وجد علماء الفلك الذين يدرسون أكبر خريطة للكون على الإطلاق إشارات إلى أن فهمنا الأفضل للكون يرجع إلى إعادة كتابة كبيرة.

ووجد التحليل، الذي نظر إلى ما يقرب من 15 مليون مجرة ​​وكوازار يمتد على 11 مليار سنة من الزمن الكوني، أن الطاقة المظلمة – القوة الثابتة المفترضة التي تحرك التوسع المتسارع لكوننا – يمكن أن تضعف.

أو على الأقل هذا ما هي البيانات التي تم جمعها من قبل أداة التحليل الطيفي للطاقة المظلمة (DESI)، يشير إلى أنه عند دمجه مع المعلومات المأخوذة من انفجارات النجوم، فإن الخلفية الكونية الميكروية وعدسة الجاذبية الضعيفة.

إذا ثبتت صحة النتائج، فهذا يعني أن إحدى القوى الأكثر غموضًا التي تتحكم في مصير كوننا هي أكثر غرابة مما كنا نعتقد في البداية، وأن هناك شيئًا خاطئًا جدًا في نموذجنا الحالي للكون. ونشرت نتائج الباحثين في أوراق متعددة على خادم الطباعة المسبقة arXiv وتم تقديمه في 19 مارس في قمة الفيزياء العالمية للجمعية الفيزيائية الأمريكية في أنهايم، كاليفورنيا، لذلك لم تتم مراجعتها بعد من قبل النظراء.

“صحيح أن نتائج DESI وحدها تتفق مع أبسط تفسير للطاقة المظلمة، والتي ستكون ثابتة كونية لا تتغير،” مؤلف مشارك ديفيد شليغلوقال عالم مشروع DESI في مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا لموقع Live Science. “لكن لا يمكننا تجاهل البيانات الأخرى التي تمتد إلى الكون السابق واللاحق. إن دمج (نتائج DESI) مع تلك البيانات الأخرى يصبح غريبًا حقًا، ويبدو أن هذه الطاقة المظلمة يجب أن تكون “ديناميكية”، مما يعني أنها تتغير مع مرور الوقت.”

الكون المتطور

الطاقة المظلمة و المادة المظلمة هما من أكثر مكونات الكون إثارة للحيرة. معا يشكلون حوالي 95% الكون، ولكن لأنها لا تتفاعل مع الضوء، لا يمكن اكتشافها مباشرة.

ومع ذلك، فإن هذه المكونات هي مكونات أساسية في نموذج لامبدا للمادة المظلمة الباردة (Lambda-CDM) السائد في علم الكون، والذي يرسم خريطة لنمو الكون ويتنبأ بنهايته. في هذا النموذج، المادة المظلمة هي المسؤولة عن ربط المجرات معًا ومسؤولة عن قوى الجاذبية القوية التي لا يمكن تفسيرها، في حين تفسر الطاقة المظلمة سبب تسارع توسع الكون.

متعلق ب: هل يمكن للكون أن يتوقف عن التوسع يومًا ما؟ نظرية جديدة تقترح “مفتاح إيقاف” كوني

ولكن على الرغم من لا تعد ولا تحصى الملاحظات من هذه الكيانات المظلمة الافتراضية تشكيل ملكنا الكونولا يزال العلماء غير متأكدين من مصدرها، أو ما هي أصلاً. حاليًا، أفضل تفسير نظري للطاقة المظلمة هو نظرية المجال الكمي، التي تصف فراغ الفضاء بأنه مملوء ببحر من الضوء. الحقول الكمومية التي تتقلب، مما يخلق كثافة طاقة جوهرية في الفضاء الفارغ.

وفي أعقاب الانفجار الكبير، تزداد هذه الطاقة مع توسع الفضاء، مما يخلق المزيد من الفراغ والمزيد من الطاقة لدفع الكون بعيدًا بشكل أسرع. ساعد هذا الاقتراح العلماء على ربط الطاقة المظلمة بالكون الثابت الكوني – طاقة تضخمية افتراضية، تنمو مع نسيج الزمكان طوال حياة الكون. أطلق عليها أينشتاين اسم لامدا في نظريته عن النسبية العامة.

وقال “المشكلة في هذه النظرية هي أن الأرقام غير منطقية”. كاثرين هيمانز، أستاذ الفيزياء الفلكية بجامعة إدنبرة وعالم الفلك الملكي في اسكتلندا والذي لم يشارك في الدراسة. “إذا قلت: “حسنًا، ما نوع الطاقة التي أتوقعها من هذا النوع من الفراغ؟” وقالت لـ Live Science: “إنه مختلف جدًا جدًا جدًا عما نقيسه”.

وأضافت: “من المثير أن الكون قد ألقى لنا كرة منحنى هنا”.

مسح الكون المظلم

لمعرفة ما إذا كانت الطاقة المظلمة تتغير بمرور الوقت، لجأ علماء الفلك إلى بيانات بقيمة ثلاث سنوات من DESI، والتي تم تركيبها على تلسكوب نيكولاس يو. مايال ذو الـ 4 أمتار في أريزونا. يحدد DESI المواقع الشهرية لملايين المجرات لدراسة كيفية توسع الكون حتى يومنا هذا.

من خلال تجميع ملاحظات DESI، والتي تتضمن ما يقرب من 15 مليونًا من أفضل المجرات والكوازارات (أجسام فائقة السطوع مدعومة بالثقوب السوداء الهائلة)، توصل الباحثون إلى نتيجة غريبة.

إذا أُخذت ملاحظات التلسكوب بمفردها، فهي في “توتر ضعيف” مع نموذج Lambda-CDM، مما يشير إلى أن الطاقة المظلمة قد تفقد قوتها مع تقدم عمر الكون، ولكن دون أهمية إحصائية كافية للانفصال عن النموذج.

ولكن عندما تقترن بملاحظات أخرى، مثل ضوء الكون المتبقي من الكون خلفية الميكروويف الكونيةوالمستعرات الأعظمية، والتشويه الثقالي للضوء القادم من المجرات البعيدة، يتزايد احتمال تطور الطاقة المظلمة.

في الواقع، فإنه يدفع بعدم توافق الملاحظات مع النموذج القياسي إلى 4.2 سيجما، وهو مقياس إحصائي على أعتاب العالم. خمسة–نتيجة سيجما يستخدمه الفيزيائيون باعتباره “المعيار الذهبي” للتبشير باكتشاف جديد.

متعلق ب: بعد عامين في الفضاء، حطم تلسكوب جيمس ويب علم الكونيات. هل يمكن اصلاحها؟

ومن غير الواضح ما إذا كانت هذه النتيجة ستصمد أو تتلاشى بمرور الوقت مع المزيد من البيانات، لكن علماء الفيزياء الفلكية يزدادون ثقة في أن احتمال اختفاء هذا التناقض أقل.

وقال شليغل: “يبدو أن هذه البيانات تشير إلى أن الطاقة المظلمة إما أصبحت أقل أهمية اليوم، أو أنها كانت أكثر أهمية في وقت مبكر من الكون”.

ويقول علماء الفلك إن المزيد من الإجابات ستأتي من أسطول من التجارب الجديدة التي تبحث في طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة في كوننا. وتشمل هذه تلسكوب إقليدس الفضائي, ناسا‘s تلسكوب نانسي جريس الفضائي الرومانيو DESI نفسه، الذي هو الآن في دورته الرابعة من خمس سنوات لمسح السماء وسيقيس 50 مليون مجرة ​​وكوازار بحلول الوقت الذي يتم فيه ذلك.

“أعتقد أنه من العدل أن نقول إن هذه النتيجة، عند أخذها على محمل الجد، تبدو أكبر تلميح لدينا حول طبيعة الطاقة المظلمة خلال الـ 25 عامًا (التقريبية) منذ اكتشافها”. آدم ريس، أستاذ علم الفلك بجامعة جونز هوبكنز حصل على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011 لاكتشاف فريقه للطاقة المظلمة عام 1998، حسبما قال لموقع Live Science. “إذا تم تأكيد ذلك، فإنه يعني حرفيًا أن الطاقة المظلمة ليست ما يعتقده معظم الناس، مصدرًا ثابتًا للطاقة، ولكنها ربما شيء أكثر غرابة.”