انرژی تاریک؛ معمایی بزرگ پیش روی کیهان‌شناسان

فرض کنید توپی را به سمت بالا پرتاب می‌کنید و بر خلاف انتظارتان به جای آن که سرعت توپ کم شود و پس از طی مسیری به زمین برگردد سرعت توپ بیشتر و بیشتر شود و همچنان مسیر خود را به سمت بالا ادامه دهد. انگار که نیرویی جادویی سرعت حرکت توپ را افزایش می‌دهد و آن را از زمین دور می‌کند. رخ دادن چنین اتفاقی محال به نظر می‌رسد، اما در کمال تعجب در دهه‌های اخیر اخترشناسان متوجه شده‌اند که رویدادی مشابه این داستان خیالی در عالم اتفاق می‌افتد. شتاب انبساط عالم بر اثر عاملی که آن را نمی‌شناسیم در حال افزایش است. نیرویی که دانشمندان به آن انرژی تاریک می‌گویند.

ادوین هابل، یکی از بزرگ‌ترین اخترشناسان تاریخ، در دهه‌های ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ میلادی با رصد کهکشان‌های دور و نزدیک به این نتیجه رسید که عالم در حال انبساط است. او فاصله تعدادی کهکشان را با دقت خوبی محاسبه کرد و متوجه شد کهکشان‌هایی که فاصله بیشتری از ما دارند با سرعت بیشتری از ما دور می‌شوند. چیزی که اکنون آن را با عنوان قانون هابل می‌شناسیم.

ادوین هابل

ادوین هابل، یکی از بزرگ‌ترین و تاثیرگذارترین اخترشناسان تاریخ.

برای درک بهتر انبساط عالم می‌توان عالم را به یک بادکنک تشبیه کرد که تعدادی نقطه روی آن وجود دارد. نقاطی که در مثال ما نقش کهکشان‌ها را برعهده دارند. با باد کردن بادکنک نقاط از هم دور و دورتر می‌شوند. فرآیندی که شبیه به آن چیزی است که در عالم اتفاق می‌افتد؛ عالم در حال انبساط است و کهکشان‌ها بر اثر انبساط عالم از یک‌دیگر دورتر می‌شوند.

در دهه ۱۹۹۰ میلادی انبساط عالم مسئله‌ای پذیرفته‌شده در میان اخترشناسان بود. اما اخترشناسان در آن زمان گمان می‌کردند که با توجه به نقش گرانش سرعت انبساط عالم در طول زمان کمتر می‌شود. تا این که در اواخر دهه ۱۹۹۰ میلادی و با بررسی داده‌های تلسکوپ فضایی هابل و رصدخانه‌های زمینی ورق برگشت و معمایی بزرگ پیش روی پژوهشگران قرار گرفت.

گروهی از اخترشناسان با رصد نوع خاصی از ابرنواخترها متوجه شدند که سرعت انبساط عالم در گذشته کمتر از اکنون بوده است. به عبارت دیگر و بر خلاف انتظار سرعت انبساط عالم بر اثر گرانش و در طول زمان نه تنها کمتر نشده که افزایش یافته است. کشفی مهم که باعث شد این گروه از پژوهشگران در سال ۲۰۱۱ جایزه نوبل فیزیک را از آن خود کنند.

برندگان نوبل فیزیک 2011.

کاشفان انرژی تاریک، برندگان جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۱۱.

عامل ناشناخته انبساط تندشونده عالم که هیچ کس توضیحی برای آن نداشت انرژی تاریک نام گرفت و به جمع سوالات مهم و بزرگ بشر درباره عالم اضافه شد.

۶۸ درصد عالم از انرژی تاریک تشکیل شده و با گذشت بیش از ۲۰ سال از زمان کشف آن دانشمندان هنوز اطلاعات دقیقی از عامل انبساط تندشونده عالم ندارند. در سال‌های اخیر پژوهشگران با اضافه کردن جملاتی در معادلات‌شان تلاش کردند تا نقش انرژی تاریک را در توضیح و پیش‌بینی رفتار عالم در نظر بگیرند. آلبرت اینشتین دهه‌ها پیش از کشف انرژی تاریک و با هدف متفاوتی جمله‌ای را به معادلاتش افزود که ثابت کیهان‌شناختی نام گرفت. ثابت کیهان‌شناختی بیان‌گر انرژی متعلق به فضا است که خاصیت ضد گرانش دارد. پس از این که ادوین هابل نشان داد که عالم در حال انبساط است ثابت کیهان‌شناختی از معادلات کنار رفت و اینشتین آن را بزرگ‌ترین اشتباه زندگی حرفه‌ای‌اش نامید. اما جالب این جاست که اکنون این مفهوم می‌تواند بیان‌گر انرژی تاریک در معادلات کیهان‌شناسی باشد.

گروهی از پژوهشگران نیز میدان یا جریان ناشناخته‌ای از انرژی را که رفتار آن بر خلاف انرژی و ماده معمولی است به معادلات اضافه می‌کنند تا اثر انرژی تاریک را در مدل‌ها در نظر بگیرند.

و البته برخی از دانشمندان نیز بر این باورند که شاید نظریه نسبیت عام اینشتین مشکلاتی دارد و نمی‌تواند رفتار عالم را به درستی توضیح دهد. نظریات جایگزینی نیز تا کنون ارائه شده که‌ البته فعلا هیچ کدام از آن‌ها کارکرد لازم را ندارند.

به نظر هنوز راهی طولانی برای حل معمای انرژی تاریک باقی مانده است و برای پرده برداشتن از این راز به داده‌های بیشتر و بهتری نیاز داریم.

پاسخی بگذارید

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