الطبيعة تكره أ الفراغ، هكذا يقول المثل، لكن لم يخبر أحد الكون. يمتلئ الفضاء بالفراغات الكونية، وهي مناطق واسعة معظمها خالية من المادة، وقد انفتحت بين خيوط كثيفة من المواد التي تشكل شبكة كونية.
بعيدًا عن كونها مناطق منعزلة شاغرة مع القليل من الدراسة، قد تحتوي هذه الفراغات على حلول لبعض الألغاز الكونية الأكثر إلحاحًا، مثل سلوك الجاذبية، وطبيعة الطاقة المظلمة، وما يسمى بتوتر هابل، وهو عدم تطابق رصدي في معدل توسع الكون الذي تسبب في صداع علماء الفلك لسنوات.
تقول أليس بيساني، أستاذة باحثة في علم الكونيات تعمل في مركز فيزياء الجسيمات في مرسيليا (CPPM) التابع للمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي: “مع الفراغات، لدينا القدرة على حل معظم الألغاز الكونية المثيرة للاهتمام”. وتضيف أنه نظرًا لقلة التداخل من المادة، فإن هناك “نسبة عالية من الإشارة إلى الضوضاء” فيما يتعلق بما يمكن للباحثين ملاحظته.
وقد أدى ظهور التلسكوبات الجديدة وعمليات المحاكاة المتقدمة إلى تعزيز هذا المجال، مما ألهم مجتمعًا متزايدًا من العلماء في جميع أنحاء العالم للتخصص في الفراغات كمختبرات كونية فريدة من نوعها. يجادل بعض الخبراء بأننا قد نعيش داخل فراغ هائل، وهو وضع قد يغير رؤيتنا للكون بطرق تبعية.
بالنسبة للأماكن المحددة بالتناثر، أصبحت الفراغات ذات ثقل كوني، حيث يمكن ملاحظة قوانين الفيزياء بوضوح غير عادي.
يقول بيساني: “من منظور علم الكونيات، إنه وقت مثير للغاية”.
ما هي الفراغات الكونية؟
بعد الانفجار الكبير، كان الكون عبارة عن حساء موحد من الجسيمات دون الذرية. ولكن على مدى ملايين السنين، عندما بردت المادة واستقرت إلى ذرات، بدأت الخطوط العريضة الباهتة للشبكة الكونية في الظهور.
على مدى مليارات السنين، قامت شبكة الإنترنت بسحب السحب الغازية وعناقيد المجرات والأجسام الكونية الأخرى نحو سقالاتها. ومع جذب المزيد من المادة إلى الشبكة، اتسعت الفجوات بين خيوطها، مما أدى إلى تشكيل الفراغات.
يمكن أن تنفتح “فراغات فرعية” صغيرة بين مجموعات المجرات، حيث قد يكون عرضها 10 أو 20 مليون سنة ضوئية فقط. لكن الفراغات يمكن أن تكبر. أكبر بكثير. يمتد فراغ Boötes، المعروف أيضًا باسم “الشيء العظيم”، عبر أكثر من 300 مليون سنة ضوئية.
يقول بيساني إن تسميتها بالفراغات الكونية يمكن أن يكون “مضللاً، لأننا في نهاية المطاف نعتقد أن الفراغ يعني الفراغ. ولكن في واقع الأمر، فإن الفراغات التي ننظر إليها ليست فارغة أبدًا. هناك مجرات صغيرة جدًا منخفضة الكتلة داخل تلك المناطق منخفضة الكثافة”. على سبيل المثال، يحتوي Boötes Void على بضع عشرات من المجرات، على الرغم من أن هذا لا يزال أقل بكثير من الآلاف التي يمكن توقعها في منطقة مماثلة الحجم.
ولأنها خالية نسبيًا من المواد، ظلت الفراغات الكونية خارج نطاق المراقبة حتى أواخر السبعينيات. حتى تلك اللحظة، تم تحديد مواقع المجرات كنقاط ثنائية الأبعاد في السماء، لكن تطوير خرائط ثلاثية الأبعاد لتوزيع المجرات كشف عن معالم الشبكة الكونية لأول مرة، مما كشف عن وجود الفراغات.
في السنوات الأخيرة، أطلقت مجموعة من المسوحات التلسكوبية الجديدة انفجارًا في اكتشافات الفراغات الجديدة، مثل أداة مسح الطاقة المظلمة (DESI) في أريزونا، وتلسكوب إقليدس الفضائي الأوروبي. ومن المتوقع أن ترسم هذه الأدوات خريطة لأكثر من 100 ألف فراغ في الفضاء، مما يوفر لمحة غير مسبوقة عن هذه الهياكل. ومع ذلك، فإن هذه المسوحات لن تلتقط سوى جزء صغير من الملايين العديدة من الفراغات التي يُقدر وجودها في الكون المرئي.
يقول نيكو شوستر، عالم الكونيات وخبير الفراغ الكوني في CPPM: “في السنوات العشر الماضية فقط، تطور هذا المجال بشكل ملحوظ بفضل التقنيات الجديدة”. “كل هذا يمكّننا حقًا من مراقبة المزيد من المجرات أكثر مما كنا نستطيع من قبل، وهذا يسمح لنا حقًا بسبر الشبكة الكونية على عمق أعمق بكثير، والعثور على المزيد من الفراغات وحلها بشكل أفضل.”
