النجوم المتفجرة تثبت أن جاذبية نيوتن ثابتة خلال الأزمنة الكونية

قام مجموعة من علماء الفلك في اوستراليا بجمع كافة البيانات التي تم تسجيلها من انفجارات المستعرات الفائقة "سوبرنوفا Supernova" من أجل تحديد فيما إذا كانت قوة الجاذبية قد بقيت ثابتة دون تغير خلال الـ 9 مليارات سنة الماضية.



يقوم ثابت الجاذبية العالمي G - الذي اكتشفه العالم اسحق نيوتن - بوصف قوة الجذب بين جسمين، بالإضافة أيضاً للمسافة بينهما وقيمة كتلة كل منهما. وقد تم مؤخراً اقتراح أن قيمة ثابت الجاذبية العالمي G قد تغيرت قليلاً خلال عمر الكون المقدر بـ 13.8 مليار سنة بدءاً من الانفجار العظيم.

إذا كان ثابت الجاذبية العالمي G قد تناقص خلال الزمن، فهذا يعني - على سبيل المثال - أن المسافة بين الكرة الأرضية والشمس كانت أكبر بقليل، ما يعني أيضاً، أن الفصول الموسمية ستصبح أطول زمناً بالنسبة لنا، مقارنةً مع فترات زمنية أخرى من حياة الكرة الأرضية.

إلا أن الباحثين في جامعة سوينبورن التقنية في ملبورن - استراليا، قاموا بتحليل الضوء الوارد إلينا من انفجار 580 مستعر فائق، بعضٌ منها في جوارنا الكوني والبعض الآخر في الكون البعد، وأظهرت هذه التحليلات أن شدة قوة الجاذبية لم تتغير.
يقول البروفيسور Jeremy Mould :" إن قيامنا بالنظر للوراء ضمن الأزمنة الكونية الماضية من أجل معرفة كيف كانت تعمل قوانين الفيزياء ليس أمراً جديداً" ويتابع، "لكن، يسمح علم الكون الخاص بالمستعرات الفائقة بالقيام بذلك مع قوة الجاذبية ".

يعرف المستعر الفائق من النمط "1a" على أنه العلامة المميزة للموت العنيف للنجوم المعروفة بالأقزام البيضاء، التي تمتلك كتلةً كبيرةً تُعادل كتلة شمسنا، إلا أنّها محتجزة ضمن كرة بحجم أرضنا.
تستطيع التلسكوبات أن تكشف الضوء الناتج عن أحداث انفجار المستعرات الفائقة، واستعمال اللمعان الناتج كـ "شمعة عيارية" من أجل قياس المسافات في الكون، وهي أداة ساعدت الفلكي الاسترالي البروفيسور Brian Schmidt،الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء في العام 2011، في اكتشاف قوة الطاقة المظلمة الغامضة.

افترض البروفيسور Mould وطالب الدكتوراه Syed Uddin - الذي يعمل تحت إشرافه في مركز جامعة سوينبورن للفيزياء الفلكية - أن انفجار المستعرات الفائقة يحصل عندما يبلغ القزم الأبيض كتلةً حرجة (أو حدية)، أو بعد أن يندمج القزم الأبيض مع نجوم أخرى ليصل لهذه الكتلة الحرجة و "يميل عن الحافة" على حد تعبيرهم.
ويوضح البروفيسور Mould :" تعتمد هذه الكتلة الحرجة، على ثابت نيوتن في الجاذبية G، وتسمح لنا بمراقبته على مدار مليارات من الأعوام الكونية -بدلاً من عقود قليلة، كما كانت الحالة في الدراسات السابقة".

وبغض النظر عن هذه الاختلافات الزمنية الواسعة، فإن نتائج الفريق البحثي تتطابق مع الاكتشافات التي تم الحصول عليها من تجربة المجال الليزري القمري Lunar Laser Ranging Experiment، التي تقوم بقياس المسافة بين الأرض والقمر بدقة عالية جداً، وهي تعمل منذ أن أرسلت ناسا مهمة أبولو في ستينيات القرن الماضي بهدف اكتشاف القمر، وهذه التجربة كانت قادرة وبدقةٍ عالية على مراقبة التغيرات المحتملة في قيمة G.

يقول Uddin: " تُكمل تحليلاتنا الفلكية الجهود التجريبية، التي تهدف لوصف وتوثيق قوانين الفيزياء بطريقةٍ جديدة وعلى مدار زمنٍ كوني كبير".

وفي بحثهم المنشور حديثاً، كان باحثوا جامعة سوينبورن في استراليا، قادرين على وضع حدٍ أعلى للتغير في قيمة ثابت الجاذبية العالمي، حيث بلغ هذا التغير 0.00000001% في السنة الواحدة، وذلك خلال الـ 9 مليارات سنة الماضية.

تم نشر البحث في مجلة Publications of The Astronomical Society of Australia.

المصدر : الفيزيائيين