الدراسة ، التي نُشرت في 13 أكتوبر في مجلة الفيزياء الفلكية ، بحثت في التاريخ الحراري للكون على مدى العشرة مليارات سنة الماضية. ووجدت أن متوسط درجة حرارة الغاز عبر الكون قد زاد أكثر من 10 مرات خلال تلك الفترة الزمنية ووصل إلى حوالي 2 مليون درجة كلفن اليوم - ما يقرب من 4 ملايين درجة فهرنهايت.
قال Yi-Kuan Chiang ، قائد الفريق: "يوفر قياسنا الجديد تأكيدًا مباشرًا على العمل الأساسي الذي قام به جيم بيبلز - الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2019 - الذي وضع نظرية كيفية تشكل البنية الكبيرة في الكون" مؤلف الدراسة وزميل باحث في مركز جامعة ولاية أوهايو لعلم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية .
يشير المبنى الواسع النطاق للكون إلى الأنماط العالمية للمجرات والعناقيد المجرية على نطاقات تتجاوز المجرات الفردية ، والمتكون من الانهيار بسبب الجاذبية للمادة المظلمة والغاز.
قال تشيانج: "مع تطور الكون ، تسحب الجاذبية المادة المظلمة والغاز في الفضاء معًا إلى مجرات ومجموعات من المجرات". "السحب عنيف - عنيف للغاية لدرجة أن المزيد والمزيد من الغازات تصيب وتسخن."
وقال تشيانغ إن النتائج أوضحت للعلماء كيفية قياس تقدم تكوين البنية الكونية من خلال "التحقق من درجة حرارة" الكون.
استخدم الباحثون طريقة جديدة سمحت لهم بتقدير درجة حرارة الغاز بعيدًا عن الأرض - مما يعني وقتًا أطول - ومقارنتها بالغازات الأقرب إلى الأرض وبالقرب من الوقت الحالي. الآن ، كما قال ، أكد الباحثون أن الكون يزداد سخونة بمرور الوقت بسبب انهيار الجاذبية للبنية الكونية ، ومن المرجح أن يستمر التسخين.
لفهم كيفية تغير درجة حرارة الكون بمرور الوقت ، استخدم الباحثون بيانات عن الضوء في جميع أنحاء الفضاء جمعتها بعثتان ، بلانك وماسح Sloan الرقمي للسماء. بلانك هي بعثة وكالة الفضاء الأوروبية التي تعمل بمشاركة مكثفة من وكالة ناسا. يجمع Sloan صورًا مفصلة وأطياف ضوئية من الكون.
قام العلماء بدمج البيانات من البعثتين وتقييم مسافات الغازات الساخنة القريبة والبعيدة عن طريق قياس الانزياح الأحمر ، وهي فكرة يستخدمها علماء الفيزياء الفلكية لتقدير العمر الكوني الذي تُرصد فيه الأجسام البعيدة. ("الانزياح الأحمر" اشتق اسمه من الطريقة التي تطول بها الأطوال الموجية للضوء. كلما ابتعد شيء ما في الكون ، زاد طول موجة الضوء. العلماء الذين يدرسون الكون يطلقون على ذلك إطالة تأثير الانزياح الأحمر).
يعمل مفهوم الانزياح الأحمر لأن الضوء الذي نراه من الأجسام البعيدة عن الأرض أقدم من الضوء الذي نراه من الأجسام الأقرب إلى الأرض - فالضوء الذي مصدره من الأشياء البعيدة قد قطع رحلة أطول للوصول إلينا. هذه الحقيقة ، جنبًا إلى جنب مع طريقة لتقدير درجة الحرارة المتسببة من الضوء ، سمحت للباحثين بقياس متوسط درجة حرارة الغازات في الكون المبكر - الغازات التي تحيط بالأجسام بعيدًا - ومقارنة هذا المتوسط بمتوسط درجة حرارة الغازات الأقرب إلى الأرض - غازات اليوم.
وجد الباحثون أن هذه الغازات في الكون اليوم تصل إلى درجات حرارة تبلغ حوالي مليوني درجة كلفن - حوالي 4 ملايين درجة فهرنهايت ، حول الأجسام الأقرب إلى الأرض. هذا يعادل حوالي 10 أضعاف درجة حرارة الغازات حول الأشياء البعيدة والرجوع بالزمن.
قال تشيانغ إن الكون آخذ في الاحترار بسبب العملية الطبيعية لتشكيل المجرات والبنية. لا علاقة له بالاحترار على الأرض. وقال "هذه الظواهر تحدث على مستويات مختلفة للغاية". "إنهم غير مرتبطين على الإطلاق."
تم الانتهاء من هذه الدراسة بالتعاون مع باحثين في معهد كافلي للفيزياء والرياضيات في الكون ، وجامعة جونز هوبكنز ، ومعهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية.
المصدر