٣٫٤ البقعة الباردة الكونية: بصمة الانزياح نحو الأحمر بتطوّر المسار

الصفحة الرئيسية ／ ٣ الفصل الثالث: الكون العياني

أولًا الظواهر والإشكالات

• تكشف خرائط الخلفية الكونية الميكروية سمّة باردة واسعة ومستقرة، أبرد قليلًا من محيطها، وبحجم وشكل يصعب نسبتهما إلى تقلب عشوائي.
• بعد تنقية إشعاع المقدّمة يبقى الانخفاض الحراري شبه غير معتمد على الحزمة، فتتراجع فرضية إصدار أو امتصاص موضعي، ويبرز سؤال إن كان التغيّر قد حدث أثناء الرحلة.
• تشير قياسات متعدّدة إلى وجود حيز شاسع منخفض الكثافة ومنخفض الشدّ على خط البصر. إن صحّت تلك البنية، يصبح تأثير المسار مرشحًا طبيعيًا، مع ضرورة توضيح السلسلة السببيّة التي تضبط مقدار البرودة وسببها.

ثانيًا تفسير الآلية الفيزيائية

• البقعة لا تعني مصدرًا أبرد، بل تعني تغيّرًا على الطريق. في تصور خيوط الطاقة تسير الفوتونات كحزم اضطراب داخل بحر للطاقة. إذا ظلت خريطة الشدّ ثابتة على طول المسار، تلغي تحوّلات الدخول والخروج بعضها بعضًا، ولا يبقى أثر صافٍ. أمّا إن تطوّر الحيز أثناء عبور الفوتون، تظهر لا تناظر بين الدخول والخروج ويظهر انزياح صافٍ عديم اللون.
• تتكوّن السلسلة السببيّة من ثلاث خطوات واضحة: الدخول إلى حجم كبير منخفض الشدّ فيتباطأ الانتشار ويطول إيقاع الطور ويتحرك الطيف قليلًا نحو البرودة؛ ثم يواصل ذلك الحجم تغيّره التدريجي في أثناء إقامة الفوتون؛ وعند الخروج لا تكفي التعويضات لمحو ما حدث عند الدخول، فتتبقى برودة صافية.
• يتطلّب التأثير حجمًا كبيرًا ومتغيّرًا ببطء. يزداد الأثر كلما طال مكوث الفوتون وكلما كانت التبدلات خلال هذه المهلة معتدلة وواضحة الاتجاه. إذا صغر الحجم أو تسارعت التبدلات، تتكاثر الإلغاءات على الحدود، وتضعف الإشارة.
• لا يتعلق الأمر بتعتيم عدسي ولا بتبريد ناتج عن تشتت. العدسة تغيّر المسارات وأزمنة الوصول مع الحفاظ على سطوع السطح، أمّا التشتت والامتصاص فيخلّفان بصمات لونية وتشويهات شكلية. البصمة هنا انخفاض حراري عديم اللون يشير إلى تضاريس شدّية تتبدّل مع الزمن.
• تتقاسم البنى أدوارها. في الحيز المنخفض الكثافة تكون الجاذبية الشدّية الإحصائية أضعف، فتوفّر خلفية منخفضة الشدّ، بينما تخلّف حقن غير منتظمة مرتبطة بالفناء ضوضاء شدّية خلفية تنحت قوامًا رقيقًا على الحواف. هذه الملامح ترسم الحدود، غير أنّ سبب البرودة الرئيس هو تطوّر الحيز في فترة العبور.
• تختلف الإجابة باختلاف الطريق. الفوتونات التي تتجنّب الحيز المتغيّر تكاد لا تحمل أثرًا، بينما التي تخترقه تحتفظ ببرودة صافية. لذلك تظهر فروق حرارية باعتماد الاتجاه، وتغدو البقعة علامة على مسار اخترق منطقة آخذة في التغيّر.

ثالثًا تشبيه

تصوّر سُلّمًا متحركًا تتغيّر سرعته في منتصف الطريق. إذا ظلّت السرعة ثابتة، يتحدد زمن الوصول بنقطة البداية والنهاية فقط. أمّا إذا تباطأ في الوسط، فلن تسترد الوقت الضائع عند الخروج، فتصل متأخرًا. البقعة الباردة تعمل على هذا النحو؛ ليس لأن المحطة أبرد، بل لأن تغيّر السرعة على الطريق أطال إيقاع الطور.

رابعًا مقارنة مع الشروح التقليدية

• نتفق على أنّها ظاهرة مسار. تصفها المقاربات التقليدية كتطوّر زمني لجهد الجاذبية على خط البصر، ونصفها نحن كإعادة ترتيب لتضاريس الشدّ أثناء المرور. في الحالين الحديث عن حدّ مساري عديم اللون لا عن مصدر أبرد.
• يختلف التركيز واللغة. تعطي الشروح الكلاسيكية أولوية للتكاملات الهندسية وجهد الجاذبية، بينما نبرز في المقابل فيزياء الوسط ولا تناظر الدخول والإقامة والخروج، وكيف يتحوّل التطوّر إلى نزول صافٍ في درجة الحرارة. تتوافق الكميات المرصودة بين الصيغتين.
• يدخل هذا التفسير في لوحة أوسع. المنطق نفسه يظهر في تأخيرات الزمن بعدسات قوية وفي ضبط طفيف على أطراف التواتر، أمّا على مسارات غير متطوّرة فلا يتغيّر سوى زمن الوصول وتبقى الخلفية الحرارية على حالها. وتبقى البقعة الباردة أوضح بصمة لتطوّر المسار.

خامسًا خلاصة

لا تشير البقعة الباردة الكونية إلى إشعاع وُلد أكثر برودة، بل إلى فوتون عبر حجمًا كبيرًا منخفض الشدّ كان يتغيّر زمن العبور، فغلب أثر الدخول أثر الخروج وبقي انخفاض عديم اللون. ولظهور إشارة بهذا الوضوح يجب أن تجتمع ثلاثة شروط: أن يقطع المسار حجمًا واسعًا، وأن تطول إقامة الفوتون داخله زمنًا كافيًا، وأن يكون الحجم متغيّرًا حقًا خلال تلك المهلة.