الشقوق في كان من المفترض أن يستغرق ظهور علم الكونيات بعض الوقت. ولكن عندما فتح تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) عدسته في الربيع الماضي ، سطع نجم المجرات البعيدة للغاية والمشرقة للغاية على الفور في مجال رؤية التلسكوب. قال روهان نايدو ، عالم الفلك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “لقد كانوا لامعين للغاية ، وبرزوا”.
اقترحت المسافات الظاهرة بين المجرات والأرض أنها تشكلت في وقت أبكر بكثير في تاريخ الكون مما توقعه أي شخص. (كلما كان شيء ما بعيدًا ، كلما اشتعل ضوءه منذ وقت طويل.) تحومت الشكوك ، لكن في ديسمبر ، أكد علماء الفلك أن بعض المجرات بعيدة بالفعل ، وبالتالي بدائية كما تبدو. سلطت أقدم هذه المجرات المؤكدة الضوء بعد 330 مليون سنة من الانفجار العظيم ، مما يجعلها صاحبة الرقم القياسي الجديد لأقدم بنية معروفة في الكون. كانت تلك المجرة قاتمة نوعًا ما ، لكن المرشحين الآخرين المرتبطين بشكل فضفاض بالفترة الزمنية نفسها كانوا يلمعون بالفعل ، مما يعني أنهم ربما كانوا عملاقين.
كيف يمكن للنجوم أن تشتعل داخل سحب شديدة الحرارة من الغاز بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم؟ كيف يمكنهم نسج أنفسهم على عجل في مثل هذه الهياكل الضخمة المرتبطة بالجاذبية؟ يبدو أن العثور على مثل هذه المجرات الكبيرة الساطعة المبكرة يشبه العثور على أرنب متحجر في طبقات ما قبل الكمبري. “لا توجد أشياء كبيرة في الأوقات المبكرة. قال مايك بويلان كولشين ، عالم الفيزياء النظرية بجامعة تكساس في أوستن: “يستغرق الأمر بعض الوقت للوصول إلى الأشياء الكبيرة”.
بدأ علماء الفلك في التساؤل عما إذا كانت وفرة الأشياء الكبيرة المبكرة تتحدى الفهم الحالي للكون. زعم بعض الباحثين ووسائل الإعلام أن ملاحظات التلسكوب كانت تخرق النموذج القياسي لعلم الكونيات – مجموعة من المعادلات التي تم اختبارها جيدًا تسمى مادة لامدا المظلمة الباردة ، أو نموذج ΛCDM – تشير بشكل مثير إلى مكونات كونية جديدة أو قوانين تحكم. منذ ذلك الحين ، أصبح من الواضح أن نموذج ΛCDM مرن. بدلاً من إجبار الباحثين على إعادة كتابة قواعد علم الكونيات ، فإن نتائج JWST جعلت علماء الفلك يعيدون التفكير في كيفية تكوين المجرات ، خاصة في البداية الكونية. لم يكسر التلسكوب علم الكونيات بعد ، لكن هذا لا يعني أن حالة المجرات المبكرة جدًا سوف تتحول إلى أي شيء سوى كونها تاريخية.
أوقات أبسط
لمعرفة سبب اكتشاف المجرات الساطعة في وقت مبكر جدًا أمر مثير للدهشة ، من المفيد فهم ما يعرفه علماء الكونيات – أو يعتقدون أنهم يعرفون – عن الكون.
بعد الانفجار العظيم ، بدأ الكون الرضيع يبرد. في غضون بضعة ملايين من السنين ، استقرت البلازما المتهالكة التي ملأت الفضاء ، واندمجت الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات في ذرات ، معظمها هيدروجين محايد. كانت الأشياء هادئة ومظلمة لفترة غير مؤكدة تعرف باسم العصور المظلمة الكونية. ثم حدث شيء ما.
معظم المواد التي تطايرت بعيدًا عن بعضها البعض بعد الانفجار العظيم مصنوعة من شيء لا يمكننا رؤيته ، يسمى المادة المظلمة. لقد مارست تأثيرًا قويًا على الكون ، خاصة في البداية. في الصورة القياسية ، تم إلقاء المادة المظلمة الباردة (وهو مصطلح يعني الجسيمات غير المرئية بطيئة الحركة) حول الكون بشكل عشوائي. كان توزيعها كثيفًا في بعض المناطق ، وبدأت في الانهيار في هذه المناطق إلى كتل. المادة المرئية ، أي الذرات ، تتجمع حول كتل المادة المظلمة. عندما تبرد الذرات أيضًا ، تكثفت في النهاية وولدت النجوم الأولى. أعادت هذه المصادر الجديدة للإشعاع شحن الهيدروجين المحايد الذي ملأ الكون خلال ما يسمى بحقبة إعادة التأين. من خلال الجاذبية ، نمت هياكل أكبر وأكثر تعقيدًا ، مما أدى إلى بناء شبكة كونية واسعة من المجرات.
