قد لا تكون الطاقة المظلمة ثابتة

الفيزيائي الروسي العظيم والفائز بجائزة نوبل ليف لانداو مرة واحدة ، قال إن “علماء الكون في كثير من الأحيان ، ولكن ليس في شك”. من خلال دراسة تاريخ الكون نفسه ، هناك دائمًا فرصة لأن يكون لدينا كل شيء خطأ ، لكننا لا ندعها تثير طلباتنا أبدًا.

قبل بضعة أيام ، أ بيان صحفي جديد أعلنت النتائج الثورية لأداة التحليل الطيفي للطاقة السوداء (ديسي) ، والتي تم تثبيتها على تلسكوب مايال في أريزونا. يشكل هذا التحقيق الشاسع ، الذي يحتوي على مواقع 15 مليون مجرة ​​، أهم رسم خرائط ثلاثة أبعاد في الكون حتى الآن. بالنسبة للسياق ، تم إصدار ضوء المجرات البعيدة المسجلة في كتالوج DESI قبل 11 مليار عامًا ، عندما كان الكون حوالي خامس عصره الحالي.

درس باحثو DESI خاصية في توزيع المجرات التي يطلق عليها علماء الفلك “التذبذبات الصوتية“.

تتمثل الرؤية المتفائلة في الموقف في أنه عاجلاً أم آجلاً ، سيتم اكتشاف طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة. أول ما يرى نتائج DESI يقدم على الأقل شريطًا صغيرًا من الأمل في تحقيق ذلك.

ومع ذلك ، قد لا يحدث. يمكننا أن نبحث وعدم التقدم في فهم الموقف. إذا حدث هذا ، يجب علينا إعادة التفكير ليس فقط أبحاثنا ، ولكن دراسة علم الكونيات نفسها. سنحتاج إلى إيجاد نموذج كوني جديد تمامًا ، والذي يعمل وكذلك الحالي ، ولكنه يفسر أيضًا هذه الفجوة. وغني عن القول ، سيكون تحديًا كبيرًا.

بالنسبة لكثير من الناس المهتمين بالعلوم ، فهو منظور مثير وربما ثوري. ومع ذلك ، فإن هذا النوع من إعادة اختراع علم الكونيات ، وفي الواقع كل العلوم ، ليس جديدًا ، كما قيل في كتاب 2023 إعادة الابتكار العلوم.

البحث عن رقمين

في عام 1970 ، آلان سانديج كتب أ ورقة استشهدها جدا بويل رقمين يقترباننا من الإجابات حول طبيعة التوسع الكوني. كان هدفه هو قياسهم واكتشاف كيف يتغيرون مع الوقت الكوني. هذه الأرقام هي hubble الثابتة ، H₀ و معلمة التباطؤس.

يخبرنا أول هذين الشخصين مدى سرعة تطور الكون. والثاني هو توقيع الشدة: كقوة جذابة ، يجب أن تعرض الجاذبية ضد التوسع الكوني. أظهرت بعض البيانات انحرافًا عن قانون هابل-ليمابما في ذلك العدد الثاني من Sandage ، Q₀ ، هو مقياس.

لا يمكن العثور على اختلاف كبير مقارنة بخط هابل المستقيم حتى تم تنفيذ الاختراقات في عام 1997 شاول بيرلمر‘s مشروع علم الكونيات السوبرنوفا و فريق أبحاث High-Z SN قناة آدم ريس و براين شميدت. كان الهدف من هذه المشاريع هو البحث ومتابعة تنفجر الطبقات الفائقة في مجرات بعيدة للغاية.

لقد وجدت هذه المشاريع انحرافًا واضحًا عن الخط المستقيم البسيط لقانون Hubble-Lemaître ، ولكن مع اختلاف مهم: توسع الكون يتسارع ، وليس التباطؤ. نسبت Perlmutter و Riess و Schmidt هذا الانحراف إلى أينشتاين ثابت الكونيالذي يمثله Lambda ، λ رسالة يونانية ، ويرتبط بمعلمة التباطؤ.

لقد أكسبهم عملهم جائزة نوبل في الفيزياء 2011.

الطاقة السوداء: 70 ٪ من الكون

من المثير للدهشة أن هذا Lambda-Matter ، المعروف أيضًا باسم Energy Energy ، هو المكون السائد في الكون. قام بتسريع توسيع الكون إلى النقطة التي يتم فيها استبدال قوة الجاذبية ، ويمثل ما يقرب من 70 ٪ من الكثافة الكلية للكون.

نحن نعرف القليل أو لا شيء عن الثابت الكوني ، λ. في الواقع ، نحن لا نعرف حتى أنها ثابتة. أعلن أينشتاين لأول مرة أن هناك مجالًا ثابتًا من الطاقة عندما أنشأ أول نموذج لهوني مستمد من النسبية العامة في عام 1917 ، لكن حله لم يكن متوسعًا ولا مقاولًا. كان ثابتًا وغير قابل للتغيير ، وبالتالي كان يجب أن يكون الحقل ثابتًا.

كان بناء نماذج أكثر تطوراً التي تحتوي على هذا المجال الثابت مهمة أسهل: تم اشتقاقها من قبل الفيزيائي البلجيكي جورج ليميتريصديق لأينشتاين. تعتمد نماذج علم الكونيات القياسية اليوم على عمل Lemaître ، وتسمى λ بارد من المادة المظلمة (λcdm) نماذج.

تدابير خاصة بهم تتفق تمامًا مع هذا النموذج. ومع ذلك ، من خلال الجمع بينهم مع الملاحظات الخلفية الكونية والكسيمية الفائقة ، فإن النموذج الأكثر ملاءمة هو أن تنطوي على طاقة داكنة تطورت خلال الوقت الكوني ، والتي ستكون (من المحتمل) أكثر هيمنة في المستقبل. باختصار ، هذا يعني أن الثابت الكوني لا يفسر الطاقة المظلمة.

الأزمة العظيمة

في عام 1988 ، الفائز في فيزياء نوبل 2019 PJE مقشر كتب صحيفة مع إصابة بهارات على احتمال وجود ثابت الكوني الذي يختلف مع مرور الوقت. في الوقت الذي نشروا فيه هذا المقال ، لم يكن هناك رأي خطير حول λ.

إنه اقتراح جذاب. في هذه الحالة ، ستكون المرحلة الحالية من التوسع المتسارع عابرة وستنتهي في مرحلة ما في المستقبل. مراحل أخرى من التاريخ الكوني كانت بداية ونهاية: التضخم ، العصر الذي يهيمن عليه الإشعاع ، العصر الذي تهيمن عليه المادة ، إلخ.

وبالتالي ، يمكن أن تنخفض الهيمنة الحالية للطاقة المظلمة خلال الوقت الكوني ، مما يعني أنه لن يكون ثابتًا كونيًا. قد يشير النموذج الجديد إلى أن التوسع الحالي للكون قد يعكس في “مقدد. “” “

علماء الكونيات الآخرون أكثر حذراً ، على وجه الخصوص كارل ساجانالذي قال بحكمة “تتطلب الادعاءات غير العادية أدلة غير عادية». من الأهمية بمكان أن يكون لديك العديد من الأدلة المستقلة تشير إلى نفس الاستنتاج. نحن لسنا هناك بعد.

يمكن أن تأتي الردود من أحد المشاريع الحالية اليوم – ليس فقط ديسي ولكن أيضًا إقليدس و J-pas – الذي يهدف إلى استكشاف طبيعة الطاقة المظلمة من خلال رسم الخرائط للمرة الكبيرة.

على الرغم من أن أداء الكون نفسه يجب مناقشته ، إلا أن هناك شيئًا واحدًا مؤكدًا – لحظة رائعة لعلم الكونيات في الأفق.

((المؤلفون: برنارد جي تي جونزأستاذ فخري ، جامعة جرونينجن؛ ليسيا الخضراءأستاذ علم الكونيات في ICREA في ICCUB من جامعة برشلونة ، جامعة برشلونة؛ Vicent J. Martínezأستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة تالك ، وعضو المرصد الفلكي لنفس المؤسسة ، جامعة فالنسو Virginie L Trimbleالفيزياء وعلم الفلك ، جامعة كاليفورنيا ، إيرفين)))

((بيانات الإفصاح: تتلقى Licia Verde تمويلًا من رقم مشروع AEI (وكالة أبحاث الدولة الإسبانية) PID2022222-41125NB-I00 ، وتلقى تمويلًا من مجلس البحوث الأوروبي سابقًا. Licia Verde هي عضو في فريق التعاون Desi | يتلقى Vicent J. Martínez تمويلًا من الاتحاد الأوروبي NextGenerationu و Generalitat Valenciana في عام 2022 “الطائرات تكملة من I + I” ، المشروع (Val-JPAs) ، Asfae / 2022/025 ، مشروع البحث PID2023-149420NB-I00 2023/21 مشروع التميز في كونستوديريا دي تعققة ، جامعة empleo (Generalitat Valenciana). وهو عضو في جمعية علم الفلك الإسبانية ، وجمعية الفيزياء الملكية الإسبانية والجمعية الرياضية الإسبانية الملكية | لا يعمل Bernard JT Jones و Virginia L Trimble ، أو استشارة ، أو لا يملكون أو يتلقون تمويلًا من شركة أو منظمة ستستفيد من هذه المقالة ولن تكشف عن أي انتماء ذي صلة بعد تعيينهم الأكاديمي)

تم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة Communs Communs الإبداعية. اقرأها المقالة الأصلية.

(باستثناء العنوان ، لم يتم نشر هذه القصة من قبل موظفي NDTV ويتم نشرها من تدفق نقابي.)