لمدة قرن تقريبًا ، فهم الفلكيون أن الكون في حالة توسع. هذه نتيجة للنسبية العامة ، والمعدل الذي تتوسع فيه يعرف باسم ثابت هابل - الذي سمي على اسم الرجل الذي لاحظ الظاهرة لأول مرة. ومع ذلك ، فقد تعلم علماء الفلك أيضًا أنه في ظل تراكم الهياكل الواسعة النطاق للكون ، فإن المجرات والعناقيد كانت أيضًا تقترب وتتصل ببعضها البعض.
لعقود من الزمان ، سعى علماء الفلك إلى تتبع كيفية حدوث هذه الحركات على مدار التاريخ الكوني. وبفضل جهود الفريق الدولي لعلماء الفلك ، تم إنشاء الخريطة الأكثر تفصيلاً حتى الآن لمدارات المجرات التي تقع داخل برج العذراء الفائق. تشمل هذه الخريطة الحركات السابقة لما يقرب من 1400 مجرة في غضون 100 مليون سنة ضوئية من الفضاء ، توضح كيف تغير حينا الكوني.
ظهرت الدراسة التي تتناول تفاصيل بحثهم مؤخرًا في المجلة الفيزيائية الفلكية تحت عنوان "ديناميكيات عمل Supercluster المحلية". ضم الفريق بقيادة إدوارد ج. شايع من جامعة ماريلاند أعضاء من معهد UH لعلم الفلك ، ومعهد Racah للفيزياء في القدس ، ومعهد أبحاث القوانين الأساسية للكون (IRFU) في باريس.
من أجل دراستهم ، استخدم الفريق بيانات من استطلاعات CosmicFlows ، وهي سلسلة من ثلاث دراسات حسبت مسافة وسرعة المجرات المجاورة بين عامي 2011 و 2016. وشارك العديد من أعضاء فريق الدراسة في هذه الاستبيانات ، ومن ثم مقترنًا بتقديرات أخرى لمجال المسافة والجاذبية لإنشاء دراسة تدفق ضخمة لـ Virgo Supercluster.
من هذا ، تمكنوا من إنشاء نماذج حاسوبية ترسم حركات ما يقرب من 1400 مجرة في غضون 100 مليون سنة ضوئية ، وعلى مدار 13 مليار سنة (800 مليون سنة فقط بعد الانفجار الكبير). كما أوضح برنت تولي ، عالم الفلك في معهد UH لعلم الفلك والمؤلف المشارك في الدراسة ، في بيان صحفي لـ UH:
"لأول مرة ، نحن لا نتخيل فقط الهيكل التفصيلي لمجرتنا الفائقة المحلية ولكننا نرى كيف تطورت البنية على مدار تاريخ الكون. القياس هو دراسة الجغرافيا الحالية للأرض من حركة تكتونية الصفائح.
ما وجدوه هو أن نماذجهم تناسب سرعة اليوم الحالية تتدفق بشكل جيد ، مما يعني أن الهياكل والسرعات التي لاحظوها في نماذجهم تتناسب مع ما لوحظ من المجرات في الوقت الحاضر. كما حددوا أنه في منطقة الفضاء التي رسموها ، فإن الجاذبية الرئيسية هي مجموعة العذراء - التي تقع على بعد حوالي 50 مليون سنة ضوئية وتحتوي على ما بين 1300 و 2000 مجرة.
علاوة على ذلك ، أشارت دراستهم إلى أن أكثر من ألف مجرة سقطت في مجموعة العذراء في الـ 13 مليار سنة الماضية ، في حين سيتم القبض على جميع المجرات في غضون 40 مليون سنة ضوئية من المجموعة. في الوقت الحاضر ، تقع مجرة درب التبانة خارج منطقة الالتقاط هذه مباشرةً ، ولكن من المقرر أن يتم دمج مجرتنا درب التبانة ومجرة أندروميدا في غضون 4 مليارات عام.
بمجرد أن تفعل ذلك ، فإن مصير المجرة الضخمة الناتجة سيكون مشابهًا لبقية المجرات في منطقة الدراسة. كانت هذه خطوة أخرى من الدراسة ، حيث قرر الفريق أن أحداث الاندماج هذه ليست سوى جزء من نمط أكبر. في الأساس ، داخل منطقة الفضاء التي لاحظوها ، هناك نوعان من أنماط التدفق الشاملة. في نصف الكرة الأرضية لهذه المنطقة ، تتدفق جميع المجرات - بما في ذلك درب التبانة - نحو صفيحة مسطحة واحدة.
في الوقت نفسه ، تتجه كل مجرة على كامل مساحة الفضاء نحو الجاذبات الجاذبية التي تقع بعيدًا عن منطقة الدراسة. قرروا أن هذه القوى الخارجية ليست سوى Centaurus Supercluster - مجموعة من مئات المجرات ، تقع على بعد حوالي 170 مليون سنة ضوئية في كوكبة Centaurus - والجاذب العظيم.
يقع الجاذبية الكبرى على بعد 150 مليون سنة ضوئية ، وهي منطقة غامضة لا يمكن رؤيتها بسبب موقعها (على الجانب الآخر من درب التبانة). ومع ذلك ، على مدى عقود ، عرف العلماء أن مجرتنا والمجرات القريبة الأخرى تتجه نحوها. كما أن المنطقة هي جوهر Laniakea Supercluster ، وهي منطقة تمتد على أكثر من 500 مليون سنة ضوئية وتحتوي على حوالي 100000 مجرة كبيرة.
باختصار ، بينما الكون في حالة توسع ، تشير ديناميكيات المجرات وعناقيد المجرات إلى أنها لا تزال تنجذب إلى هياكل أكثر إحكامًا. ضمن جوارنا الكوني ، من الواضح أن الجاذب الرئيسي هو مجموعة العذراء ، التي تؤثر على جميع المجرات في نطاق 40 مليون سنة ضوئية. أبعد من ذلك ، فإن Centaurus Supercluster و Great Attractor (كجزء من Laniakea Supercluster الأكبر) هو الذي يسحب في أوتارنا.
من خلال رسم خريطة عملية الجذب هذه التي كانت تجري على مدى 13 مليار سنة الماضية ، يتمكن علماء الفلك وعلماء الكونيات من رؤية كيف تطور كوننا على مدار معظم تاريخه. مع مرور الوقت ، والأدوات المحسنة القادرة على التعمق في الكون (مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي) ، من المتوقع أن نكون قادرين على استكشاف المزيد في بداية الكون.
إن رسم كيف تغير كوننا بمرور الوقت لا يؤكد فقط نماذجنا الكونية ويتحقق من النظريات السائدة حول كيفية تصرف المادة على أكبر المقاييس (أي النسبية العامة). كما أنه يسمح للعلماء بالتنبؤ بمستقبل كوننا بدرجة معقولة من اليقين ، ونمذجة كيف ستلتقي المجرات والكتل الفائقة في نهاية المطاف لتشكيل هياكل أكبر.
أنشأ الفريق أيضًا مقطع فيديو يعرض نتائج دراستهم ، بالإضافة إلى نموذج تفاعلي يتيح للمستخدمين فحص الإطار المرجعي من نقاط متعددة. تأكد من مشاهدة الفيديو أدناه ، وتوجه إلى صفحة UH للوصول إلى النموذج التفاعلي الخاص بهم.
