تحدى فريق من الفيزيائيين وعلماء الفلك مفهوم الطاقة المظلمة واقترحوا منظورا ثوريا جديدا بشأن التوسع الكوني. ويشير بحثهم إلى أن الطاقة المظلمة غير موجودة.
يستند استنتاج الباحثين إلى تحليل متطور لـ 1535 مستعرًا أعظمًا متميزًا، والذي يوفر “دليلًا قويًا جدًا” لنموذج المشهد الزمني (timescape model). إذا تم تأكيد هذا الاكتشاف، فإنه يمكن أن يحل مشكلة “توتر هابل” وغيرها من الحالات الشاذة المتعلقة بالتوسع الكوني.
محتويات المقال :
أدلة على توسع الكون
إن توسع الكون هو أحد أهم الاكتشافات في علم الكونيات الحديث. وهو يصف ملاحظة أن نسيج الفضاء نفسه يتمدد، مما يتسبب في ابتعاد المجرات عن بعضها البعض. وهذا ليس مثل تحرك الأجسام عبر الفضاء؛ بل إن الفضاء نفسه هو الذي يتمدد، حاملاً معه المجرات في رحلته.
يأتي الدليل الأساسي على التوسع من الانزياح نحو الأحمر (Redshift) للمجرات البعيدة. فعندما نرصد الضوء القادم من هذه المجرات، تتحول خطوطها الطيفية نحو الطرف الأحمر من الطيف. ويُفسَّر هذا الانزياح نحو الأحمر على أنه تأثير دوبلر، مما يشير إلى أن هذه المجرات تبتعد عنا. كلما كانت المجرة أبعد، كلما زاد انزياحها نحو الأحمر، مما يعني أن المجرات الأبعد تبتعد بسرعات أكبر. تُعرف هذه العلاقة بقانون هابل.
الخلفية الكونية الميكروية هي التوهج الذي أعقب الانفجار العظيم، وهو إشعاع خافت يخترق الكون. إن اتساق الخلفية الكونية الميكروية عبر السماء هو دليل قوي على فترة مبكرة من التوسع السريع تسمى التضخم، والتي عملت على تصحيح الشذوذ الأولي في الكون.
نموذج لامبدا للمادة المظلمة الباردة
لعدة قرون، حاول العلماء فهم توسع الكون. ,ظهر مفهوم الطاقة المظلمة كعنصر لشرح الفيزياء المجهولة وراء التوسع المتسارع للكون. ومع ذلك، كانت الطاقة المظلمة دائمًا نظرية مثيرة للجدل، وتعاني من التناقضات والشكوك.
يعتمد نموذج لامبدا للمادة المظلمة الباردة (ΛCDM)، وهو النموذج القياسي للكون، بشكل كبير على الطاقة المظلمة لتفسير التسارع الملحوظ في معدل توسع الكون. حيث يوفر إطارًا شاملاً لفهم بنية الكون وتكوينه وتطوره. يدمج هذا النموذج ثلاثة مكونات أساسية: الطاقة المظلمة التي يمثلها الثابت الكوني (Λ)، والمادة المظلمة الباردة (CDM)، والمادة الباريونية العادية. تفسر هذه العناصر معًا الظواهر الفيزيائية الفلكية المختلفة وديناميكيات التوسع الكوني.
ومع ذلك، فقد تم تحدي مفهوم الطاقة المظلمة من خلال الملاحظات والبيانات الجديدة. حيث أثار شذوذ “توتر هابل” (Hubble tension)، الذي يكشف عن تناقض بين معدل توسع الكون المبكر ومعدل التوسع الحالي، مخاوف بشأن دقة نموذج لامبدا للمادة المظلمة الباردة.
علاوة على ذلك، وجد التحليل الأخير للبيانات عالية الدقة من أداة تحليل الطاقة المظلمة (DESI) أن نموذج لامبدا للمادة المظلمة الباردة لا يتناسب مع النماذج التي تتطور فيها الطاقة المظلمة مع مرور الوقت، بدلاً من بقائها ثابتة.
أدى عدم اليقين المحيط بالطاقة المظلمة إلى إعادة النظر في القوانين الأساسية للتوسع الكوني. ويتساءل الباحثون الآن عما إذا كانت معادلة فريدمان المبسطة التي عمرها 100 عام، والتي تفترض التوسع المنتظم، كافية لوصف البنية المعقدة للكون.
تأييد الدراسة لنموذج المشهد الزمني
على عكس نموذج لامبدا للمادة المظلمة الباردة، الذي يفترض وجود كون متجانس ومتماثل تمامًا على نطاق واسع، يأخذ نموذج المشهد الزمني في الاعتبار البنية واسعة النطاق المرصودة للكون، والتي تتكون من فراغات (مساحات فارغة كبيرة) ومناطق أكثر كثافة (تحتوي على مجرات ومجموعات مجرات).
يزعم النموذج أن المراقبين في بيئات مختلفة داخل الكون يختبرون الزمن بشكل مختلف بسبب تأثيرات النسبية العامة. على وجه التحديد، يمر الزمن بشكل أبطأ في المناطق الأكثر كثافة (حيث تكون الجاذبية أقوى) مقارنة بالفراغات (حيث تكون الجاذبية أضعف). حيث أن الساعة في مجرة درب التبانة ستكون أبطأ بنحو 35% من الساعة نفسها في وضع متوسط في الفراغات الكونية الكبيرة.
ووفقًا لنموذج المشهد الزمني، فإن التسارع الظاهري لتوسع الكون لا يرجع إلى الطاقة المظلمة، بل إلى الطريقة التي نحسب بها متوسط قياسات الوقت والمسافة عبر الكون غير المتجانس. وهذا بالطبع يعني أن الطاقة المظلمة غير موجودة.
إن المراقبين في المجرات، الواقعة في مناطق أكثر كثافة، يقللون فعليًا من تقدير معدل التوسع لأن ساعاتهم تعمل بشكل أبطأ مقارنة بمراقب افتراضي يراقب الكون بأكمله، بما في ذلك الفراغات. وهذا يؤدي إلى وهم التسارع عند مقارنة ملاحظات الأجسام البعيدة.
تأثير الطاقة المظلمة غير الموجودة على فهمنا للكون
يمكن لهذا المفهوم أن يحل بعض الحالات الشاذة القديمة في هذا المجال، مثل توتر هابل. ومن خلال تسليط الضوء على الطبيعة الحقيقية للتوسع الكوني، قد يتمكن العلماء أخيرًا من التوفيق بين الاختلافات بين ملاحظات الماضي البعيد للكون وحالته الحالية.
وسوف تمتد عواقب هذا الاكتشاف أيضًا إلى ما هو أبعد من المجتمع العلمي، مما يلهم أجيالًا جديدة من المفكرين والمستكشفين. ومع تطور فهمنا للكون، سيتطور أيضًا إحساسنا بالمكان داخله. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تحول عميق في المنظور الإنساني، عندما نتصالح مع دورنا في السرد الكوني الكبير.
المصادر
Dark energy ‘doesn’t exist’ so can’t be pushing ‘lumpy’ universe apart, physicists say | phys.org
Author: أخبار علمية
سعدنا بزيارتك، جميع مقالات الموقع هي ملك موقع الأكاديمية بوست ولا يحق لأي شخص أو جهة استخدامها دون الإشارة إليها كمصدر. تعمل إدارة الموقع على إدارة عملية كتابة المحتوى العلمي دون تدخل مباشر في أسلوب الكاتب، مما يحمل الكاتب المسؤولية عن مدى دقة وسلامة ما يكتب.
التعليقات :