لقد وجد علماء الكونيات طريقة لدحض أهم خاصية في الكون

يمكن مراجعة الافتراضات التي وضعها الفيزيائيون حول الكون لأكثر من مائة عام. هناك أدلة متزايدة على أنها غير متجانسة أكثر بكثير مما كنا نعتقد، وهذا يمكن أن يفسر بعض المشاكل الكونية الأكثر إرباكا في عصرنا.

عند نمذجة الكون، لا يستطيع علماء الكونيات وصف كل مجرة ​​على حدة، لذلك يضطرون إلى إجراء تبسيطات. عادة ما يفترضون أن الكون على المقاييس الأكبر متجانس ومتناحٍ: في كل مكان تنظر إليه، تجده متشابهًا إلى حد كبير.

هذا النموذج يسمى عالم فريدمان (قياس فريدمان-لوميتر-روبرتسون-ووكر—FLRW) – تكريماً للعالم السوفييتي الذي أخرجها كأول تطور كبير للنظرية النسبية العامة. ومنذ ذلك الحين (نُشر حله في عام 1922)، تم تفسير جميع الملاحظات الكونية تقريبًا من خلال هذا النموذج.

قام الفيزيائيان النظريان تيموثي كليفتون من جامعة كوين ماري في لندن وأستا هاينسن من جامعة كوبنهاغن بتطوير اختبار لاختبار مدى دقة وصف FLRW لكوننا، والذي تم نشره في طبعة أولية بتاريخ arXiv.

وهو يعتمد على مجموعة من الصيغ المختلفة للمسافات الكونية، والتي تعتمد على ملاحظات المستعرات الأعظم والتقلبات في كثافة المادة. يتم اختيار المجموعات لإعطاء صفر إذا كان نموذج FLRW صالحًا. أي نتيجة غير الصفر ستشير إلى الحاجة إلى نموذج جديد. في السابق، تم اقتراح اختبارات أخرى، لكن لم يسمح أي منها بإعلان عدم تناسق عالم فريدمان بشكل لا لبس فيه.

في ثانية و ثالث قام عمل هاينسن مع صوفي ماري كوكسبانج من جامعة جنوب الدنمارك بتطبيق هذا الاختبار على البيانات الكونية الموجودة.

لم يكن ذلك سهلاً: كان على الباحثين أولاً معرفة كيفية استخراج المسافات اللازمة من البيانات دون الاعتماد على FLRW (وهو ما يتطلبه النهج التقليدي). ثم استخدموا طريقة تعتمد على الذكاء الاصطناعي تسمى الانحدار الرمزي للتوصل إلى صيغ لهذه المسافات التي كانت مناسبة للاختبار. وتبين أن النتيجة غير صفرية بشكل واضح، مما يعني أن النموذج على الأرجح غير كامل.

يقول هاينسن: “لقد فوجئت بالنتيجة التي توصلنا إليها. إنها تختلف عن الكثير من الأبحاث السابقة”.

ويضيف كليفتون: “يشير هذا إلى أن الكون قد لا يكون بهذه البساطة كما يبدو”.

ووفقا له، ربما يكون هذا هو المؤشر الأول على عدم اكتمال عالم فريدمان، الذي “يفتح عالما كاملا من الاحتمالات الجديدة والمثيرة للاهتمام”.

على الرغم من أن النتائج التي تم الحصول عليها كاشفة للغاية، إلا أنها لم تصل بعد إلى الأهمية الإحصائية الصارمة المطلوبة للاعتراف بها كاكتشاف – 2-4σ، والمعيار الذهبي، كما هو معروف، هو 5σ. ولذلك، ينتظر الباحثون بيانات جديدة وأكثر دقة.

ومع ذلك، فإن الصورة الناشئة يمكن أن يكون لها عواقب بعيدة المدى. لقد كان علماء الكونيات في حيرة منذ فترة طويلة تناقضات السرعة توسع الكون – التناقض بين ما حدث في تاريخه المبكر وما نلاحظه الآن. ومؤخرا أصبح من الواضح أن الطاقة المظلمة يضعف.

وفقا لكليفتون، يمكن تفسير حل هذه المفارقات من خلال حقيقة أن الكون ليس متجانسا في الواقع، بل “متكتل”. وخلص إلى أن جميع قياساتنا ليست سوى قيم متوسطة، ولا يمكننا أن نتوقع منها أن تصف الوضع بدقة في أي وقت معين.