مثلما تشكل أمواج المحيط الشواطئ، قد تلعب التموجات في الزمكان دورًا حيويًا في صياغة مسار تطوري للكون، مما أدى إلى ما نراه اليوم.
نظرية جديدة حول توسع الكون
تشير نظرية جديدة إلى أن أمواج الجاذبية، وليس الجسيمات الافتراضية المعروفة بالإنفلاتونات، هي السبب وراء التوسع المبكر للكون، مما ساعد على إعادة توزيع المادة فيه.
أهمية البحث الحالي
يوضح راؤول خيمينيز، عالم الفيزياء الفلكية النظرية من جامعة برشلونة، أن العلماء قد حاولوا لفترة طويلة فهم اللحظات الأولى للكون باستخدام نماذج تبنى على عناصر لم تُرصد بعد، مضيفًا أن الاقتراح الجديد مُثير للدهشة بسبب بساطته وإمكانية التحقق من صحته، حيث إننا لا نضيف عناصر افتراضية، بل نوضح كيف يمكن للجاذبية وميكانيكا الكم أن تكون كافية لشرح نشوء بنية الكون.
تحديات فهم بداية الكون
لا توجد معلومات دقيقة حول ما حدث خلال المراحل الأولى للكون بعد الانفجار العظيم، الذي حدث قبل حوالي 13.8 مليار سنة، وفي هذه الفترة، باستطاعة العلماء تقديم نظريات تتماشى مع قوانين الفيزياء التي تنطبق على الكون كما نشهده اليوم.
التغيرات المدهشة في المجرات
على الرغم من جودة هذه النظريات، إلا أنها تحتوي على ثغرات. فعلى سبيل المثال، أظهر تلسكوب جيمس ويب الفضائي وجود عدد كبير من المجرات الضخمة في المراحل المبكرة للكون، وهو ما يتعارض مع توقعات علماء الكونيات.
تاريخ تمدد الكون
تشير الجدول الزمني المعتمد حاليًا لتطور الكون إلى وجود مرحلة توسع سريع أو تضخم بعد الانفجار العظيم مباشرة، حيث انطلق الكون من نقطة أحادية البُعد ذات كثافة لا نهائية تُعرف بالتفرد، وتوسع بسرعة ليكون مليئًا ببلازما ساخنة بردت تدريجيًا لينتج المادة.
دور الإنفلاتون في التوسع الكوني
الإنفلاتون هو جسيم افتراضي أو حقل كمومي يستخدمه العلماء لتفسير التوسع الكوني وسلاسته، إذ يُنظر إليه كنمط نظري يدفع التوسع السريع للكون، بينما يسمح بوجود تفاوتات في كثافة بلازما الكون التي تتكثف لتشكل الثقوب السوداء والمجرات والنجوم.
جهود الباحثين في إثبات النظريات
على الرغم من الجهود الكبيرة، لم يتمكن الفيزيائيون من العثور على دليل يدعم وجود الإنفلاتون، لذا أراد خيمينيز وزملاؤه البحث عن طرق بديلة لتفسير التطور المبكر للكون بعيدًا عن العناصر الافتراضية.
نموذج جديد لتفسير الظواهر الكونية
بدأ الفريق بنموذج مبسّط يتماشى مع النسبية العامة والملاحظات الحالية لتوسع الكون، المعروف باسم (فضاء دي سيتر)، وفي هذا الفضاء، يمكن توليد تقلبات كمومية في الزمكان – أي أمواج الجاذبية – عبر نوع من الاضطراب يُسمى (الاضطرابات النسيجية) أو (تشويشات تنسور).
تأثير أمواج الجاذبية على المواد الكونية
يُعتقد أن أمواج الجاذبية تملأ الكون حاليًا، حيث أنها التموجات الناتجة عن الاضطرابات الكبيرة في الزمكان، وتنتج الأمواج التي يمكن اكتشافها حالياً نتيجة تصادمات بين أجسام كثيفة مثل النجوم النيوترونية والثقوب السوداء، ولكن يظن الفيزيائيون أن الكون كله يرن بصوت مستمر من أمواج الجاذبية التي تتجاوز قدرات البشر الحالية على رصدها.
نتائج البحث ومدى واقعيتها
وجد الباحثون أن أمواج الجاذبية الناتجة عن الاضطرابات في نسيج الزمكان ضمن نموذجهم الافتراضي قادرة على إحداث تفاوتات في كثافة البلازما البدائية، وكذلك قيادتها للتوسع المبكر للكون، وفي النهاية، ستؤدي هذه الاختلافات إلى تكوين كُتل كثيفة بما يكفي للانهيار تحت تأثير الجاذبية، وتشكيل بذور الكون المبكر، مثل النجوم والمجرات والثقوب السوداء.
احتمالية الحاجة لمزيد من الأبحاث
يُعد هذا الحل مقبولًا للغاية، إذ إنه يقلل من الاعتماد على الفرضيات كعناصر رئيسية في تطور الكون المبكر، ولتأكيد هذا الفرض، يتطلب الأمر المزيد من الأبحاث، ومع ذلك، يكتب الباحثون أن آليتهم المقترحة قد تجعل من غير الضروري استخدام نموذج محدد، مثل حقل الإنفلاتون، لتفسير التضخم.