اكتشاف أسرار الدقائق الخمس الأولى من الكون من خلال قياس الهيليوم الكوني

بدأ الكون قبل حوالي ١٣.٨ مليار سنة من حالة شديدة الحرارة والكثافة في التوسع. في الدقائق الأولى، كانت الظروف بحيث تشكلت نوى عناصر خفيفة مثل الهيليوم. الآن، تمكن الباحثون من قياس وفرة الهيليوم الأولي بدقة غير مسبوقة من خلال دراسة ١٥ مجرة بعيدة ذات تركيبة كيميائية غير متأثرة نسبيًا.

تحديات دراسة الكون المبكر

واحدة من صعوبات دراسة الكون المبكر هي أن النجوم والأجيال اللاحقة منها قد غيرت التركيبة الكيميائية للمجرات على مدى مليارات السنين. لهذا السبب، يتطلب قياس الوفرة الأولية للعناصر طرقًا تأخذ في الاعتبار هذه التغييرات اللاحقة قدر الإمكان.

اقرأ المزيد: اشتباك في البرلمان الألباني على خلفية الاحتجاجات الطلابية

في هذه الدراسة، اختار الباحثون ١٥ مجرة صغيرة وبعيدة بدلاً من الاعتماد على عينات كبيرة ومتنوعة من المجرات، حيث ظلت هذه المجرات غير متأثرة كيميائيًا نسبيًا. تعمل هذه المجرات ككبسولات زمنية كونية بسبب احتفاظها بآثار من التركيبة الكيميائية الأولية.

نتائج مذهلة

لإجراء هذه الدراسة، استخدم فريق البحث تلسكوب كبير مزدوج أو Large Binocular Telescope، وجمعوا في المجموع ١٣٠ ساعة من البيانات الرصدية. من خلال دراسة أكثر من ١٠ خطوط طيفية من الهيليوم و١٥ خطًا طيفيًا من الهيدروجين في الوقت نفسه، تمكن العلماء من تحديد وتصحيح بعض مصادر الخطأ التي تم إعطاؤها أهمية أقل في القياسات السابقة.

كانت النتيجة أن عدم اليقين في قياس وفرة الهيليوم الأولي انخفض إلى حوالي ٠.٥ في المئة؛ أي تقريبًا ثلاث مرات أكثر دقة من التقديرات السابقة. تم نشر نتائج هذه الدراسة في شكل خمس مقالات في المجلة العلمية The Astrophysical Journal.

يعتبر الهيليوم أحد أهم الأدلة لإعادة بناء ظروف الكون في الدقائق الأولى بعد الانفجار العظيم. تعتمد كمية الهيليوم التي تشكلت في تلك الفترة على الظروف الفيزيائية للكون المبكر وخصائص الجسيمات الأساسية. لهذا السبب، فإن القياس الدقيق لهذه العنصر لا يقدم فقط معلومات عن التركيبة الكيميائية للكون؛ بل يعتبر أيضًا وسيلة لدراسة النماذج الفيزيائية المتعلقة ببداية تطور الكون.

تمكن الباحثون باستخدام القياسات الجديدة من حساب عدد عائلات النيوترينو في إطار النماذج المدروسة. النيوترينوهات هي جسيمات أساسية خفيفة جدًا تلعب دورًا في تطور الكون المبكر.

اقرأ المزيد: مارك كارني أعلن عن اتفاقية شراكة تجارية ودفاعية مع تركيا · المريخ دخل عامه التاسع والثلاثين