سلسلة باردة غامضة تحير علماء الفلك في الخلفية الكونية
منطقة باردة غريبة في الخلفية الكونية للموجات الدقيقة، المعروفة باسم البقعة الباردة، تستمر في إرباك العلماء على الرغم من سنوات من الدراسة. اكتشفت منذ أكثر من عقد، تظهر هذه الشذوذ أبرد من محيطها وقد تشير إلى هياكل واسعة النطاق في الكون. يظل الباحثون غير متأكدين من سببها، مع نظريات تتراوح من الصدف الإحصائية إلى الفراغات الضخمة.
الخلفية الكونية للموجات الدقيقة (CMB) هي الوهج الخافت المتبقي من الانفجار العظيم، وتوفر لقطة من الكون المبكر. ضمن هذه الإشعاع المنتظم، حدد علماء الفلك ميزة غريبة في عام 2007: البقعة الباردة، وهي رقعة دائرية بعرض حوالي 5 درجات في كوكبة إريدانو. هذه المنطقة أبرد بحوالي 70 ميكروكلفن من درجة حرارة CMB المتوسطة البالغة 2.725 كلفن، وهي انحراف يبرز مقابل التوحيد المتوقع.
جاءت الملاحظات الأولية من قمر ناسا ويلكينسون لاستكشاف التفاوتات في الموجات الدقيقة (WMAP)، الذي رسم خرائط CMB بالتفصيل بدءًا من عام 2001. تم تأكيد الشذوذ وتحسينه بواسطة قمر بلانك التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، الذي أطلق في عام 2009، حيث أظهرت بياناته ذات الدقة الأعلى حواف البقعة الباردة الحادة وهيكلها الداخلي. كما لاحظ أحد الباحثين في تحليل لمجلة نيو ساينتيست، 'هناك سلسلة غريبة في الكون ولا نزال لا نعرف السبب'، مما يبرز الغموض المستمر.
تم اقتراح عدة تفسيرات. تقترح نظرية رائدة أن البقعة الباردة تنتج عن تأثير ساكس-وولف المتكامل، حيث تمر الفوتونات من CMB عبر فراغ فائق واسع —منطقة تحتوي على مجرات أقل ومادة أقل— مما يسبب فقدانها للطاقة وظهورها أبرد. تقدر التقديرات هذا الفراغ الفائق المحتمل في إريدانو بحوالي 1.8 مليار سنة ضوئية في القطر، مما يجعله واحدة من أكبر الهياكل المعروفة. ومع ذلك، يُعد التأكيد على مثل هذا الفراغ تحديًا، حيث يقع على بعد مليارات السنين الضوئية ويتطلب استطلاعات عميقة للمجرات البعيدة.
تشمل الأفكار البديلة نسيجًا كونيًا أو تصادم فقاعة من الكون المبكر، على الرغم من أن هذه تبقى تخمينية. تشير التحليلات الإحصائية إلى ندرة البقعة الباردة: في نموذج كوني قياسي، يجب أن تحدث مثل هذه الميزة مرة واحدة فقط في 50 سماء عشوائية. لم تحل الدراسات الحديثة، بما في ذلك تلك التي تستخدم مجموعة بيانات بلانك الكاملة الصادرة في 2018، الجدل، حيث يجادل بعض الأوراق في أنها قد تكون تقلبًا نادرًا لكنه طبيعي.
الآثار كبيرة لعلم الكونيات. إذا كانت مرتبطة بفراغ فائق، فإن البقعة الباردة تتحدى نماذج تشكيل الهياكل الكونية، مما يشير محتملًا إلى توزيع مادة أكثر تكتلًا مما هو متوقع. بالمقابل، إذا كانت صدفة، فإنها تؤكد حدود الملاحظات الحالية. تسعى جهود التلسكوبات المستمرة، مثل تلك من تلسكوب كوزمولوجيا أتاكاما، إلى الاستكشاف الأعمق، لكن الآن، تظل السلسلة كعلامة غامضة على ضوء الكون القديم.