كتب – رامز يوسف:
وجد علماء الفلك الذين يدرسون أكبر خريطة للكون على الإطلاق تلميحات إلى أن فهمنا الأمثل للكون بحاجة إلى إعادة صياغة شاملة.
ووجد التحليل، الذي شمل ما يقرب من 15 مليون مجرة وكوازار تمتد على مدى 11 مليار سنة من الزمن الكوني، أن الطاقة المظلمة – القوة الثابتة المفترضة التي تُحرك تسارع تمدد كوننا – قد تتطور.
هذا ما تشير إليه البيانات، التي جُمعت بواسطة جهاز مطياف الطاقة المظلمة (DESI)، عند دمجها مع المعلومات المأخوذة من انفجارات النجوم، وإشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وعدسة الجاذبية الضعيفة. إذا ثبتت صحة النتائج، فهذا يعني أن إحدى أكثر القوى غموضًا التي تتحكم في مصير كوننا أغرب مما كنا نعتقد في البداية، وأن هناك خللًا كبيرًا في نموذجنا الحالي للكون.
نُشرت نتائج الباحثين في أوراق بحثية متعددة على خادم ما قبل الطباعة arXiv، وقُدّمت في 19 مارس في مؤتمر القمة العالمي للفيزياء للجمعية الفيزيائية الأمريكية في أنهايم، كاليفورنيا.
صحيح أن نتائج DESI وحدها تتوافق مع أبسط تفسير للطاقة المظلمة، وهو ثابت كوني ثابت، كما صرّح ديفيد شليجل، الباحث المشارك في مشروع DESI في مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا. “لكن لا يمكننا تجاهل بيانات أخرى تمتد إلى الكونين السابق واللاحق. عند دمج نتائج DESI مع تلك البيانات الأخرى، يصبح الأمر غريبًا للغاية، ويبدو أن هذه الطاقة المظلمة “ديناميكية”، أي أنها تتغير مع مرور الوقت.
الكون المتطور
تُعدّ الطاقة المظلمة والمادة المظلمة من أكثر مكونات الكون غموضًا. تُشكّلان معًا ما يقارب 95% من الكون، ولكن نظرًا لعدم تفاعلهما مع الضوء، لا يُمكن رصدهما مباشرةً.
ومع ذلك، تُعدّ هذه المكونات عناصر أساسية في نموذج لامدا للمادة المظلمة الباردة السائد (لامدا-سي دي إم) في علم الكون، والذي يرسم خريطة لنمو الكون ويتنبأ بنهايته. في هذا النموذج، تُعدّ المادة المظلمة مسؤولة عن تماسك المجرات وتُفسّر قوى الجذب القوية التي لا يُمكن تفسيرها، بينما تُفسّر الطاقة المظلمة سبب تسارع تمدد الكون.
ولكن على الرغم من الملاحظات العديدة لهذه الكيانات المظلمة الافتراضية التي تُشكّل كوننا، لا يزال العلماء غير متأكدين من مصدرها، أو ماهيتها أصلًا.
حاليًا، تُقدّم نظرية المجال الكمومي أفضل تفسير نظري للطاقة المظلمة، التي تصف فراغ الفضاء بأنه مليء ببحر من المجالات الكمومية المتقلبة، ما يُنشئ كثافة طاقة جوهرية في الفضاء الفارغ. في أعقاب الانفجار العظيم، ازدادت هذه الطاقة مع تمدد الفضاء، ما أدى إلى نشوء المزيد من الفراغ والطاقة التي تدفع الكون بعيدًا عن بعضه بشكل أسرع. ساعد هذا الاقتراح العلماء على ربط الطاقة المظلمة بالثابت الكوني – وهو طاقة تضخمية افتراضية، تنمو مع نسيج الزمكان طوال عمر الكون. أطلق عليها أينشتاين اسم لامدا في نظريته النسبية العامة.
قالت كاثرين هيمانز، أستاذة الفيزياء الفلكية بجامعة إدنبرة وعالمة الفلك الملكية في اسكتلندا، والتي لم تشارك في الدراسة: “تكمن مشكلة هذه النظرية في أن الأرقام غير متطابقة.. إذا قلت: ‘حسنًا، ما نوع الطاقة التي أتوقعها من هذا النوع من الفراغ؟’، فستكون مختلفة تمامًا عما نقيسه”.
وأضافت: “من المثير للاهتمام أن الكون قد فاجأنا هنا”.
مسح الكون المظلم
لمعرفة ما إذا كانت الطاقة المظلمة تتغير بمرور الوقت، لجأ علماء الفلك إلى بيانات 3 سنوات من تلسكوب DESI، المُثبّت على تلسكوب نيكولاس يو. مايال بقطر 4 أمتار في أريزونا. يُحدد DESI المواقع الشهرية لملايين المجرات بدقة لدراسة كيفية تمدد الكون حتى يومنا هذا.
بتجميع ملاحظات DESI، التي تشمل ما يقرب من 15 مليونًا من المجرات والكوازارات (أجسام فائقة السطوع مدعومة بثقوب سوداء فائقة الكتلة) المُقاسة بدقة، توصل الباحثون إلى نتيجة غريبة.
إذا نظرنا إلى ملاحظات التلسكوب بمفردها، فإنها تُعتبر “مُتناقضة بشكل ضعيف” مع نموذج Lambda-CDM، ما يُشير إلى أن الطاقة المظلمة قد تفقد قوتها مع تقدم عمر الكون، ولكن دون دلالة إحصائية كافية لكسر هذا النموذج.
ولكن عند اقترانها بملاحظات أخرى، مثل ضوء الكون المتبقي من الخلفية الكونية الميكروية، والمستعرات العظمى، والتشويه التجاذبي للضوء القادم من المجرات البعيدة، فإن احتمال تطور الطاقة المظلمة يتزايد بشكل أكبر. وهذا يدفع اختلاف الملاحظات مع النموذج القياسي إلى 4.2 سيجما، وهو مقياس إحصائي على أعتاب نتيجة الخمسة سيجما التي يستخدمها الفيزيائيون “كمعيار ذهبي” للإعلان عن اكتشاف جديد.
ومن غير الواضح ما إذا كانت هذه النتيجة ستصمد أم ستتلاشى مع مرور الوقت مع توافر المزيد من البيانات، لكن علماء الفيزياء الفلكية يزدادون ثقةً بأن هذا التباين أقل احتمالًا للاختفاء.
وقال شليجل: “يبدو أن هذه البيانات تشير إلى أن الطاقة المظلمة إما أصبحت أقل أهمية اليوم، أو أنها كانت أكثر أهمية في بدايات الكون”.
ويقول علماء الفلك إن المزيد من الإجابات ستأتي من مجموعة من التجارب الجديدة التي تبحث في طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة في كوننا. تشمل هذه التلسكوبات تلسكوب إقليدس الفضائي، وتلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي التابع لناسا، وتلسكوب DESI نفسه، الذي يمر الآن بمسحه للسماء للسنة الرابعة من أصل خمس سنوات، وسيقيس 50 مليون مجرة وكوازار عند انتهائه.
صرح آدم ريس، أستاذ علم الفلك في جامعة جونز هوبكنز والحائز على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2011 لاكتشاف فريقه الطاقة المظلمة عام 1998: “أعتقد أنه من الإنصاف القول إن هذه النتيجة، عند النظر إليها من حيث قيمتها الظاهرية، تبدو أكبر تلميح لدينا حول طبيعة الطاقة المظلمة خلال 25 عامًا تقريبًا منذ اكتشافها”. وأضاف: “إذا تأكدت، فإنها تعني حرفيًا أن الطاقة المظلمة ليست كما اعتقد معظم الناس، مصدرًا ثابتًا للطاقة، بل ربما شيئًا أكثر غرابة”.
المصدر: livescience
اقرأ أيضا:
