6 دقیقه
کشف کویپو: شگفت‌انگیزترین ابرساختار کیهانی
در یک کشف تاریخی که درک ما از ساختارهای بزرگ کیهان را به چالش می‌کشد، ستاره‌شناسان به شناسایی ابرساختاری به نام کویپو دست یافته‌اند که بیش از ۱.۳ میلیارد سال نوری امتداد دارد. نام کویپو برگرفته از سامانه پیچیده گره‌زدن ریسمان‌ها در تمدن اینکا است، و اکنون به عنوان بزرگ‌ترین ساختار شناخته‌شده در جهان هستی معرفی شده است؛ جرمی که به شگفتی، ۲۰۰ کوادریلیون جرم خورشیدی را در خود جای داده است. این کشف نه‌تنها دیدگاه‌های پیشین درباره ابعاد ساختارهای کیهانی را به چالش می‌کشد، بلکه بینشی ارزشمند برای بهبود مدل‌های کیهان‌شناسی و پیشرفت اخترشناسی رصدی فراهم می‌کند.
علم ابرساختارهای کیهانی: زمینه و روش‌های پژوهش
ساختارهای عظیم کیهان
ابرساختارها، نظیر کویپو، در راس سلسله‌مراتب کیهانی قرار دارند و از خوشه‌ها و ابرخوشه‌های کهکشانی به هم پیوسته تشکیل شده‌اند. این شبکه‌های پیچیده می‌توانند صدها میلیون پارسک امتداد داشته باشند. ابرساختارها بیش از پدیده‌های نجومی صرف هستند؛ آن‌ها بخش قابل‌توجهی از ماده مرئی جهان، از جمله کهکشان‌ها و مقادیر عظیمی گاز میان‌کهکشانی را در بر دارند.
کشف کویپو و چهار ساختار عظیم دیگر از پروژه CLASSIX (نقشه‌برداری ساختار بزرگ‌مقیاس کیهان در پرتو ایکس) حاصل شده است؛ پروژه‌ای که به کمک رصدهای پیشرفته پرتو ایکس، انتشار این پرتوها از خوشه‌های کهکشانی –که اغلب هزاران کهکشان و گاز میان‌کهکشانی بسیار داغ دارند– را نقشه‌برداری می‌کند. این داده‌ها به پژوهشگران امکان می‌دهد چگال‌ترین بخش‌های شبکه کیهانی را شناسایی و اسکلت‌بندی عظیم جهان را ترسیم کنند.
هانس بورینگر، سرپرست این مطالعه از موسسه ماکس پلانک تأکید می‌کند: «برای تعیین دقیق پارامترهای کیهان‌شناسی، باید تاثیرات ساختارهای بزرگ‌مقیاس محلی بر سنجش‌ها را درک کنیم.» این نکته، اهمیت نقشه‌برداری این رشته‌های عظیم را برای دستیابی به اندازه‌گیری‌های دقیق در کیهان‌شناسی نشان می‌دهد.
ارتباط نام و ساختار کویپو
نام «کویپو» با الهام از دستگاه‌های ریسمانی تمدن اینکا انتخاب شده، که به سبب ظاهر رشته‌ای و پرگره این ابرساختار جدید، بسیار مناسب است. همان‌گونه که کویپوهای اینکا اطلاعات را از طریق گره‌ها و ریسمان‌ها ثبت می‌کردند، ابرساختار کویپو نیز به صورت یک ستون دراز و فیلامانی با زیررشته‌ها و انشعابات متعدد ظاهر می‌شود که یادآور هندسه گره‌دار نام خود است.
تأثیر عمیق ابرساختارها بر سنجش‌های کیهان‌شناسی
تأثیر بر تابش زمینه کیهانی (CMB)
ابرساختارهای عظیم کیهانی با جرم و گرانش شگرف خود تأثیر مهمی بر تابش زمینه کیهانی (CMB)، یعنی پس‌آوای بیگ بنگ، می‌گذارند. پرتوهای CMB هنگام عبور از ابرساختارهایی چون کویپو، مسیرشان به‌واسطه اثر ISW یا ساکس-وولف یکپارچه تغییر می‌کند و باعث نوسانات قابل مشاهده‌ای می‌شود. این تغییرات، نقشی اساسی در فهم شرایط اولیه جهان دارند و لحاظ‌کردن دقیق آن‌ها برای کیهان‌شناسی دقیق ضروری است.
پیامدها برای ثابت هابل و مدل‌های کیهان‌شناسی
همچنین، این ساختارهای کلان بر اندازه‌گیری ثابت هابل –نرخ انبساط جهان– تاثیر می‌گذارند. اگرچه انبساط کیهانی موجب دور شدن کهکشان‌ها از یکدیگر می‌شود، حرکت‌های موضعی در این ابرساختارها (موسوم به «سرعت‌های ویژه» یا جریان‌های بزرگ‌مقیاس) ممکن است اندازه‌گیری‌های ما را دچار اختلال نماید. بی‌توجهی به این اثرات محیطی می‌تواند منجر به خطاهایی در تعیین دقیق‌تر ثابت هابل شده و حل مناقشه‌هایی چون «تنش هابل» را پیچیده‌تر کند.
افزون بر این، ابرساختارهای عظیم همانند عدسی‌های گرانشی عمل می‌کنند و نور منابع دوردست کیهان را خم و منحرف می‌سازند. این پدیده نه‌تنها تصاویر تلسکوپی و نتایج پیمایش‌های کیهانی را متاثر می‌سازد، بلکه موجب خطاهای سیستماتیک در سنجش‌های فاصله، توزیع کهکشان‌ها و ماده تاریک می‌شود.
جایگاه کویپو در شبکه کیهانی
مطالعات جدید منتشرشده در نشریه Astronomy & Astrophysics تایید می‌کند که کویپو از نظر ابعاد بی‌همتاست. کویپو و چهار ابرساختار همراه آن که توسط تیم بورینگر فهرست شده‌اند، میزبان ۴۵ درصد خوشه‌های کهکشانی، ۳۰ درصد کهکشان‌های شناخته‌شده و حدود ۲۵ درصد ماده حجم کیهان بررسی‌شده هستند، و ۱۳ درصد از بخش مورد مطالعه کیهان را اشغال کرده‌اند.
بررسی‌های عمیق‌تر نشان داده که چگالی کهکشانی میان خوشه‌های قرارگرفته در ابرساختار و خوشه‌های منفرد در نواحی کم‌چگال (موسوم به «خوشه‌های میدانی») متفاوت است. به‌نظر می‌رسد این تفاوت بیشتر به جرم کمتر خوشه‌های میدانی مربوط باشد تا به ذات چگالی کهکشان‌ها. درک این محیط‌های متفاوت، سرنخ‌های ارزشمندی درباره فرآیندهای شکل‌گیری خوشه‌ها و کهکشان‌ها ارائه می‌دهد.
شبیه‌سازی‌ها و پیامدهای نظری
خوشبختانه، شبیه‌سازی‌های مدرن مبتنی بر مدل ماده تاریک سرد لاندا (Lambda-CDM) نیز وجود ابرساختارهایی شبیه کویپو را پیش‌بینی کرده‌اند و از یافته‌های رصدی پشتیبانی نظری می‌کنند. مدل Lambda-CDM با ترکیب انرژی تاریک و ماده تاریک سرد، تکامل کیهان را از بیگ بنگ توصیف می‌کند و حضور چنین ساختارهای فیلامانی با پیش‌بینی‌های این مدل درباره ساختار بزرگ‌مقیاس کیهان همخوانی دارد.
تیم پژوهشی اظهار می‌دارد: «ما ابرساختارهایی با همین ویژگی‌ها در شبیه‌سازی‌های مبتنی بر مدل کیهان‌شناسی لاندا-سی‌دی‌ام می‌یابیم»، که این واقعیت بر صحت این کشف و استحکام مدل‌های فعلی کیهان‌شناسی تاکید دارد.
چشم‌انداز آینده: گذرا بودن و جستجوی بیشتر
اگرچه کویپو اکنون یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های کیهان است، این وضع همیشگی نخواهد بود. بنا به گفته بورینگر و همکارانش، این ابرساختارها دائمی نیستند و در مقیاس‌های زمانی بسیار طولانی تحت تاثیر گرانش به رشته‌های کوچک‌تر و پرچگال‌تر تجزیه خواهند شد. بنابراین، بزرگ‌ترین ساختارهای امروز کیهان، شکل‌هایی گذرا در مسیر تحول جهان به شمار می‌آیند.
با این حال، مطالعه پیوسته کویپو فرصت‌های بی‌نظیری برای بهبود فهم ما از نحوه تحول کهکشان‌ها در بستر محیط کلان و تعامل ساختارهای بزرگ‌مقیاس با نیروهای بنیادی و ساختار فضا-زمان فراهم می‌کند. نویسندگان مقاله تاکید می‌کنند: «از جمله پژوهش‌های پیگیرانه، می‌توان به بررسی اثرات محیط ابرساختارها بر جمعیت و تحول کهکشان‌ها اشاره کرد.»
جمع‌بندی
کشف کویپو به عنوان بزرگ‌ترین ساختار شناخته‌شده در کیهان، گامی اساسی در مسیر نقشه‌برداری و درک ابعاد عظیم ماده کیهانی است. از ابعاد بی‌سابقه‌اش (بیش از ۱.۳ میلیارد سال نوری) تا تأثیرگذاری مستقیم بر سنجش‌هایی چون تابش زمینه کیهانی و ثابت هابل، کویپو ما را به بازنگری در مفاهیمی مانند تحول کهکشانی و مدل‌سازی شبکه ماده و انرژی کیهان وا می‌دارد. با پیشرفت فناوری و توسعه روش‌های رصدی، کویپو و ابرساختارهای همچنین همچنان محور پژوهش‌های اخترشناسی فراکهکشانی خواهند ماند و ما را به سمت رمزگشایی از اسرار بنیادی کیهان هدایت می‌کنند.
منبع: universetoday
.avif)
نظرات