القوة الخامسة وألغاز الكون
وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في Journal of Cosmology and Stellar Particle Physics ، يمكن لهذا النهج الجديد أن يكشف ، من خلال حركة هذه الكويكبات ، عن جسيمات دقيقة جدًا ودقيقة قد تلقي الضوء وتشرح بعضًا من أكبر الألغاز في الكون. مثل ما هي المادة المظلمة والطاقة المظلمة في الكون.
لطالما اعتقد العلماء في صحة نظرية تشير إلى وجود “القوة الخامسة” خارج ما يعرف بالقوى الفيزيائية المألوفة التي تفسر طبيعة حركة الأجسام الفلكية ، وهي قوى تقليدية راسخة تفسر الحركة من الأشياء وتأثير قواها في الكون.
و “القوة الخامسة” – إذا تم اكتشافها – تضيف قوة جديدة إلى واقعنا ، والذي تحكمه تقليديًا أربع قوى أساسية ، وهي:
قوى الجاذبية.
• القوى الكهرومغناطيسية.
• قوى نووية قوية.
القوى النووية الضعيفة.
يقترح فريق الدراسة ، برئاسة الفيزيائي يو داي تساي ، من جامعة كاليفورنيا ، طريقة ثورية للبحث عن قوة خامسة خفية محتملة في الكون من خلال دراسة حركة الكويكبات ، والتي بدورها يمكن أن تؤثر على الأجرام السماوية من مسافات طويلة جدًا. .
نهج الدراسة
من خلال مبدأ “إثبات المفهوم” ، حدد كاي وزملاؤه نهجًا جديدًا “لدراسة إمكانية استكشاف القوة الخامسة باستخدام بيانات حركة الكويكبات الفلكية” ، مؤكدين على أهمية مراقبة حركة الكويكبات ودراسة البيانات وتحليلها.
قال تساي: “هذه القوة الخامسة مثيرة للغاية”. “هناك العديد من الدوافع للبحث عن هذه القوة لأنها قد تكون مرتبطة بتفسير العديد من الظواهر في الفيزياء الأساسية.”
تأتي فكرة الإيمان بوجود قوة خامسة من عدم القدرة على تفسير الظواهر الغامضة التي لوحظت في الكون. على سبيل المثال ، وجود المادة المظلمة ، أو الطاقة المظلمة ، المسؤولة عن توسع الكون ، والتي لم يتمكن العلماء بعد من تحديدها. ويمكن أن تساعد القوة الخامسة في التعرف على طبيعة الطاقة المظلمة والمادة المظلمة – بافتراض إمكانية اكتشافها. لكن من الممكن ، وفقًا للفرضية ، أن يتضمن التوسع المتسارع للكون قوة غير مكتشفة ، ليس فقط الطاقة المظلمة ولكن وجود القوة الخامسة.
في دراسة منفصلة نُشرت العام الماضي ، اقترح تساي إرسال مهمة فضائية قد تكون قادرة على اكتشاف جسيمات المادة المظلمة الدقيقة جدًا التي قد تكون مرتبطة بالنجم الشمسي ، وبالتالي تحديد من خلالها وجود هذه القوة الخامسة ، التي تؤثر على الأجسام الحركة في نظامنا الشمسي.
يشار إلى أن عدة أبحاث سبقت هذه الدراسة في رصد التغيرات في حركة الكواكب والأقمار والأجرام السماوية في مداراتها في الكون. لكن تساي وزملائه هم أول من اقترح فكرة دراسة حركة الكويكبات القريبة من الأرض لإثبات وجود هذه القوة الخامسة.
هذا النهج الجديد مستوحى جزئيًا من الكم الهائل من البيانات الدقيقة حول حركة الكويكبات في النظام الشمسي والتي كان من المفترض أن تحمي الأرض من آثارها الكارثية على الكوكب.
وأوضح تساي: “نعلم جميعًا جيدًا أن هذه الكويكبات يمكن أن تكون خطرة علينا”. “بعض هذه الكويكبات قريبة من الأرض ، مما قد يهدد كوكبنا ويصطدم به ، لذلك يتم تعقبها بدقة شديدة.”
ناسا ومناورات الفضاء
باستخدام الملاحظات الضوئية والرادارية ، تمكن العلماء من تتبع حركات الآلاف من الكويكبات بدرجة عالية من الدقة بحيث يمكن الآن التنبؤ بمساراتها على مدار المائة عام القادمة أو أكثر.
بالإضافة إلى ذلك ، تم إرسال عدد من المهمات الفضائية لزيارة الكويكبات ومراقبتها عن كثب ، مثل مهمة لوسي التابعة لوكالة ناسا.
• مركبة الفضاء OSIRIS-REx التابعة لناسا هي أحدث مركبة فضائية تجمع عينات من سطح كويكب ، وستسلمها إلى الأرض في وقت لاحق من هذا العام
• اصطدمت مركبة الفضاء DART التابعة لناسا بكويكب في عام 2022 ، وهي مناورة يُزعم أنها غيرت مدار صخرة الفضاء المستهدفة.
• أحدثت كل هذه الجهود ثورة في فهم خصائص وحركات الكويكبات ، مما جعل من الممكن تفسير التغيرات في حركتها التي تسببها قوى مختلفة ، مثل قوى الإشعاع الشمسي أو الجاذبية لأجسام بعضها البعض. من خلال دراسة هذه البيانات عالية الدقة ، يمكن عزل القوى الغامضة المؤثرة على هذه الكويكبات ، بما في ذلك القوة الخامسة – إن وجدت.
ولهذه الغاية ، أوضح تساي وزملاؤه أن الدليل على وجود قوة خامسة قد ينبثق من الملاحظات طويلة المدى لحركة الكويكب. على وجه الخصوص ، يشير الفريق إلى ما يسمى بظاهرة “الاستباقية” لهذه الأجسام ، وهي تغيير طفيف في محور دورانها عندما تكون هذه الأجسام في أقرب نقطة لها في مدارها من الشمس.
تمكن الباحثون من دراسة بيانات حركة تسعة كويكبات قريبة من الأرض من أجل البحث عن علامات القوة الخامسة ، لكنهم أشاروا إلى أن الدراسات المستقبلية يمكن أن توسع بشكل أفضل نهج البحث هذا ليشمل أكثر من مليون كويكب أو صخور فضائية.
