إن العلماء متأكدون نسبيًا من أن الكون المرئي مسطح إلى حد ما، لكنهم ليسوا متيقنين كثيرًا فيما يتعلق بشكل التضاريس العامة للكون بمفهومه الأوسع.
كشفت دراسة حديثة من تعاون علمي دولي أن بيانات إشعاع الخلفية الكونية الميكروية (CMB) احتوت على بعض الأشكال الطبوغرافية الغريبة، بما في ذلك شكل يُعرف باسم 3-توروس.
في حين أن 3-توروس وامتداداته تُعد تراكيب بسيطة نسبيًا، فإن وجود تضاريس إقليدية محتمل أيضًا.
من المعروف أن فهم شكل الكون صعب إلى حد كبير. فيما يتعلق بالهندسة المحلية، فإن العلماء متأكدون نسبيًا أن الكون المرئي مسطح أو شبه مسطح على الأقل، لكن الخبراء أقل يقينًا بكثير بشأن الشكل العام لتضاريس الكون، حتى أننا ما زلنا إلى يومنا هذا لا نعرف يقينًا إن كان الكون لا نهائيًا أم محدودًا أم اتخذ شكل توروس (أي دونات) خلال الانفجار العظيم.
كوّن فريق من العلماء من مختلف أنحاء العالم مجموعة عُرفت باسم COMPACT (التعاون من أجل رصد نماذج الشذوذ في الطوبولوجيا الكونية وتنبؤها) لحل هذا اللغز القديم. فحص الفريق الشكل المحتمل للكون بإعادة تحليل إشعاعات الخلفية الكونية الميكروية (CMB).
ظن العلماء في السابق أن هذه البيانات غير مرتبطة بوجود أشكال تضاريسية «غريبة»، لكن أول ورقة بحثية لهذا التعاون -التي نشرت في مجلة Physical Review Letters- تتحدى هذه الفكرة. تقترح الورقة أن إشعاعات الخلفية الكونية الميكروية (CMB) تدعم وجود تضاريس إقليدية بسيطة «أو مسطحة»، ما يدعم احتمالية وجود أشكال أكثر تعقيدًا.
«في حين أنه لم يُكتشف مؤشرات واضحة تمامًا لوجود الطوبولوجيا، فإن لدينا أدلة على أن الأبحاث السابقة في الطوبولوجيا الكونية لم تستنفذ كل الاحتمالات الممكنة» كما كتب باحثو COMPACT في الدراسة، وأضافوا أيضًا قائلين: «يمكن عمل أشياء أكثر لاستكشاف طوبولوجية الفضاء أو نفي احتمالية وجودها».
إن استكشاف الطوبولوجية الكونية أساسي لفهم الكون. يمكن لشكل محدود كشكل 3-توروس أن يتسبب في أوهام تجعل التلسكوبات ترصد رقعة واحدة من الكون من نقاط مختلفة في السماء، ما يخلق «قاعة من المرايا».
وفقًا لمقال مصاحب للدراسة عن المجتمع الفيزيائي الأمريكي (APS)، بدلًا من دراسة جميع الأشكال الرياضية الثمانية عشر المحتملة للتضاريس، ركزت الورقة على استكشاف شكل 3-توروس (أو E1) واثنين من امتداداتها (E2 وE3). استنتج الباحثون أن الشكل الأول -E1- يمكن استبعاده عند تحليل بيانات (CMB).
أما الشكلين (E2 وE3) -اللذين يطبقان التواء 180 درجة و90 درجة بالترتيب- فما زال يمكن تفسيرهما نظريًا عن طريق بيانات (CMB). «إن نظرنا لرقعة من الكون من خلال حلقة ملتوية مغلقة، فسينتج منظوران مختلفان لكن مترابطان» وفقًا لما جاء في مقال (APS). الشكلان (E2 وE3) كلاهما تكوينات بسيطة لا يمكن تفسيرها بالبيانات المرصودة، لذا من الممكن جدًا أن تكون التكوينات الأكثر تعقيدًا قابلة للتطبيق أيضًا.
ختامًا، يتطلب إثبات أن الكون الذي نعيش فيه يحتوي على تضاريس أدلة مرئية نوعًا ما، لذا صرح الفريق أنهم يبحثون عن طرق لاكتشاف بعض من «البصمة الطوبولوجية» في بيانات (CMB) ليدعموا بها نظريات معينة، واكتشاف أن شكل الكون بدأ بالتشكل.
اقرأ أيضًا:
لكشف أسرار الكون: أوروبا تخطط لبناء أعظم مصادم هدرونات في العالم
الانتهاء من إنشاء أضخم كاميرا رقمية في العالم بدقة 3200 ميجا بكسل لتصوير الكون
ترجمة: إسراء أسعد
تدقيق: بسام موسى
مراجعة: هادية أحمد زكي
