الطاقة المظلمة ليست ما فكرنا – وهذا قد يحول الكون

تعد Dark Energy واحدة من أكثر الميزات الغامضة في عالمنا – لا نعرف ما هو عليه ، ولكنها تتحكم في كيفية توسيع الكون ، وكذلك مصيره النهائي. الآن ، كشفت دراسة لملايين الأشياء السماوية أننا ربما كنا نفكر في ذلك كله خطأ ، مع عواقب وخيمة على الكون.

يقول آدم ريس من جامعة جونز هوبكنز في ولاية ماريلاند: “هذا هو أكبر تلميح لدينا حول طبيعة الطاقة المظلمة في حوالي 25 عامًا منذ اكتشافناها”.

وتأتي النتيجة من بيانات ثلاث سنوات التي تجمعها الأداة الطيفية للطاقة المظلمة (DESI) في ولاية أريزونا. من خلال الجمع بين هذه البيانات مع القياسات الأخرى ، مثل خرائط إشعاع خلفية الميكروويف الكوني والرسم الفائق ، خلص فريق DESI إلى أن الطاقة المظلمة قد تغيرت مع مرور الوقت-متناقضًا بشكل مباشر مع النموذج القياسي لعلم الكونيات ، الذي يسمى Lambda-CDM.

يقول عضو فريق ديسي في جامعة واترلو في كندا: “هذا هو طليعة المعرفة الإنسانية”. “نحن نرى شيئًا مذهلاً مع الكون كله.”

يتم تثبيت Desi على تلسكوب ويعمل عن طريق قياس “التحول الأحمر” للضوء المنبعث من المجرات البعيدة ، أو كيف يتم تمديد الأطوال الموجية لهذا الضوء أثناء انتقاله عبر الكون. من هذا ، يمكن للباحثين تحديد المبلغ الذي توسع فيه الكون أثناء رحلة الضوء ويحسبون كيف يتغير هذا التوسع. حتى الآن ، قام الفريق بتحليل الضوء من حوالي 15 مليون مجرة ​​وغيرها من الأشياء المشرقة في السماء.

لعقود من الزمن ، اتفق الفيزيائيون على أن الكون يتوسع بمعدل ثابت من التسارع ، وهو ثابت الكوني المعروف باسم Lambda الذي تم تفسيره على أنه دفع الطاقة المظلمة. ولكن في أبريل 2024 ، أظهرت قياسات ديسي أول تلميحات إلى أن الكون قد يتسارع فعليًا بشكل أقل بسرعة مع مرور الوقت – مما يجعل الثابت الكوني غير ثابت.

يقول ريس ، الذي ليس في فريق ديسي ، إنه في ذلك الوقت لم يكن متأكدًا مما إذا كانت النتيجة ستستمر مع المزيد من البيانات. في الواقع ، لقد أصبح أقوى فقط. “إنه لأمر مثير للغاية بالنسبة لي أنه يبدو ذلك [the team] لم يجد أي مشكلة في التحليل بعد عام آخر ، وبعد إضافة المزيد من البيانات. إذا كان أي شيء ، فإن النتيجة أكثر أهمية “.

ومع ذلك ، فإن النتيجة لا تزال لا تفي بالمستوى الإحصائي “5 Sigma” الذي يستخدمه الفيزيائيون تقليديًا للاحتفال بالاكتشاف باعتباره حقيقية ، وليس بمثابة نساء إحصائي. يصل التحليل الحالي إلى 4.2 سيغما ، لكن عضو الفريق مصطفى إيهاك بوشاكي من جامعة تكساس في دالاس يقول إن الفريق يعتقد أنه مع استمرار ديسي في أخذ البيانات ، يجب أن تصل النتيجة إلى 5 سيغما في غضون عامين. يقول: “هذه النتيجة حول الطاقة المظلمة هي شيء لم نتوقع حدوثه في حياتنا”.

يقول إيشاك بوشاكي ، أحد الطمأنينة ، هو أن النتيجة لا تعتمد فقط على البيانات من DESI ، ولكن أيضًا على عدة استطلاعات أخرى للكون. يقارن RIESS الموقف بالبراز متعدد الأرجل ، حيث لا يجعل كسر ساق واحدة-أو إزالة مجموعة بيانات واحدة-الاستنتاج تمامًا.

على افتراض أن الساقين تمسك ، يمكن أن يبدو الكون مختلفًا تمامًا عن صورتنا الحالية لها. إذا استمرت الطاقة المظلمة في أن تصبح أضعف ، فقد يصل الكون إلى حالة تتوسع فيها بمعدل ثابت بدلاً من أسرع وأسرع ، كما يقول Ishak-Boushaki. كما أن بعض السيناريوهات الدرامية تصبح أكثر منطقية ، مثل “الأزمة الكبيرة” ، حيث يبدأ الكون في التعاقد بدلاً من التوسع والانهيار في نهاية المطاف على نفسه ، كما يقول.

يظل المستقبل الدقيق للكون سؤالًا مفتوحًا ، وليس Desi الأداة الوحيدة التي يستخدمها الباحثون للإجابة عليه. يشير ريس إلى العديد من الدراسات الاستقصائية الأخرى للكون ، مثل تلسكوب ناسا غريس الروماني للفضاء ومرصد فيرا روبن في تشيلي ، والتي تم تصميمها للمساعدة في إلقاء الضوء على الطبيعة الحقيقية للطاقة المظلمة.

في حين أن النماذج الرياضية لكون مع تغيير الطاقة المظلمة لا تزال بحاجة إلى اللحاق بهذه الملاحظات ، يقول بيرسيفال إنه يتوقع أن يساعد العمل النظري المستقبلي في تصميم المزيد من التجارب التي ستختبر افتراضاتنا مباشرة حول هذه القوة الغامضة.

يقول إيشاك بوشاكي: “فيما يتعلق بالنماذج النظرية ، فتح صندوق باندورا للتو. لقد عالقنا مع ثابت كوني”. “لم نعد عالقًا بعد الآن.”