الثابت الكوني، يُرمَز له بالرمز الإغريقي (لمدا – Λ)، وضعه العالم الفيزيائي الشهير (أينشتاين – Einstein) بعد فترة وجيزة من نشر نظريته النسبية العامة. يظهر الثابت في الطرف الأيسر من معادلات أينشتاين للمجال. وضع أينشتاين هذا الثابت لاعتقاده -مثل بقية علماء عصره- أن الكون ثابت. يستطيع الثابت الكوني تحويل الكون بكل ما يشمله من طاقة ومادة لكيان ثابت لا يتمدد ولا ينكمش. ولكنه سرعان ما أدرك وجود مشكلة ما، فكيف لهذا الكون أن يكون ثابتًا؟ وما علاقة الطاقة المظلمة في ذلك؟ّ
واستنتج بسرعة أن الكون إما أن يكون متمددًا أو منكمشًا. ثم توصل العالم (إدوين هابل – Edwin Hubble) -ولنكون أكثر دقة (فيستو سليفر – Vesto Slipher)- إلى أن الكون في حالة تمدد، ولم نعد بحاجة إلى هذا الثابت الكوني.
وذلك حتى عام 1998، حين توصل فريقان من علماء الفلك يعمل كل منهما بشكل مستقل إلى أن أي مستعر أعظم بعيد من النوعType Ia supernovae لا يلمع بالقدر الكافي كما يجب في كون يتكون من كتلة وطاقة على شكل مواد باريونية (المادة المعتادة) ومن المادة الباردة المظلمة (التي لا نعلم إن كان تركيبها الذري ودون الذري باريونيًا أم لا).
الثابت الكوني – ثابت أينشتاين
اكتُشفَت الطاقة المظلمة بمثابة شكل من تكافؤ (الكتلة-الطاقة) أثبته أينشتاين في معادلته الشهيرة E=mC^2، لكل كتلة مقدار مكافئ للطاقة وفقًا للمعادلة.
واستنتج العلماء أن كثافة الكتلة ثابتة عبر الكون، وربما تكون كذلك عبر الزمن، وبشكل يناقض البديهية؛ تعتبَر الكتلة المسبب لتمدد الكون وتزايده. وهي تتصرف بشكل مضاد للجاذبية تقريبًا (قوة تنافرية). يعتبَر الثابت الكوني أفضل ممثل لهذه الطاقة الغامضة.
قدم المجتمع العلمي الفلكي جهودًا عظيمةً من خلال أبحاث تسعى لاكتشاف ما إذا كانت الطاقة المظلمة تُمثَل بالثابت الكوني، أو على الأقل لمعرفة ماهيتها. توصلت نتائج الرصد لعدة مجرات بواسطة إشعاع الخلفية الكونية الميكرووي (CMB) (مسبار ويلكنسون لقياس تباين الأشعة الكونية (WMAP) بشكلٍ أساسي) إلى أن مقدار شدة الانزياح الطيفي نحو اللون الأحمر للمستعر الأعظم يتوافق مع فكرة كون الطاقة المظلمة تُمثَل بالثابت الكوني لأينشتاين.
ويُعد الانزياح نحو الطيف الأحمر خاصيةً تميز الضوء الصادر من مسافات بعيدة، إذ لاحظ العلماء أن بعض الأجسام اللامعة لا تلمع بالقدر المتوقع، وعند تحليل طيفها وجدوا أن الضوء يصل إلينا مُزاحًا إلى الطيف الأحمر، ما يدل على خسارتها لجزء من الطاقة. بسبب تمدد وتباعد الكون بفعل الطاقة المظلمة، فقد قطع الضوء مسافةً أكبر من المتوقع له أن يقطعها.
وبما أن الطاقة المظلمة تخضع لتكافؤ (الكتلة – الطاقة)، فإن لكل طاقة مقدار مكافئ من الكتلة وذلك وفقًا لمعادلة أينشتاين. لذا يمكننا التعبير عن كثافة الطاقة المظلمة في الكون بالكيلوغرامات لكل متر مكعب، ويقدر الثابت الكوني بمقدار: 7.3 × 10 للأس -27 كيلوغرام/متر مكعب.
اقرأ أيضًا:
- لماذا تنازل أينشتاين وقبل بالتخلي عن فكرة الكون الثابت؟
- ما الفرق بين « الازاحة للاحمر تحت تاثير دوبلر » و « الازاحة للاحمر الكونية او الجذبوية » ؟
- الطاقة المظلمة
- قياسات في الكون جديدة وغير متوقعة تقترح أننا بحاجة إلى فيزياء جديدة !
ترجمة: محمد شريف
تدقيق: آية فحماوي
