آیا انرژی تاریک در حال تغییر است؟ پژوهشی تازه که سرنوشت کیهان را زیر سوال می‌برد

منبع تصویر، KPNO/NOIRLab

توضیح تصویر، تلسکوپی در بیابان آریزونا که با رصد میلیون‌ها کهکشان دوردست، به دنبال پاسخ این پرسش است که سرنوشت نهایی جهان چه خواهد بود
    • نویسنده, پالاب گوش
    • شغل, بی‌بی‌سی

شواهد تازه‌ای که بحث و جنجال زیادی به راه انداخته، نشان می‌دهد نیروی مرموزی که با نام «انرژی تاریک» شناخته می‌شود، ممکن است به گونه‌ای در حال تغییر باشد که درک کنونی ما از زمان و فضا را به چالش بکشد.

نتایج تحقیق یک تیم پژوهشی در کره جنوبی حاکی از آن است که شاید جهان، به جای ادامه انبساط، در آینده مسیری معکوس را طی کند و کهکشان‌ها تحت تاثیر گرانش، به سوی یکدیگر کشیده شوند، و در نتیجه جهان با پدیده‌ای موسوم به «مه‌رُمب» یا انهدام بزرگ به پایان برسد.

پژوهشگران این تحقیق می‌گویند ممکن است در آستانه یکی از بزرگ‌ترین کشفیات اخترشناسی در چند دهه اخیر باشند.

در مقابل، گروهی از اخترشناسان این نتایج را زیر سوال برده‌اند، هرچند تاکنون نتوانسته‌اند ادعاهای تیم پژوهشی کره جنوبی را به طور کامل رد کنند.

منبع تصویر، NASA/ESA

توضیح تصویر، هزاران کهکشانی که با تلسکوپ فضایی هابل ثبت شده‌اند. انرژی تاریک این کهکشان‌ها را با شتابی فزاینده از یکدیگر دور می‌کند

انرژی تاریک چیست؟

اخترشناسان سال‌ها بر این باور بودند که انبساط جهان، که حدود ۱۳/۸ میلیارد سال پیش با مه‌بانگ آغاز شد، به تدریج و تحت تاثیر نیروی گرانش کند خواهد شد.

اما در سال ۱۹۹۸، شواهدی از وجود نیرویی ناشناخته به دست آمد: انرژی تاریک که باعث می‌شود انبساط جهان نه‌تنها کند نشود، بلکه شتاب بگیرد. مطالعه ابرنواخترها، یعنی ستارگان بسیار درخشانی که در پایان عمر خود منفجر می‌شوند، نشان داد که کهکشان‌های دوردست با سرعتی رو به افزایش از یکدیگر دور می‌شوند.

برخی نظریه‌ها بر این اساس پیش‌بینی کردند که اگر این روند ادامه یابد، ممکن است جهان به مرحله‌ای برسد که ستارگان آن‌قدر از هم فاصله بگیرند که آسمان شب تقریبا تهی به نظر برسد. در سناریویی افراطی‌تر، حتی احتمال وقوع پدیده‌ای موسوم به «مه‌گسست» یا گسست بزرگ مطرح شد که در آن، ساختار خودِ اتم‌ها نیز از هم فرو می‌پاشد.

این بحث‌ها در ماه مارس و با انتشار نتایج غیرمنتظره‌ای از ابزاری به نام «طیف‌سنج انرژی تاریک» یا «دِسی» که روی تلسکوپی در بیابان آریزونا نصب شده شدت گرفت.

دسی برای مطالعه دقیق‌تر انرژی تاریک ساخته شده و توانسته شتاب میلیون‌ها کهکشان را با دقتی کم‌سابقه اندازه‌گیری کند. اما داده‌هایی که این ابزار ارائه داد، بسیاری از اخترشناسان را غافلگیر کرد.

به گفته اوفر لاهاو از کالج دانشگاهی لندن، که در پروژه دسی مشارکت دارد، داده‌ها نشان می‌دهد شتاب دورشدن کهکشان‌ها در گذر زمان تغییر کرده است؛ نتیجه‌ای که با برداشت‌های پذیرفته‌شده از کیهان‌شناسی سازگار نیست.

او می‌گوید: «حالا که می‌بینیم انرژی تاریک ابتدا تقویت می‌شود و سپس تضعیف، به یک سازوکار کاملا تازه نیاز داریم. این موضوع می‌تواند کل فیزیک را دستخوش دگرگونی کند.»

در ماه نوامبر، انجمن سلطنتی اخترشناسان بریتانیا، پژوهشی از یک تیم کره جنوبی منتشر کرد که این تردیدها را پررنگ‌تر کرد و نشان داد رفتار انرژی تاریک ممکن است حتی پیچیده‌تر از چیزی باشد که تاکنون تصور می‌شد.

پروفسور یونگ ووک لی از دانشگاه یانسه در سئول و همکارانش به داده‌های ابرنواخترهایی بازگشتند که ۲۷ سال پیش برای نخستین بار پرده از وجود انرژی تاریک برداشته بود. آن‌ها این‌بار، به جای آن‌که روشنایی این انفجارهای ستاره‌ای را ثابت فرض کنند، سن کهکشان‌های میزبان را در محاسبات خود لحاظ کردند تا به برآورد دقیق‌تری از روشنایی واقعی ابرنواخترها برسند.

این بازبینی نشان داد که نه‌تنها انرژی تاریک در گذر زمان تغییر کرده، بلکه شتاب انبساط جهان نیز در حال کاهش است.

یونگ ووک لی به بی‌بی‌سی می‌گوید: «سرنوشت جهان تغییر خواهد کرد. اگر انرژی تاریک ثابت نباشد و تضعیف شود، کل چارچوب کیهان‌شناسی مدرن دگرگون می‌شود.»

اگر آن‌طور که نتایج پژوهش پروفسور لی نشان می‌دهد، نیروی رانش کهکشان‌ها یا همان انرژی تاریک در حال تضعیف باشد، این احتمال وجود دارد که با ضعیف شدن بیش از حد آن، نیروی گرانش دوباره برتری یابد و کهکشان‌ها را به سمت یکدیگر بکشد.

او می‌گوید: «به جای مه‌گسست، اکنون مه‌رمب هم به عنوان یک سناریوی محتمل مطرح شده است. این‌که کدام سرنوشت رقم بخورد، به ماهیت واقعی انرژی تاریک بستگی دارد که ما هنوز پاسخ روشنی برای آن نداریم.»

پژوهش پروفسور لی پس از بررسی متخصصان دیگر، در یکی از نشریات معتبر انجمن سلطنتی اخترشناسان بریتانیا منتشر شد. با این حال، بسیاری از اخترشناسان برجسته با این نتیجه‌گیری‌ها موافق نیستند.

جورج افتساتیو از موسسه اخترشناسی دانشگاه کمبریج می‌گوید: «به نظر من این نتایج بیشتر بازتاب پیچیدگی‌ها و بی‌نظمی‌های خودِ ابرنواخترهاست. از آنجا که رابطه میان سن و درخشندگی آن‌ها چندان مستحکم نیست، دادن یک 'اصلاحیه' در این مورد را کار خطرناکی می‌دانم. به نظرم این استدلال ضعیف است.»

دیدگاه غالب همچنان این است که جهان با تکیه بر انرژی تاریک، که تقریبا ثابت مانده، با شتاب به انبساط خود ادامه می‌دهد. اما یونگ ووک لی این انتقادها را قاطعانه رد می‌کند.

او می‌گوید: «داده‌های ما بر پایه بررسی ۳۰۰ کهکشان استوار است. از نظر آماری، احتمال اینکه نتایج ما صرفا یک اتفاق تصادفی باشد، تقریبا یک در تریلیون است. بنابراین، عمیقا باور دارم که همین الان هم تحقیقات ما بسیار بسیار مهم است.»

منبع تصویر، Marilyn Sargent/Berkeley Lab

توضیح تصویر، معبدی برای کیهان: این تلسکوپ به ابزاری مجهز است که می‌تواند جابه‌جایی ۵۰۰۰ کهکشان را به صورت هم‌زمان رصد کند

پس از انتشار نتایج تیم تحقیق کره جنوبی، دو تیم پژوهشی دیگر میزان درخشندگی برخی از این ابرنواخترها را دوباره بررسی کردند. آن‌ها به سراغ مطالعه‌ای رفتند که مبنای نتایج جنجالی پروژه دِسی در ماه مارس و آغازگر همه این بحث‌ها بود. آن‌ها این کار را برای بازبینی دقیق نتایج ماه مارس انجام دادند، چرا که ادعای تغییر انرژی تاریک بسیار بحث‌برانگیز بود.

هر دو تیم کمی از قطعیت یافته‌های اولیه فاصله گرفته‌اند، اما آن شواهد و داده‌ها حتی پس از بررسی‌های دقیق و موشکافانه، همچنان پابرجا هستند.

به همین دلیل، بحث‌های داغ و گاه جنجالی همچنان ادامه خواهد یافت: اینکه آیا کیهان دارد به آرامی راز ماهیت واقعی‌اش را با ما در میان می‌گذارد، یا اینکه اخترشناسان تنها در تعقیب سراب‌های آسمانی هستند.

تا امروز صدها مقاله علمی در این زمینه منتشر شده و اخترشناسان درباره بهترین توضیح ممکن به دو دسته تقسیم شده‌اند. به گفته رابرت مسی، معاون انجمن سلطنتی اخترشناسان، این اختلاف نظر نه‌تنها بد نیست، بلکه بخشی طبیعی از پیشرفت علم است.

او می‌گوید: «چه کسی دوست ندارد بداند جهان چگونه آغاز شده و چگونه به پایان می‌رسد؟ انسان‌ها همیشه، چه از نگاه دینی و چه از دید علمی، شیفته این پرسش بوده‌اند.»

«این‌که بتوانیم تصور کنیم میلیاردها سال بعد همه‌چیز چگونه پایان می‌یابد، واقعا شگفت‌انگیز است.»