ایران اکازیون:دهه هاست که دانشمندان بر این واقعیت تکیه کرده‌اند که کیهان در حال انبساط است. به لحاظ منطقی، گرانش باید کهکشان ها را نزدیک همدیگر بکشد، اما مشاهدات در دهه ۱۹۹۰ نشان داد که کیهان با سرعت پر شتابی در حال انبسط است. دانشمندان آن را به “انرژی تاریک” نسبت می دهند.
اکنون گویی یک مطالعه جدید سعی در حل این معما دارد. انرژی تاریک کاملا منطقی است… با فرض اینکه، یکی از اساسی ترین قوانین در جهان نقض می گردد، بدون آنکه ما متوجهم چنین چیزی باشیم. پایستگی انرژی همان قانون بنیادی می باشد؛ قانونی که همه ما در درس علوم تجربی دبیرستان آن را فرا گرفتیم؛ بر اساس این قانون، انرژی در سیستم مجزا نه میتواند ایجاد و نه می تواند نابود شود، بلکه از شکلی به شکل دیگر تغییر می یابد.
اما مطالعه جدید ادعا می کند که اگر جهان در دوران نخست تولدش به تراوش انرژی می پرداخت، با اتکاء بر آن، میتوان انرژی تاریک را نیز توضیح داد. مهمتر از آن، تیم محققان بر این باور است که قانون فوق الذکر آنقدر به طرز ظریفی نقض شده که امکان مشاهده آن را از ما سلب کرده است. خب آیا نیازی به چنین فرضیه شدیدی هست؟ مسائل پیرامون انرژی تاریک برای ما حائز اهمیت اند و ما باید برای یافتن توضیح برای آن ها به سال ۱۹۱۷ باز گردیم؛ زمانی که آلبرت اینشتین می خواست دریابد چرا جهان ساکن بود و انبساط پیدا نمی کرد. این فرضیات در آن زمان رایج بودند. اینشتین برای توضیح عدم کوچک شدن گرانشى دریافت که باید چیزی وجود داشته باشد که در مقیاس کیهانی با گرانش مقابله می کند. وی آن را ثابت کیهانی نامید.
اما او ایده اش را در سال ۱۹۲۹ کنار گذاشت؛ زمانی که اخترشناسى به نام ادوین هابل به اولین نشانه ها در خصوص انبساط جهان دست پیدا کرد و یک آچار فرضی وارد محاسباتش نمود. سپس دانشمندان در اوایل قرن ۱۹۹۰ میلادی نشان دادند که جهان با سرعت قابل توجهی در حال گسترش و انبساط است و ثابت اینشتین بار دیگر اهمیت پیدا کرد. محققان دریافتند که ثابت اینشتین تمامی این موارد را که ما امروزه نام انرژی تاریک را بر آن نهاده‌ایم، دهه ها پیش بررسی کرده بود. پس انرژی تاریک چیست؟ این ایده عمومی مطرح است که انرژی تاریک یک ثابت کیهانی بر گرفته از فضای خالی میباشد. به پاس مکانیک کوانتومی، می دانیم که فضای خالی واقعاً هرگز خالی نیست، بلکه از انرژی و ذرات کوانتومی عجیبی پر شده اند که مدام به وجود آمده و نابود می شوند. احتمال دارد یکی از آن ذرات عجیب و غریب حامل نوعی نیروی دافعه باشند که به انرژی تاریک معروف است.
آلخاندرو پرز یکی از اعضای تیم در مصاحبه با نشریه Science گفت: انرژی تاریک در مدل چیزی است که میزان از دست رفتن انرژی و شتاب آهنگ را در طول تاریخ کیهان مشخص می کند. مبنای این فرضیه جدید، مدل جایگزینی از نسبیت عام است که اینشتین آن را در دهه ۱۹۱۰ تحت عنوان گرانش تک پیمانه ای ارائه نمود. بر این اساس، انرژی نیازی به پایستگی ندارد. به گفته اعضای تیم، اگر این مدل گرانش تک پیمانه ای در محاسبات به کار گرفته شود، مقدار ثابت کیهانی مطابقت کاملی با مشاهدات ما از انبساط شتاب دار کیهان پیدا می کند. مهم تر از آن، لزوما مشکلی در فهم فعلی ما از کیهان پدید نمی آورد. اگرچه ناپدید شدن انرژی در دوران نخست پیدایش کیهان تاثیر گذار قابل توجهی بر مقادیر انرژی تاریک می گذارد، اما این میزان تاثیر با آزمایش های امروزی اصلا به چشم نمی آید.
تیبوت ژوزه، یکی از اعضای تیم به لیزا زیگا گفت: انرژی حاصل از اجزای ماده می تواند به میدان گرانشى انتقال یابد و این هدر رفت انرژی به عنوان یک ثابت کیهانی عمل خواهد کرد. این ثابت در اثر انبساط بعدی کیهان، تضعیف نخواهد شد. بنابراین، هدر رفت اندک یا ایجاد انرژی در گذشته های دور می تواند امروزه پیامد های چشمگیری در مقیاس های بزرگ برجای بگذارد. اما اینجا مشکل بزرگی وجود دارد؛ اگر انرژی محو شونده هیچ اثر پایداری در کیهان باقی نگذاشت ( به غیر از تغییر مقدار انرژی تاریک )، پس عملاً هیچ راهی برای پی بردن به درستی این فرضیه موجود نمی باشد.
پس این فرضیه تا به الان به همین شکل باقی مانده و آزموده نشده است. اما فیزیکدانان بر این باورند که در آینده به بررسی بیشتر این احتمال خواهند پرداخت. لی سیمولین، نظریه پردازی از مؤسسه پریمتر در حوزه فیزیک نظری (واترلو، کانادا) گفت که این فرضیه به هیچ وجه قطعیت ندارد، گرچه می تواند درست هم باشد و ارزش علاقمندی بررسی های بیشتر را دارد. جزئیات بیشتر این مقاله در Physical Review Letters منتشر شده است. می توانید در سایت arXiv.org به مقاله کامل دسترسی رایگان داشته باشید.
ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ
منبع: sciencealert.com