توصلت دراسة نظرية جديدة إلى أن توسع الكون قد يكون سرابًا
توصلت دراسة جديدة إلى أن توسع الكون قد يكون سرابًا. تقترح إعادة التفكير في الكون أيضًا حلولًا لألغاز الطاقة المظلمة والمادة المظلمة ، والتي يعتقد العلماء أنها تمثل حوالي 95 ٪ من إجمالي طاقة الكون والمادة ولكنها تظل محاطة بالغموض.
تم تفصيل النهج الجديد الجديد في ورقة بحثية نُشرت في 2 يونيو في المجلة الجاذبية الكلاسيكية والكمية، من قبل أستاذ الفيزياء النظرية بجامعة جنيف لوكاس لومبريسر.
متعلق ب: يقترح بحث جديد أن الطاقة المظلمة يمكن أن تؤدي إلى انفجار كبير ثانٍ (وثالث ورابع)
يعرف العلماء أن الكون يتوسع بشكل أسرع بسبب الانزياح الأحمر ، وهو تمدد الطول الموجي للضوء باتجاه الطرف الأكثر احمرارًا من الطيف بينما يتحرك الجسم المنبعث منه بعيدًا عنا.
المجرات البعيدة لها انزياح أحمر أعلى من المجرات القريبة منا ، مما يشير إلى تسارع التوسع. يتم التقاط هذا التوسع المتسارع من خلال مصطلح يعرف باسم الثابت الكوني، أو lambda ، وهو رقم أدخله أينشتاين في نظريته النسبية باعتباره “عامل فدج” من أجل الحفاظ على الكون مسطحًا وثابتًا. وصفها أينشتاين لاحقًا بأنه “أكبر خطأ” بعد أن اكتشف عالم الفلك إدوين هابل أن الكون ، في الواقع ، يتمدد ، مما يلغي الحاجة إلى مثل هذا الثابت. بعد سنوات ، عندما وجد العلماء أن توسع الكون لم يكن ثابتًا ، ولكنه كان في الواقع يتسارع ، قاموا بإحياء الثابت الكوني لتحديد هذا التسارع.
كان الثابت الكوني مصدر إزعاج لعلماء الكون لأن التنبؤات بقيمته التي قدمتها فيزياء الجسيمات تختلف عن الملاحظات الفعلية بواسطة 120 مرة من حيث الحجم. لذلك تم وصف الثابت الكوني بأنه “أسوأ تنبؤ في تاريخ الفيزياء”.
غالبًا ما يحاول علماء الكونيات حل التناقض بين القيم المختلفة لللامدا من خلال اقتراح جسيمات جديدة أو قوى فيزيائية ، لكن لومبرايزر يعالجها بإعادة تصور ما هو موجود بالفعل ..
قال لومبريسر لـ Live Science عبر البريد الإلكتروني: “في هذا العمل ، وضعنا زوجًا جديدًا من النظارات للنظر إلى الكون وألغازه التي لم يتم حلها من خلال إجراء تحويل رياضي للقوانين الفيزيائية التي تحكمه”.
في تفسير لومبريزر الرياضي ، الكون لا يتمدد ولكنه مسطح وثابت ، كما اعتقد أينشتاين ذات مرة. التأثيرات التي نلاحظها والتي تشير إلى التمدد يتم تفسيرها بدلاً من ذلك من خلال تطور كتل الجسيمات – مثل البروتونات والإلكترونات – بمرور الوقت.
في هذه الصورة ، تنشأ هذه الجسيمات من حقل يتخلل الزمكان. يتم تعيين الثابت الكوني بواسطة كتلة المجال ويفترض قيمة طبيعية لها نفس مقياس الثوابت الفيزيائية في النظرية ، بدلاً من أن تكون مختلفة من حيث الحجم كما هو الحال في النماذج التقليدية. ولأن هذا المجال يتقلب ، فإن كتل الجسيمات التي يولدها تتقلب أيضًا. لا يزال الثابت الكوني يتغير بمرور الوقت ، ولكن في هذا النموذج يرجع هذا الاختلاف إلى تغير كتلة الجسيمات بمرور الوقت ، وليس توسع الكون.
في النموذج ، تؤدي هذه التقلبات الميدانية إلى انزياح أحمر أكبر لعناقيد المجرات البعيدة مما تتنبأ به النماذج الكونية التقليدية.
قال لومبريسر: “لقد فوجئت بأن مشكلة الثابت الكوني تختفي ببساطة في هذا المنظور الجديد للكون”.
وصفة للكون المظلم
يعالج إطار لومبرايسر الجديد أيضًا بعض المشكلات الملحة الأخرى في علم الكونيات ، بما في ذلك طبيعة المادة المظلمة. هذه المادة غير المرئية تفوق عدد جسيمات المادة العادية بنسبة 5 إلى 1 ، لكنها تظل غامضة لأنها لا تتفاعل مع الضوء.
اقترح لومبرايزر أن التقلبات في المجال يمكن أن تتصرف أيضًا مثل ما يسمى بمجال الأكسيون ، حيث تكون الأكسيونات جسيمات افتراضية والتي تعد واحدة من المرشحين المقترحين للمادة المظلمة.
يمكن لهذه التقلبات أيضًا التخلص من الطاقة المظلمة ، القوة الافتراضية التي تمد نسيج الفضاء وبالتالي تدفع المجرات بعيدًا بشكل أسرع وأسرع. في هذا النموذج ، يمكن تفسير تأثير الطاقة المظلمة ، وفقًا لـ Lombriser ، من خلال اتخاذ كتل الجسيمات مسارًا تطوريًا مختلفًا في أوقات لاحقة في الكون.
وأضاف لومبريسر في هذه الصورة “ليست هناك حاجة من حيث المبدأ للطاقة المظلمة”.
باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة ECCI ، بوغوتا ، كولومبيا ، لوز أنجيلا غارسيا، أعجب بتفسير Lombriser الجديد وعدد المشكلات التي يتم حلها.
قال غارسيا ، الذي لم يشارك في البحث ، لـ Live Science: “الورقة مثيرة للاهتمام للغاية ، وتقدم نتيجة غير عادية لمشاكل متعددة في علم الكونيات”. “النظرية توفر متنفسًا للتوترات الحالية في علم الكونيات.”
ومع ذلك ، حث غارسيا على توخي الحذر في تقييم نتائج الورقة ، قائلاً إنها تحتوي على عناصر في نموذجها النظري لا يمكن اختبارها على الأرجح بالملاحظة ، على الأقل في المستقبل القريب.
