يقترح بحث جديد أن الطاقة المظلمة يمكن أن تؤدي إلى انفجار كبير ثانٍ (وثالث ورابع)
هل سينتهي الكون بانفجار أم أنين؟ اقترح زوجان من علماء الفيزياء النظرية مسارًا ثالثًا: ربما لن ينتهي الكون أبدًا.
في دراسة تحاول تحديد طبيعة الطاقة المظلمة – ظاهرة غامضة يُعتقد أنها تتسبب في توسع الكون بشكل أسرع وأسرع في كل لحظة – وجد الفيزيائيون أن التوسع الكوني ليس دائمًا أمرًا مفروغًا منه. بدلاً من ذلك ، كتبوا أن الطاقة المظلمة قد “تشتغل” وتتوقف بشكل دوري ، وفي بعض الأحيان تنمي الكون ، وأحيانًا تقلصها حتى تصبح الظروف مناسبة لظهور جديد. الانفجار العظيم ليحدث – ولكي يولد عالم جديد.
الهروب الكبير
يمر عالمنا حاليًا بمرحلة من التوسع الجامح: يزداد الكون بشكل أسرع مع كل لحظة تمر. لا يفهم علماء الكونيات سبب هذا التسارع الذي يسمونه الطاقة المظلمة. إذا استمر هذا التسارع ، فسيتمدد كوننا في النهاية إلى النسيان ، مع تمزق كل المادة والإشعاع.
لن تكون هذه هي الفترة الأولى من النمو الجامح. في اللحظات الأولى للانفجار العظيم ، كانت الطاقات والكثافة شديدة لدرجة أن الفيزياء الحالية لا تستطيع التأقلم – إنها تتنبأ بتفرد ، نقطة كثافة لا نهائية حيث تنهار الرياضيات. بعد ذلك ، مر الكون بفترة توسع سريع بشكل لا يصدق يُعرف باسم التضخم ، وهو أيضًا غير مفهوم جيدًا.
لطالما تساءل علماء الفلك عما إذا كانت هاتان المرحلتان من التوسع المتسارع – واحدة في اللحظات الأولى من الانفجار العظيم والأخرى في العصر الحالي – مرتبطة ببعضها البعض ، وما إذا كان الكيان الذي يقود كلاهما يتجنب مشكلة الانفجار العظيم التفرد.
شياطين ديناميكية
للإجابة على ذلك ، نشر زوجان من علماء الفيزياء النظرية دراسة في 7 فبراير في قاعدة بيانات ما قبل الطباعة arXiv (يفتح في علامة تبويب جديدة) الذي فحص نموذجًا للكون حيث لعبت الطاقة المظلمة دورًا دائمًا. صاغت الأبحاث السابقة الطاقة المظلمة على غرار “التبديل” في أوقات مختلفة لدفع التوسع الكوني ، لكن البحث الجديد يقترح نموذجًا أكثر واقعية يتضمن المادة والإشعاع.
لقد أرادوا معرفة ما إذا كانت الطاقة المظلمة يمكنها تجنب تفرد الانفجار العظيم ، ودفع التضخم ، وتسريع الكون المتأخر. لتجنب هذا التفرد الأولي ، لا يمكن للكون أن يبدأ من نقطة ذات كثافة لا نهائية. بدلاً من ذلك ، يجب أن يكون الكون الذي نعيش فيه واحدًا في سلسلة لانهائية من “الارتدادات الكبيرة” المتكررة.
في هذا السيناريو ، تقود الطاقة المظلمة الكون حتى يصل إلى حجم معين. لكن الطاقة المظلمة تحول نفسها بعد ذلك ، مما يجبر الكون على الانكماش. يعاني الكون بعد ذلك من أزمة كبيرة ، ولكن قبل أن تصل إلى حالة من الكثافة اللانهائية ، تستدير الطاقة المظلمة مرة أخرى ، مما يؤدي إلى فترة من التضخم السريع بشكل لا يصدق وتبدأ الدورة من جديد.
آلية مضبوطة بدقة
وجد الباحثون نموذجًا للطاقة المظلمة يؤدي إلى تريفيكتا. ولكن بشكل حاسم ، لا يمكن أن تكون المادة والإشعاع موجودين في الكون المبكر للغاية ، وإلا فقد أفسدوا التضخم. بدلاً من ذلك ، كان لابد من ظهور المادة والإشعاع بعد التضخم مباشرةً ، حيث تلاشى جزء من الطاقة المظلمة ، مما أدى إلى إغراق الكون بالضوء والمادة.
بينما نجح الباحثون في البداية ، لم يتمكنوا من العثور على فئة عامة من نماذج الطاقة المظلمة التي يمكن أن تؤدي دائمًا إلى نفس النتائج. بدلاً من ذلك ، كان عليهم وضع قيمة أصغر للتوسع المتسارع الحالي بشكل مصطنع مما تتوقعه ميكانيكا الكم من أجل الحصول على النتيجة الصحيحة بالضبط.
ومع ذلك ، يشير هذا البحث الجديد إلى اتجاه واعد ، حيث يوفر منصة قابلة للتطبيق لمزيد من استكشاف نماذج مثل هذه. ليس بالضرورة أن يعيش البشر في عالم بارد وفارغ ، لأن الطاقة المظلمة قد تتصرف بشكل مختلف في المستقبل البعيد. فقط البحث المستمر سيكشف عن مصيرنا النهائي.
