مطالعه جدید نظریه انرژی تاریک را به چالش کشیده و می‌گوید گسترش جهان ناهمگون است
انرژی تاریک یکی از بزرگترین معماهای جهان است. این نیروی مرموز معتقد است که گسترش کیهان را تسریع می‌کند. اما یک مطالعه جدید این باور دیرینه را به چالش می‌کشد.
گروهی از فیزیکدانان و منجمان دانشگاه کانتربری در نیوزیلند یک ایده جدید و رادیکالی پیشنهاد کرده‌اند. این مدل پیشنهاد می‌کند که جهان به صورت یکنواخت گسترش نمی‌یابد، بلکه در یک حالت "توده‌ای" گسترش می‌یابد.
«یافته‌های ما نشان می‌دهد که نیاز به انرژی تاریک برای توضیح اینکه چرا به نظر می‌رسد جهان با نرخ شتابدهنده ای گسترش می‌یابد، نیست.” پروفسور دیوید ویلتشر، نویسنده اصلی گفت.
«انرژی تاریک یک شناسایی نادرست از تغییرات در انرژی جنبشی گسترش است که در یک جهان به همان اندازه توده‌ای که در واقع زندگی می‌کنیم، یکنواخت نیست،» ویلتشر اضافه کرد.
مدل تایم‌اسکیپ
تحلیل دقیق تیم بر روی منحنی‌های نوری ابرنواخترها یک گسترش توده‌ای از جهان نشان داد.
پژوهشگران مدل "تایم‌اسکیپ" را مورد بررسی قرار دادند. این مدل چالش‌هایی برای مدل کیهان‌شناختی استاندارد مطرح می‌کند و یک توضیح جایگزین برای گسترش شتابدهنده جهان ارائه می‌دهد - یکی که بر انرژی تاریک تکیه نمی‌کند.
طبق مدل تایم‌اسکیپ، گرانش زمان را کند می‌کند. این به معنی این است که "ساعت‌ها" در حفره‌های وسیع و خالی کیهان سریع‌تر از مناطق متراکم مانند کهکشان‌ها کار می‌کنند.
در نتیجه، این حفره‌ها زمان بیشتری را تجربه می‌کنند که اجازه می‌دهد برای گسترش بیشتر. این می‌تواند آن‌طور به نظر برساند که جهان با شتاب گسترش می‌یابد حتی بدون نیاز به انرژی تاریک.
طبق این مدل، گذر زمان در داخل کهکشان راه شیری به طور قابل توجهی کندتر است، حدود ۳۵ درصد کندتر از در حفره‌های وسیع و خالی کیهان.
علماء در اصل نتیجه گرفتند که گسترش کیهان بر اساس مشاهدات ابرنواخترها شتاب دارد. با این حال، یافته‌های اخیر این نتیجه‌گیری را به چالش می‌کشند و می‌گویند که ممکن است نرخ گسترش کنونی به اندازه‌ای که قبلاً تصور می‌شد سریع نباشد.
مشاهدات بیشتری لازم است
مشاهدات اخیر، مانند زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) و داده‌هایی از ابزار طیف‌سنج انرژی تاریک (DESI)، چالش‌هایی برای درک سنتی گسترش کیهان به ارمغان می‌آورند.
این یافته‌ها ناهماهنگی‌هایی با مدل کیهان‌شناسی استاندارد را نشان می‌دهند، به‌ویژه تنش هابل و رفتار انرژی تاریک را.
این ناسازگاری‌ها نشان می‌دهند که معادله ساده فریدمن فرض می‌کند که گسترش یکنواخت است.
با این حال، جهان واقعی بسیار پیچیده‌تر از این است، با کهکشان‌ها که در یک وب کیهانی از فیلامنت‌ها و خوشه‌ها سازماندهی شده‌اند و با حفره‌های وسیع و خالی متوقف شده‌اند.
«ما اکنون آنقدر داده داریم که در قرن ۲۱ می‌توانیم بالاخره به این سوال پاسخ دهیم - چگونه و چرا یک قانون گسترش ساده از یک پیچیدگی برمی‌آید؟» ویلتشر گفت.
«یک قانون گسترش ساده مطابق با نسبیت عام انیشتین لازم نیست از معادله فریدمن پیروی کند،» او در بیانیه مطبوعاتی اضافه کرد.
در حالی که مدل تایم‌اسکیپ جایگزین جذابی ارائه می‌دهد، تحقیقات بیشتری برای تأیید اعتبار آن لازم است. ماهواره اقلیدس آژانس فضایی اروپا، که در سال ۲۰۲۳ راه‌اندازی شد، نقش کلیدی در آزمایش این نظریه خواهد داشت.
ماهواره اقلیدس می‌تواند احتمالاً بین معادله سنتی فریدمن و مدل تایم‌اسکیپ تفاوت قائل شود. با این حال، این نیاز به مقدار چشم‌گیری از داده‌های فوق‌العاده باکیفیت از ابرنواخترها دارد، حداقل ۱۰۰۰ مشاهده.
با استفاده از کرسول گسترده پانتئون+ ۱,۵۳۵ ابرنواختر، پژوهشگران حمایت قوی برای مدل تایم‌اسکیپ پیدا کردند. این مدل ممکن است بتواند تنش هابل و دیگر ناهماهنگی‌های گسترش کیهان را حل کند.
مشاهدات اضافی از ماهواره‌های فضایی اقلیدس و نانسی گریس رومن برای محکم کردن بیشتر مدل تایم‌اسکیپ اهمیت دارد.
نتایج در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. منتشر شده‌اند.
