فرضیه جدید برای انرژی تاریک: آیا پایستگی انرژی در کیهان نقض شده است؟

چندین دهه است که مسأله انبساط کیهان، دانشمندان را گیج کرده است. بطور منطقی، گرانش کهکشان‌ها را به هم نزدیک می‌کند، اما مشاهدات اواخر دهه ۱۹۹۰ آشکار کرد که کیهان فقط در حال انبساط نیست، بلکه با نرخ شتاب‌دار در حال انبساط است، چیزی که دانشمندان را به ایده انرژی تاریک رساند.

انرژی تاریک یک نیروی فرضی است که حدود ۶۸/۳ درصد از انرژی کیهان مشاهده‌پذیر را تشکیل داده است، و کهکشان‌ها را از هم جدا می‌کند. اما علی‌رغم همه شواهد غیر مستقیم برای وجود انرژی تاریک، هیچ‌کس قادر به آشکارسازی مستقیم انرژی تاریک نبوده است، یا منشاء آن را دقیقا توضیح دهد.

اما، مطالعه جدیدی ادعا می‌کند توضیحی برای آن ارائه داده است. انرژی تاریک با فرض این‌که یکی از بنیادی‌ترین قوانین در کیهان نقض شده است قابل توجیه است.

قانون بنیادی مورد نظر، پایستگی انرژی است، و بسیار مهم است. قانون پایستگی انرژی بیان می‌کند که انرژی در یک سیستم منزولی و محصور نمی‌تواند خلق شود یا از بین رود، فقط تغییر شکل می‌دهد.

اما پژوهش جدید روی این بحث می‌کند که اگر جهان به صورت زیرکانه‌ای در روزهای نخستین پیدایش دچار نشت انرژی شده باشد، می‌توان انرژی تاریک امروز را توجیه کرد. مهم‌تر از آن گروه تحقیقاتی پیشنهاد می‌کنند که قانون پایستگی انرژی به مقدار بسیار کمی طوری نقض شده است که ما متوجه آن نخواهیم شد.

در این مدل، انرژی تاریک چیزی است که مسیر چگونگی از دست رفتن انرژی و تکانه طی تاریخ‌چه کیهان را حفظ می‌کند.

مبنای فرضیه جدید یک مدل جایگزین نسبیت عام است که اینشتین در اواخر ۱۹۱۰ مطرح کرد و گرانش تک مدولی (unimodular gravity) نام دارد که در آن مطرح می‌شود که لزومی ندارد انرژی پایسته باشد.

اگر مدل گرانش تک مدولی در محاسبات اعمال شود، مقدار ثابت کیهان‌‌شناختی (انرژی تاریک) با دقت بالایی با رصدهای انبساط کیهانی مطابقت دارد.

مهم‌تر این‌که، این فرضیه درک امروزی ما از کیهان را چندان بهم نمی‌‌ریزد. اگرچه محو شدن انرژی در کیهان اولیه مقدار انرژی تاریک را به صورت قابل توجهی تغییر می‌دهد، اما تغییر زیاد دیگری آن‌چنان که در آزمایش‌های امروزی مورد توجه قرار گیرد ایجاد نمی‌کند.

انرژی از مؤلفه‌های ماده می‌تواند به میدان گرانشی واگذار شود، و از دست رفتن انرژی می‌تواند به صورت ثابت کیهان‌شناختی رفتار کند، و با انبساط کیهان تراکم آن کم نخواهد شد.

بنابراین از دست رفتن یا خلق انرژی در گذشته دور ممکن است نتایج قابل توجهی در مقیاس‌های بزرگ در کیهان امروز داشته باشد.

اما مشکل بزرگی در اینجا وجود دارد، اگر از بین رفتن انرژی به غیر از تغییر مقدار انرژی تاریک، هیچ اثر پایدار دیگری در کیهان باقی نگذاشته باشد، آزمودن این فرضیه ممکن نیست.

این فرضیه تا کنون فقط به صورت یک فرضیه باقی مانده است که مورد آزمون واقع نشده است. اما فیزیکدان‌ها قصد دارند امکان‌های بیشتر را در آینده بررسی کنند.

نتایج این پژوهش در نشریه Physical Review Letters به چاپ رسیده است.

منبع: Science Magazine

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *