا تقدم في اللقاء تنبؤات بظواهر كثيرة.

تعديل النسبية العامة

ثمة فئة ثالثة من التفسيرات، تعود جذورها إلى فترة أقدم، تمضى إلى حد وضع معادلات أينشتين في ميزان إعادة النظر: فهذه المعادلات في رأي هذا الاتجاه لا تعود سليمة على المستويات الكبرى للكون المعتبرة، ومن ممثلي هذا الاتجاه خوزيه سانتياگوJosé Santiago من مختبر فرمي لاب قرب شيكاغو، وجوشن ولر Jochen Weller من جامعة كوليج لندن، وقد طرحا تفسيراتهما في عام 2006. وبالنسبة لهما، فإن العلاقة المفترضة بين التوسع ومحتواه ليست صالحة كما هي مطروحة. ومع ذلك فإن جميع تعديل للنسبية العامة يحتاج البقاء متوافقين مع الكثير من الاختبارات التي اتىت لتؤكد صحتها، وخاصة على مستوى المجموعة الشمسية. وهذا يعني وجود الكثير من الموانع التي تعيق مثل هذا التعديل النظري الكبير.

نشير أخيراً إلى محور رابع للأبحاث، وهوالأكثر طموحاً وفي الوقت نفسه للتعارض الأكثر محافظة، طالما أنه لا يفترض أي تعديل لقوانين الفيزياء ولا أي جوهر مادي حديث ذي طبيعة افتراضية. وتعود أصول الأبحاث في هذا المحور إلى نحوعقد من الزمن فقط، لكنها مرت بفترة تجديد وانبعاث في عام 2007 مع الأعمال التي قدمها فيزيائيون فلكيون مثل توماس بوشير Thomas Buchert من جامعة ليون في فرنسا، ودافيد ويلتشاير David Wiltshire من جامعة كانتربري في إنكلترا.

ينتقد هذان العالمان العلاقة القائمة بين الانزياح الطيفي للأجسام الفلكية (وخاصة السوبرنوفا منها) ومسافاتها، هذه المسافات التي تستند أساساً في قياسها إلى فرضية كون متجانس. إلى غير ذلك فقد اقترحت آلية لتفسير كيف من الممكن أن حتى لاتجانسات يمكن حتى تغير انتشار الضوء على مسافات بعيدة، لكن تعقيد الحسابات المطروحة كما وتعقيد الكون الناتج عنها دفع الفهماء عموماً للحذر أمام الطرح الجديد. إذا معظم فهماء الفيزياء الفلكية يعتبرون حتى أثر هذه اللاتجانسات يظل ضعيفاً، وهم لا يستطيعون في الوضع الراهن التراجع عن وجود الطاقة السوداء.

المعادلة الأساس

إن البحث عن فهم للطاقة السوداء يشتمل بشكل أساسي على حذف بعض هذه الفرضيات. ومن أجل ذلك، تهجرز الأبحاث حالياً على اكتشاف تغير محتمل، في الزمان، لكثافة الطاقة السوداء. وتهدف الأبحاث إلى تحديد معادلة أساس لكثافة هذه الطاقة السوداء، التي يجب حتى تكون تعبير عن علاقة تصف النسبة بين الضغط والكثافة المميزين لهذا الجوهر أوالطاقة.

وتتأتى التحديدات الأكثر دقة حول هذه المعادلة الأساس من المعطيات المتعلقة بمسافات أكثر من 70 سوبرنوفا. وقد تم الحصول على هذه المسافات بفضل كاميرا ذات حقل واسع جداً تم بناؤها خصيصاً في وكالة الفضاء الأوروبية، وركبت على تلسكوب كندا ـ فرنسا ـ هاواي في المحيط الهادئ. وتأتي هذه المعطيات الناجمة عن قياس هذه المسافات في صالح قيمة ثابتة لكثافة الطاقة السوداء. غير حتى وجود تغير في هذه الكثافة يفترض أن يستبعد على سبيل المثال وجود ثابتة كونية، الأمر الذي يؤيد ويدعم نظريات وجود الجوهر الخامس.

لقد أطلقت برامج عديدة وطموحة في هذا السياق. ويرتكز الجزء الأساسي منها من حديث على رصد السوبرنوفا إنما هذه المرة بأعداد أكبر بكثير تصل إلى عشرات الآلاف بل إلى مئات الآلاف وذلك من خلال تجهيزات أكثر دقة بكثير من السابق. لكن نتائج هذه الأبحاث لن تظهر قبل ستة إلى سبعة أعوام. وحتى ذلك الوقت، سنعيش على الأرجح مع فكرة أننا نحيا في كون الجزء الأعظم من مادته وطاقته خفي عنا ومجهول تماماً بالنسبة لفهمائنا!

نظرة عامة عن المقاييس

السباق إلى رصد الطاقة السوداء

تحاول المشاريع المخصصة لرصد الطاقة السوداء، أكانت مشاريع على الأرض أم في الفضاء، تحقيق قياسات أفضل وأدق لتسارع التمدد الكوني. والهدف منها هوالوصول إلى معامل ضغط يصل إلى العشرة. نبدأ من معمل المرايا في مرصد ستيوارد، في توسن، أريزونا، بتاريخ 28 مارس 2008. ففي فرن هائل يدور حمل نحو24 طناً من زجاج خاص إلى درجة حرارة وصلت إلى أكثر من 1100 درجة. وكان ذلك بمثابة إعلان عن صناعة أول مرآة بقطر 8.4 م للمرصد المستقبلي Large Synoptic Survey Telescop (LSST). وكان هذا التلسكوب واسع الحقل قد صمم على يد أنتوني تيسون J. Anthony Tyson من جامعة كاليفورنيا، وروجر أنجل Roger Angel، مدير معمل المرايا في مرصد ستيوارد في أريزونا: إنه مرصد يرتكز بشكل مائل على قمة كيروباشون Cerro Pachon في شيلي، وهومزود بكاميرا دقتها 3.2 مليار بيكسل، وستكون قادرة على حتى ترصد بسرعة وبشكل مستمر أجزاء واسعة من السماء تصل مساحتها إلى أربعين بدراً (أي ما يساوي عشر درجات مربعة). إنها استطاعة أكبر بعشر مرات مما تستطيعه الكاميرا ميغاكام في تلسكوب كندا فرانس هاواي التي تعتبر إحدى أكثر الكاميرات حساسية ومقدرة حالياً في العالم. إلى غير ذلك سيكون بإمكان هذه الكاميرا الجديدة حتى تغطي السماء كلها التي تقع فوقها خلال ثلاث ليال فقط. أما عن هدفها فهوحتى ترصد بالدرجة الأولى "أثر العدسات الثنطقية الضعيفة" على مليارات المجرات البعيدة والسوبرنوفا من أجل حتى يتمكن الفهماء من قياس أفضل لتسارع التمدد الكوني. ونشير هنا إلى حتى تمويل المشروع الذي تصل تكلفته إلى 400 مليون دولار يأتي من مصادر عامة وخاصة. فقد ساهمت مؤسستا شارل سيمونيي Charles Simonyi وبيل غيتس Bill Gates بثلاثين مليون دولار في البداية. ولما تبين حتى العائدات الفلكية الناجمة عن هذا المشروع تهم جميع الناس، فقد دخلت في عام 2007 على خط المساهمة مؤسسة غوغل الشهيرة أيضاً. وينتظر حتى يبدأ التقاط أولى الصور في عام 2014.

التجهيزات على الأرض

من بين المشاريع الكبرى على الأرض حيث أصبحت دراسة الطاقة السوداء أولوية لدى فهماء الكونيات خلال السنوات الأخيرة، يظهر لنا الـ Large Synoptic Survey Telescop (LSST).كأكثر هذه المشاريع طموحاً. وهويندرج في خط البرامج التي دخلت حيز التطبيق والتي يفترض أن تصبح قيد العمل قبيل عام 2015، مثل Canada-France-Hawaï Legacy Survey وPan-STARRS، وBOSS، وDark Energy Survey. إذا هدف كافة هذه المشاريع هورصد أجزاء واسعة جداً من السماء على مسافات بعيدة جداً، بحثاً عن أجسام بعيدة وظاهرات فيزيائية دقيقة: ومنها السوبرنوفا والحشود المجرية، وأثر العدسات الثنطقية الضعيفة، أوأيضاً التخلخلات الصوتية الباريونية.

لكن مهما كانت قدرة المرصد الأرضي كبيرة فإنها لن تستطيع التخلص كلية من التشويش الناجم عن الغلاف الجوي الأرضي. ولهذا بدأ التحضير عملياً لبعثات فضائية هدفها البحث عن الطاقة السوداء. ويقدر أنها ستبدأ العمل في الوقت نفسه مع المشاريع الأرضية. يسمى أولها Joint Dark Energy Mission (JDEM)، وقد أسسته ناسا ووكالة الطاقة في أمريكا في إطار برنامج يسمى "ما بعد أينشتين Beyond Einstein"، وكان قد أطلق في عام 2004. وقد أجريت خلاله عدة اختبارات انتقائية، وانتهى الأمر بالإبقاء على ثلاثة تصورات في عام 2006 وهي لا تزال تتنافس فيما بينها. أولها هوSuperNova Acceleration Probe (SNAP)، وهوتعبير عن تسلكوب فضائي بقطر 1.8 متر، وسيرصد نحو2000 سوبرنوفا بعيدة ويقيس أثر العدسات الثنطقية الضعيفة. ويدير المشروع سول برملتر من مختبر لورانس بركلي الوطني في كاليفورنيا، وهوأحد مكتشفي تسارع التوسع الكوني في عام 1998.

المشاريع الفضائية

والمشروع الأكثر جدية لـ SNAP هوAdept، وهوتعبير عن تسلكوب فضائي بقطر 1.2 متر. ويهتم بالسوبرنوفا والتخلخلات الصوتية الباريونية BAO. والفريق الذي يديره لا يقل أهمية عن الفريق السابق وقد تشكل منذ ثلاث سنوات فقط ويأتي في رئاسته شارل بنيت Charles Bennett من جامعة جون هوبكنز في بالتيمور، وكان قد قاد بعثة القمر WIMAP الذي قدم خارطة مفصلة للخلفية الإشعاعية الكونية التي تعود إلى نحو380000 سنة بعد الانفجار الكبير للكون. ويضم الفريق أيضاً بين صفوفه آدم ريس Adam Riess وكان أحد أعضاء الفريق الثاني عندما اكتشف تسارع التمدد الكوني. إذا التنافس بين الفريقين سيُحسم خلال الأيام القليلة القادمة وسنعهد من الذي سيقود العمل الفضائي في عام 2015 للبحث عن الطاقة العاتمة في الكون.

أما بالنسبة لأوروبا فلها أيضاً بعثتها وتسمى Euclid وهوتعبير عن تسلكوب فضائي بقطر 1.2 متر مزود بمقياس طيفي ومخصص لرصد أثر العدسات الثنطقية الضعيفة والتخلخلات الصوتية الباريونية BAO.

قانون هبل

الكوني المستمر ومعادلات فريدمان

رأي هبل في تفسير البيانات

التضخم كتفسير للتوسع

The expansion of the universe proceeds in all directions as determined by the Hubble constant today. However, the Hubble constant can change in the past and in the future dependent on the observed value of density parameters (Ω). Before the discovery of dark energy, it was believed that the universe was matter dominated and so Ω on this graph corresponds to the ratio of the matter density to the critical density (${\displaystyle \Omega _{m$).

قياس المسافة في الفضاء

دليل الرصد

ملاحظات

المصادر المطبوعة

• Eddington, Arthur. The Expanding Universe: Astronomy's 'Great Debate', 1900-1931. Press Syndicate of the University of Cambridge, 1933.
• Liddle, Andrew R. and David H. Lyth. Cosmological Inflation and Large-Scale Structure. Cambridge University Press, 2000.
• Lineweaver, Charles H. and Tamara M. Davis, "Misconceptions about the Big Bang", Scientific American, March 2005.
• Mook, Delo E. and Thomas Vargish. Inside Relativity. Princeton University Press, 1991.
• [1]
• [2]

وصلات خارجية

• Swenson, Jim Answer to a question about the expanding universe
• Felder, Gary, "The Expanding universe".
• NASA's WMAP team offers an "Explanation of the universal expansion" at a very elementary level
• Hubble Tutorial from the University of Wisconsin Physics Department
• Expanding raisin bread from the University of Winnipeg: an illustration, but no explanation
• "Ant on a balloon" analogy to explain the expanding universe at "Ask an Astronomer". (The astronomer who provides this explanation is not specified.)
• Researched Essay: "The Big Bang" - Proof that the Universe is Expanding