الاختبار الكوني الضخم يظهر أن نيوتن وأينشتاين ما زالا يشرحان الجاذبية بدقة

الاختبار الكوني الضخم يظهر أن نيوتن وأينشتاين ما زالا يشرحان الجاذبية بدقة

تأليف نيتيكا والتر عبر موقع Interesting Engineering،

اختبر العلماء الجاذبية عبر بعض أكبر الهياكل في الكون ووجدوا أنها تتصرف تمامًا كما تنبأت به القوانين الفيزيائية الراسخة.
تتبع المجرات والعناقيد جاذبية الكون.صور من iStock

استخدم الباحثون بقيادة جامعة بنسلفانيا بيانات من تلسكوب أتاكاما لعلم الكون لفحص كيفية تحرك عناقيد المجرات عبر مسافات كونية شاسعة.

تظهر نتائجهم أن الجاذبية تضعف مع المسافة وفقًا لقانون التربيع العكسي الذي وصفه إسحاق نيوتن لأول مرة ثم تم دمجه لاحقًا في نظرية ألبرت أينشتاين للنسبية العامة.

تتحدى النتائج النظريات البديلة التي تشير إلى أن الجاذبية تتغير على نطاقات كبيرة وتعزز بدلاً من ذلك فكرة أن مكونًا غير مرئي، المادة المظلمة، هو الذي يشكل حركة الكون.

الجاذبية ثابتة على نطاق واسع

"ابتلي علم الفلك بتناقض ضخم في السجل الكوني"، قال باتريسيو أ. غالاردو.

"عندما ننظر إلى كيفية دوران النجوم داخل المجرات أو كيفية تحرك المجرات داخل عناقيد المجرات، يبدو أن بعضها يسافر بسرعة أكبر بكثير مما يحتويه من مادة مرئية."

لاختبار ما إذا كانت الجاذبية نفسها قد تكون مسؤولة، قام الباحثون بتحليل التشوهات الدقيقة في الخلفية الكونية الميكروية أثناء مرورها عبر عناقيد المجرات الضخمة.

تسببت هذه التشوهات، الناتجة عن حركة الغاز الساخن حول العناقيد، في السماح للفريق بقياس مدى سرعة تحرك العناقيد نحو بعضها البعض عبر مسافات تمتد لمئات الملايين من السنين الضوئية.

تطابقت النتائج عن كثب مع التنبؤات من الفيزياء الكلاسيكية والنسبية، مظهرة عدم وجود دليل على أن الجاذبية تضعف بشكل مختلف عما هو متوقع على هذه النطاقات.

"من المذهل أن قانون عكس التربيع - المقترح من قبل نيوتن في القرن السابع عشر ثم دمجه في نظرية أينشتاين للنسبية العامة - ما زال صامدًا في القرن الحادي والعشرين"، قال غالاردو.

قضية المادة المظلمة تقوى

تعالج الدراسة لغزًا طويل الأمد في علم الكونيات. أظهرت الملاحظات بشكل متسق أن النجوم عند أطراف المجرات والمجرات داخل العناقيد تتحرك بشكل أسرع مما يمكن للمادة المرئية وحدها تفسيره.

"هذا هو اللغز المركزي"، أوضح غالاردو.

"إما أن الجاذبية تتصرف بشكل مختلف على نطاقات كبيرة جدًا، أو أن الكون يحتوي على مادة إضافية لا يمكننا رؤيتها مباشرة."

نظرًا لتأكيد القياسات الجديدة أن الجاذبية تتصرف كما هو متوقع، فإن النتائج تقوي قضية المادة المظلمة كمكون مفقود.

"تعزز هذه الدراسة الأدلة على أن الكون يحتوي على مكون من المادة المظلمة"، قال غالاردو. "لكننا ما زلنا لا نعرف ما يتكون منه هذا المكون."

تضع الدراسة أيضًا قيودًا على نظريات مثل الديناميكا النيوتنية المعدلة، التي تحاول تفسير حركة الكون من خلال تعديل قوانين الجاذبية.

من خلال تمديد اختبارات الجاذبية إلى مسافات أبعد بكثير من نطاق المجرات الفردية، توفر الأبحاث واحدة من أكثر عمليات التحقق شمولاً لنماذج علم الكونيات القياسية حتى الآن.

يمكن أن تؤدي الملاحظات المستقبلية باستخدام خرائط أكثر تفصيلاً للخلفية الكونية الميكروية ومسوحات أكبر للمجرات إلى تحسين هذه القياسات واختبار الجاذبية بدقة أكبر.

"مع وجود العديد من الأسئلة دون إجابة، تظل الجاذبية واحدة من أكثر مجالات البحث روعة. إنه مجال جذاب بطبيعته"، قال غالاردو.

نُشرت الدراسة في Physical Review Letters.

تايلر دوردن
الجمعة، 17/04/2026 - 22:35