263367 از این بزرگ‌تر در جهان پیدا نمی‌شود! کشف ابرخوشه‌های غول‌پیکر کهکشان‌ها، شناخت ما از کیهان به چالش می‌کشد. قوسهای غول‌پیکر کهکشانی که مقابل اندازه‌ آن‌ها هر چیزی در کیهان خرد به نظر می‌رسد. در سال 2021، الکسیا لوپز، دانشجوی بریتانیایی در مقطع دکترا، زمانی که مشغول تجزیه و تحلیل نوری بود که از یکی اختروش&zwnj;های دوردست می&zwnj;آمد، به کشف شگفت&zwnj;انگیزی دست پیدا کرد.<div id="news_content">اختروش&zwnj;ها (Quasar) یا کوازارها هسته&zwnj;های فعال به شدت نورانی کهکشان&zwnj;های دوردست هستند، و نام اختروش یا شبه ستاره از این رو به آن&zwnj;ها داده شده است که اجرامی بسیار درخشان هستند و همانند ستاره&zwnj;ها نقاطی نورانی به نظر می&zwnj;رسند.</div>او یک قوس غول پیکر و تقریبا متقارن از کهکشان&zwnj;ها را در فاصله 9.3 میلیارد سال نوری در صورت فلکی گاوران Boötes the Herdsman کشف کرد. وسعت این سازه برابر با 3/3 میلیارد سال نوری و یک پانزدهم شعاع جهانی است که ما میتوانیم مشاهده کنیم. اگر می&zwnj;توانستیم آن را از زمین ببینیم، وسعت آن به اندازه 35 عدد کره ماه کامل میشد که سراسر آسمان را می&zwnj;پوشانید.کشف این قوس بزرگ که با نام «قوس غول&zwnj;پیکر (Giant Arc) »شناخته می&zwnj;شود، می&zwnj;تواند اساساًعلم کیهان&zwnj;شناسی را آن طور که ما می&zwnj;شناسیم، وارونه کرده و مدل استاندارد ما، و برخی از فرضیات اساسی در مورد جهان را زیر سوال ببرد. بر اساس مدل استاندارد کیهان شناسی (نظریه ای که درک ما از جهان بر آن استوار است)، ماده باید کمابیش به طور مساوی در سرتاسر فضا توزیع شود. وقتی دانشمندان، جهان را در مقیاس&zwnj;های بسیار بزرگ می&zwnj;بینند، نباید بی&zwnj;نظمی قابل توجهی وجود داشته باشد. همه چیز باید از هر جهت یکسان به نظر برسد.با این حال، این قوس غول پیکر تنها نمونه در نوع خود نیست. این ساختارهای غول پیکر، دانشمندان را وادار می&zwnj;کند که نظریه خود را در مورد چگونگی تکامل کیهان، مورد ارزیابی مجدد قرار دهند.زمانی که لوپز دوره کارشناسی ارشد خود را در دانشگاه مرکزی لنکشایر در بریتانیا می گذراند، سرپرست او استفاده از روش جدیدی برای تجزیه و تحلیل ساختارهای بزرگتر در جهان را به او پیشنهاد کرد. او از اختروش&zwnj;ها(کهکشان&zwnj;های دوردستی که میزان نور خارق&zwnj;العاده&zwnj;ای از خود ساطع می&zwnj;کنند) برای جستجوی نشانه&zwnj;هایی از منیزیم یونیزه شده استفاده کرد، نشانه&zwnj;ای مطمئن از ابرهای گازی که یک کهکشان را احاطه کرده&zwnj;اند. وقتی نور از این منیزیم یونیزه شده عبور می&zwnj;کند، فرکانس&zwnj;های خاصی جذب می&zwnj;شوند و نور منحصربه&zwnj;فردی را که ستاره&zwnj;شناسان می&zwnj;توانند تشخیص دهند، باقی می&zwnj;گذارد.لوپز می&zwnj;گوید: «من به خوشه&zwnj;های کهکشانی شناخته&zwnj; شده نگاه کردم و سپس تصور کردم که این مناطق در تست منیزیم II (طراحی و تهیه الکترود انتخابی منیزیم II بر اساس لیگاندمصنوعی جدید و روش بهینه&zwnj;سازی آن) چطور بنظر می&zwnj;رسند. یکی از خوشه&zwnj;هایی که به آن نگاه می&zwnj;کردم بسیار کوچک بود، اما وقتی آن را در منیزیم II ترسیم کردم، این نوار متراکم جذب منیزیم، در سرتاسر میدان دید وجود داشت. بدین ترتیب من موفق به کشف آن شده بودم. این یک اتفاق خوشحال کننده بود و بسیار خوش شانس بودم که «من» آن را پیدا کرده&zwnj;ام."کشف این "اتفاق خوشایند" توسط لوپز شگفت&zwnj;انگیز بود. هنگامی که به صورت فلکی گاوران نگاه می&zwnj;کنیم، به نظر می&zwnj;رسد که خوشه&zwnj;ای متشکل از 45 تا 50 ابر گازی که هر کدام حداقل با یک کهکشان مرتبط هستند، در قوسی به وسعت 3.3 میلیارد سال نوری قرار گرفته&zwnj;اند.از آنجا که عرض جهان قابل مشاهده برای ما 9.4 میلیارد سال نوری است، کشف این اندازه بسیار قابل توجه است.<img alt="p0f68zk0-2.jpg" src="https://media.khabaronline.ir/d/2023/03/05/2/5819855.jpg?ts=1677977343000" />طبق مقاله لوپز، بسیار بعید به نظر می آید(احتمالا فقط 0.0003 درصد) که چنین ساختار بزرگی به طور تصادفی بوجود آمده باشد. این نشانگر آن است که شکل گرفتن چنین ساختار طبیعی در کیهان، به دلیل خاصی است که ما در حال حاضر آن را در نظر نمی&zwnj;گیریم. یافته&zwnj;های او مستقیماً مدل استاندارد کیهان شناسی(بهترین توضیحی که ما برای چگونگی شروع و تکامل جهان داریم) را به چالش می&zwnj;کشد.این حقیقت، که به عنوان اصل کیهان&zwnj;شناسی شناخته می&zwnj;شود، بیان می&zwnj;کند که در مقیاس بزرگ، جهان باید بدون توجه به موقعیت یا جهتی که به آن نگاه می&zwnj;کنید،در همه جا تقریباً یکسان به نظر برسد. در اصل نباید سازه های غول پیکر وجود داشته باشند، بلکه فضا باید صاف و یکنواخت باشد. این دیدگاه برای محققان راحت&zwnj;تر است، زیرا به آنان این امکان را می&zwnj;دهد که تنها بر اساس مشاهداتشان از گوشه&zwnj;ای از کل جهان، در مورد تمامی کیهان نتیجه&zwnj;گیری کنند. با این حال، این فرضیه منطقی به نظر می&zwnj;رسد، زیرا پس از بیگ بنگ، جهان به سمت بیرون انبساط پیدا کرد و به طور همزمان، مواد حاصل از انفجار را به هر طرف پرتاب کرد.اما یک مشکل دیگر وجود دارد. طبق مدل استاندارد، سازه&zwnj;هایی مانند قوس غول پیکر، زمان کافی برای شکل گیری نداشته&zwnj;اند.سوبیر سرکار، اختر فیزیکدان دانشگاه آکسفورد، می&zwnj;گوید: «ایده فعلی برای چگونگی شکل&zwnj;گیری ساختارها در جهان از طریق فرآیندی به نام ناپایداری گرانشی می&zwnj;آید.»حدود یک میلیون سال پس از بیگ بنگ، زمانی که کیهان در حال انبساط بود، نوسانات کوچک در چگالی، منجر به جمع شدن ذرات ماده در کنار هم شد. در طی میلیاردها سال، این کشش گرانشی(جاذبه)، در نهایت باعث شد که این توده ها، ستاره ها و کهکشان ها را تشکیل دهند. با این حال، برای این فرآیند محدودیتی در اندازه، وجود دارد. هر چیزی که بزرگتر از 1.2 میلیارد سال نوری وسعت داشته باشد زمان کافی برای شکل گیری را نخواهد داشت.به گفته سوبیر سرکار: «برای تشکیل ساختارها، باید ذرات، به یکدیگر نزدیک شوند تا فروپاشی گرانشی رخ دهد». "این ذرات باید از بیرون ساختار حرکت کنند و به داخل برسند. بنابراین، اگر ساختار شما 500 میلیون سال نوری وسعت داشته باشد، 500 میلیون سال طول می کشد تا نور از یک طرف آن به طرف دیگر حرکت کند. اما، بحث ما در مورد ذرات است. زیرا آنها بسیار آهسته&zwnj;تر از نور حرکت می&zwnj;کنند، بنابراین میلیاردها سال طول می&zwnj;کشد تا ساختاری به این اندازه و حجم تشکیل شود، و جهانی که ما می&zwnj;شناسیم تنها حدود 14 میلیارد سال قدمت دارد."<img alt="p0f6904g-3.jpg" src="https://media.khabaronline.ir/d/2023/03/05/2/5819856.jpg?ts=1677977359000" />البته قوس غول پیکر کشف شده توسط لوپز، تنها سازه بزرگ کشف شده توسط ستاره شناسان نیست."دیوار بزرگ" (یا دیوار بزرگ CfA2) از دیگر کهکشان&zwnj;هایی است که در سال 1989 توسط مارگارت گلر و جان هوکرا کشف شد. طول این دیوار تقریباً 500 میلیون سال نوری، عرض آن 300 میلیون سال نوری و ضخامت آن 15 میلیون سال نوری است.حتی بزرگتر ازآن، دیوار بزرگ اسلون است. این ساختار کیهانی، دیوار غول پیکری است که از کهکشان&zwnj;ها تشکیل شده است و در سال 2003 توسط جی ریچارد گوت سوم و ماریو جوریک و همکارانشان در دانشگاه پرینستون کشف شد. طول این دیوار نزدیک به 1.5 میلیارد سال نوری است.در دهه گذشته، کشف این غول&zwnj;پیکرها شتاب بیشتری گرفته است. در سال 2014، دانشمندان ابرخوشه لانیاکیا Laniakea را کشف کردند، مجموعه ای از کهکشان ها که کهکشان راه شیری خودمان در آن قرار دارد.لانیاکیا 520 میلیون سال نوری وسعت دارد و جرم آن تقریباً 100 میلیون میلیارد برابر جرم خورشید است. همچنین در سال 2016 دیوار بزرگ باس BOSS با مجموعه&zwnj;ای از کهکشان&zwnj;هایی بیش از یک میلیارد سال نوری کشف شد. دیوار بزرگ باس از 830 کهکشان مجزا تشکیل شده است که گرانش(جاذبه) آنها را به سمت چهار ابرخوشه کشیده است. کهکشان ها توسط رشته های بلند گاز داغ به هم متصل شده اند. در سال 2020 دیوار قطب جنوب که 1.4 میلیارد سال نوری وسعت دارد نیز به این فهرست اضافه شد.با این حال رکورددار کنونی بزرگترین این سازه ها دیوار بزرگ هرکول-کرونا بوئالیس است که در سال 2013 کشف شد و وسعت آن 10 میلیارد سال نوری است، یعنی کمی بیشتر از یک دهم اندازه دید ما از کیهان!<img alt="p0f6blhl-4.jpg" src="https://media.khabaronline.ir/d/2023/03/05/2/5819857.jpg?ts=1677977374000" />جان هاکیلا، استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه آلاباما در هانتسویل می&zwnj;گوید: «ما اندازه این سازه را محاسبه کردیم و سپس متوجه شدیم این بزرگترین ساختار در جهان است».هاکیلا و لوپز، هر دو تست&zwnj;های آماری بسیاری را انجام دادند تا ثابت کنند که نتایج نمی&zwnj;تواند اتفاقی باشد. برای قوس غول پیکر Giant Arc، نتایج دارای سطح اطمینان 99.9997 درصد بود. در تحقیقات علمی، استاندارد طلایی برای اهمیت آماری به عنوان 5-sigma شناخته می&zwnj;شود. اگر این احتمال برابر با 1 در 3.5 میلیون باشد، به معنی تصادفی بودن نتایج است. قوس غول پیکر به 4.5 سیگما رسیده است، بنابراین هنوز این احتمال وجود دارد که این سازه آرایش تصادفی ستاره&zwnj;ها باشد.سرکار توضیح می&zwnj;دهد: "چشم&zwnj;های ما در دیدن الگوها بسیار خوب هستند. ممکن است شما بتوانید ابرهای آسمان را به شکل حروف و تصاویر، تصور کنید، اما این تصورات گاهی ممکن است صرفا ناشی از تخیلات باشد" با این حال، من فکر نمی&zwnj;کنم این شرایط در اینجا حکمفرما باشد، به عقیده من این یک زنجیره فیزیکی واقعی از ابرخوشه&zwnj;ها است.»اگر ساختارهای بیشتری مانند قوس غول&zwnj;پیکر و دیوار بزرگ هرکول-کرونا بوریالیس وجود داشته باشند، ستاره&zwnj;شناسان مجبور خواهند شد مدل استاندارد کیهان&zwnj;شناسی را بازنویسی کنند - یا حداقل در آن تجدید نظر کنند.این اولین مورد پیش&zwnj;آمده نیست که این مدل باید تطبیق داده می&zwnj;شد . در سال 1933، فریتس تسوئیکی، با اندازه&zwnj;گیری جرم یک خوشه از کهکشان&zwnj;ها، دریافت که تعداد آنها کوچکتر از آن چیزی است که او انتظار داشت. جرم آنقدر کوچک بود، که در واقع کهکشان&zwnj;ها باید از هم جدا می&zwnj;شدند و از کشش گرانشی خوشه فرار می&zwnj;کردند. بنابراین، چیز دیگری باید خوشه&zwnj;های کهکشانی را کنار هم نگه دارد.این "چیز" ماده تاریک است، ماده ای مرموز که گمان می رود 27 درصد از جهان را تشکیل می دهد. سپس در سال 1998، این مدل را تطبیق دادند که بتواند انرژی تاریک را نیز شامل شود. این اتفاق پس از آن افتاد که دو تیم مستقل از اخترشناسان، انبساط و توسعه کیهان را اندازه&zwnj;گیری کردند و دریافتند که سرعت آن در حال افزایش است.در هر صورت، ما احتمالا طی چند سال آینده در این مورد اطمینان حاصل خواهیم کرد. بررسی میراث فضا و زمان (LSST) ، که یک بررسی برنامه&zwnj;ریزی شده 10 ساله از آسمان جنوبی است، شاید بتواند دید بی سابقه ای از کیهان را در اختیار اخترشناسان قرار دهد.سرکار می&zwnj;گوید: «برای تغییر پارادایم نیاز به چیزهای زیادی داریم، به&zwnj;ویژه زمانی که مردم زندگی و شغل خود را روی آن سرمایه&zwnj;گذاری می&zwnj;کنند، اما در نهایت این علم است که تعیین میکند حق با چه کسی است». منبع: خبرآنلاین