اكتشف العلماء موجة راديو غامضة بدأت على بعد تسعة مليارات سنة ضوئية من الأرض.
لكن قبل أن تتحمس ، هذه ليست علامة على أن الفضائيين يحاولون الاتصال بنا من زاوية أخرى من الكون.
بدلاً من ذلك ، يقول علماء الكونيات من المعهد الهندي للعلوم وجامعة ماكجيل أن الإشارة انبعثت من مجرة تشكل النجوم قبل 8.8 مليار سنة.
تشير خصائص الإشارة إلى أنها جاءت من غاز الهيدروجين في مجرة بعيدة تسمى “SDSSJ0826 + 5630”.
اكتشف العلماء موجة راديو غامضة بدأت الحياة على بعد تسعة مليارات سنة ضوئية من الأرض. في الصورة: صورة لإشارة الراديو من المجرة SDSSJ0826 + 5630
تم التقاط الموجة الراديوية المعنية بواسطة تلسكوب راديو Giant Metrewave في بيون (في الصورة) ، الهند ، وكان طولها الموجي 48 سم
قال الدكتور أرناب تشاكرابورتي من جامعة ماكجيل: “إنه يعادل نظرة إلى الوراء في وقت قدره 8.8 مليار سنة”.
يحظى الهيدروجين باهتمام كبير من علماء الفيزياء لأنه أبسط عنصر وأحد اللبنات الأساسية للكون.
بعد الانفجار العظيم ، قبل حوالي 13.8 مليار سنة ، انتشر الهيدروجين في جميع أنحاء الكون على شكل ضباب تشكلت منه النجوم والمجرات الأولى.
يبحث العلماء دائمًا عن موجات يمكن إرجاعها إلى هذا الهيدروجين المبكر ، لاكتشاف المزيد حول تكوين الكون.
تم التقاط الموجة الراديوية المعنية بواسطة تلسكوب Giant Metrewave Radio Telescope في بيون ، الهند ، وكان طولها الموجي 48 سم.
ومع ذلك ، استنتج الباحثون من مونتريال وكندا وبنغالور بالهند أن هذه الإشارة الراديوية بالذات بدأت بالفعل في الحياة بطول موجة يبلغ 21 سم.
تنبعث من ذرات الهيدروجين المحايدة موجات بطول موجة مميز يبلغ 21 سم وتردد 1420 ميجاهرتز.
يمكّنهم ذلك من اختراق سحب الغبار وتغطية مسافات كبيرة عبر الكون ، حيث اكتشف العلماء المرتبطون بالأرض بعضها في النهاية.
ولكن بينما ينتقل هذا الإشعاع عبر الفضاء المتسع ، يتمدد طوله الموجي ويقل تردده ، من خلال ما يُعرف باسم “الانزياح الأحمر”.
يسمح الانزياح الأحمر للعلماء بحساب المدة التي انقضت منذ انبعاث الموجة والتي ، في هذه الحالة ، كانت عندما كان عمر مجرتنا 4.9 مليار سنة فقط.
عدسة الجاذبية هي المكان الذي تتسبب فيه جاذبية جسم ضخم في تضخم الإشعاع الكهرومغناطيسي. تتسبب الأجسام الضخمة مثل المجرات في انحناء الزمكان حولها ، وإذا كانت على مسار أشعة الضوء ، فستضطر الأشعة إلى اتخاذ مسارات مختلفة للانحناء حولها أيضًا. ثم تلتقي الأشعة على الجانب الآخر كشعاع واحد مركّز
من المعروف أن علامات وجود الهيدروجين في الامتدادات الخارجية للكون يصعب الحصول عليها.
غالبًا ما يكون للموجات التي تنتجها ذرات الهيدروجين أطوال موجية طويلة منخفضة الطاقة ، مما يجعل من غير المحتمل أن تنجو من الرحلة الطويلة إلى التلسكوبات لدينا.
حتى الآن ، كان أقدم انبعاث هيدروجين تم اكتشافه يبلغ 4.4 مليار سنة.
لكن هذه الإشارة الأخيرة استفادت من ظاهرة تسمى “عدسة الجاذبية” ، والتي ركزت الأشعة وسمحت باكتشافها.
تنص نظرية النسبية لألبرت أينشتاين على أن الجاذبية ليست قوة ، بل هي انحراف في الزمكان نتيجة لوجود الكتلة أو الطاقة.
إذا كنت تفكر في الورقة الممدودة على أنها مساحة-زمان ، والبطيخ على أنها تمثيل للكتلة ، فإن إسقاط البطيخ على الورقة سيؤدي إلى انحناء الأخير حولها.
نتيجة لذلك ، تتحرك الأجسام ذات الكتلة الأقل نحو الجسم الأكثر كثافة على هذا المنحنى ، وتتجلى في شكل قوة جاذبية.
كلما زاد حجم الجسم ، على سبيل المثال نجم أو ثقب أسود أو مجرة ، كلما زاد تشوه الزمكان وزادت قوة جاذبيته.
يتأثر الضوء أيضًا بهذا الانحناء ، حيث يتسبب الجسم الضخم في مساره في اتخاذ كل شعاع مسارًا مختلفًا والانحناء حوله.
ثم تلتقي كل الأشعة في شعاع واحد مركّز على الجانب الآخر من الجسم الذي يسهل اكتشافه باستخدام التلسكوبات.
قال المؤلف المشارك الدكتور نيروبام روي ، من المعهد الهندي للعلوم: “ إن عدسة الجاذبية تضخم الإشارة القادمة من جسم بعيد لمساعدتنا على النظر إلى الكون المبكر.
قال المؤلف المشارك الدكتور نيروبام روي: “ في هذه الحالة المحددة ، تنحني الإشارة بسبب وجود جسم ضخم آخر ، مجرة أخرى ، بين الهدف والمراقب. يؤدي هذا بشكل فعال إلى تكبير الإشارة بمعامل 30 ، مما يسمح للتلسكوب بالتقاطها. في الصورة: صورة لمجرة في المقدمة تم التقاطها بواسطة تلسكوب هابل الفضائي الذي قام بتكبير الضوء من SDSSJ0826 + 5630
في هذه الحالة المحددة ، تنحني الإشارة بوجود جسم ضخم آخر ، مجرة أخرى ، بين الهدف والمراقب.
يؤدي هذا بشكل فعال إلى تكبير الإشارة بمعامل 30 ، مما يسمح للتلسكوب بالتقاطها.
تمكن الفيزيائيون من جمع معلومات حول غاز الهيدروجين في مجرة المصدر من الإشارة.
في ورقتهم ، التي نُشرت هذا الشهر في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ، يقولون إن الكتلة الذرية للغاز في SDSSJ0826 + 5630 تقارب ضعف الكتلة الذرية للنجوم المرئية من الأرض.
كما يأملون في أن اكتشاف مثل هذا الانبعاث القديم للهيدروجين يعني أن المزيد قد يكون في الأفق ، وينتج عنه فهم أفضل للكون.
قال الدكتور تشاكرابورتي: “تُصدر مجرة أنواعًا مختلفة من إشارات الراديو”.
حتى الآن ، كان من الممكن فقط التقاط هذه الإشارة المعينة من مجرة قريبة ، مما يحد من معرفتنا بتلك المجرات الأقرب إلى الأرض.
ولكن بفضل مساعدة ظاهرة تحدث بشكل طبيعي تسمى عدسة الجاذبية ، يمكننا التقاط إشارة خافتة من مسافة قياسية.
سيساعدنا هذا في فهم تكوين المجرات على مسافات أكبر بكثير من الأرض.
