چگونه به احتمال وجود ماده و انرژی تاریک پی بردیم؟
به گزارش دیجیتالر، ما هیچگاه ماده تاریک و انرژی تاریک را ندیده ایم. پس چرا فکر می نماییم آنها وجود دارند؟
به گزارش دیجیتالر به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، ما در مورد نیروی فراگیری که ۶۸ درصد از کل انرژی جهان را تشکیل می دهد، اطلاعات بسیار کمی داریم.
دانشمندان فکر می کنند که تنها حدود پنج درصد از مواد تشکیل دهنده ی جهان برای ما شناخته شده است.
مدلهای کیهان شناختی نشان می دهند که انرژی نامرئی و ماده باید در مجموع ۹۵ درصد از جهان را تشکیل دهند تا بر مبنای نظریه های موجود کار کنند.
بخش نامرئی جهان از دو جزء انرژی تاریک و ماده تاریک تشکیل شده است. مورد دوم تا حدودی کمتر مرموز است و دانشمندان نسبتا از وجود آن مطمئن هستند چونکه قوانین گرانش بدون آن کار نمی کنند. اگر ماده ی مرئی تمام آن چیزی بود که وجود داشت، کهکشان ها نمی توانستند بعد از مه بانگ به اندازه ی فعلی شان ادغام شوند. در واقع، اگر گرانش ماده مرئی تنها نیرویی باشد که آنها را به سمت هم می کشد، خیلی از کهکشان ها در کنار هم نمی ماندند.
تلسکوپ فضایی جدید اروپا به نام اقلیدس تلاش خواهد نمود تا از این موارد نامرئی نقشه برداری کند، اما اگر یافته های آن مطابق با انتظارات نباشد چه؟ چیزهای زیادی در خطر است، همچون نظریه نسبیت عام معروف و پذیرفته شده ی اینشتین.
نخستین مشاهداتی که نشان داده است ماده تاریک باید در جهان وجود داشته باشد تا از جدا شدن اشیاء جلوگیری نماید، در دهه ی ۱۹۳۰ انجام شد. از آن زمان، ستاره شناسان دریافتند که این ماده ی تاریک نامرئی باید دستکم ۸۵ درصد از کل ماده در جهان را تشکیل دهد. دانشمندان دهه ها است تلاش می کنند تا این ماده ی نامرئی را شناسایی کنند، که به نظر آنها باید از نوعی ذرات تشکیل شده باشد که شاید شبیه نوترینوهای بی اثری باشد که به سختی با جهان مرئی تعامل دارند.
با این وجود، وضعیت انرژی تاریک پیچیده تر است. کشف این نیروی گریزان به سال ۱۹۹۸ برمی گردد، زمانیکه ستاره شناسان دریافتند که انبساط جهان درحال شتاب گرفتن است. خود انبساط در ابتدا توسط انرژی مه بانگ هدایت می شد، اما از آنجاییکه مه بانگ خیلی وقت پیش(به طور دقیق ۱۳.۸ میلیارد سال پیش) اتفاق افتاده، این انبساط باید کُند شود.
برای جبران این معما، نظریه پردازان فرض کردند که یک نیروی مرموز به نام انرژی تاریک، باید وجود داشته باشد که بر خلاف گرانش عمل می کند و ماده را از هم جدا می کند. به نقل از ناسا، مدلهای کیهانی نشان می دهند که انرژی تاریک ۶۸ درصد از کل انرژی کیهان را تشکیل می دهد. اما ستاره شناسان اعتراف می کنند که شواهد وجود آن کمی مبهم است.
ایزوبل هوک(Isobel Hook)، استاد اخترفیزیک در دانشگاه لنکستر در بریتانیا و دانشمند اقلیدس می گوید: [شتاب انبساط] جهان وقتی فکر می کنید که فقط گرانش وجود دارد، معنا ندارد. این فرایند نباید کُند شود. ازاین رو این حقیقت که ما سریع تر شدن آنرا مشاهده می نماییم به این مفهوم است که باید چیز دیگری وجود داشته باشد و ما آنرا انرژی تاریک می نامیم چونکه واقعا نمی دانیم چیست.
هوک یکی از اعضای تیمی بود که در سال ۱۹۹۸ آن کشف را انجام داد و از آن زمان تاکنون، درست مانند خیلی از دانشمندان دیگر، در این فکر بوده است که این انرژی تاریک واقعا چه می تواند باشد.
او اظهار داشت: ما واقعا نمی دانیم. بهترین نظریه اینست که احیانا به شکلی خاصیت خود فضا است، مانند نوعی انرژی که در همه جا و همیشه وجود دارد، اما هیچ توضیحی برای آن وجود ندارد.
مدلها نشان می دهند که این انرژی باید به صورت مساوی در سراسر دنیا توزیع شود و همیشه قدرت یکسانی داشته است. در ایام اولیه کیهان، تاثیرات انرژی تاریک به این اندازه قابل مشاهده نبود، چونکه انرژی اولیه از مه بانگ بخش عمده ای از انبساط جهان را هدایت می کرد.
جوزپه راکا(Giuseppe Racca)، مدیر پروژه اقلیدس در آژانس فضایی اروپا(ESA)، به اسپیس گفت، با این وجود، حدود پنج تا شش میلیارد سال پیش، انرژی تاریک به نیروی غالبی تبدیل شد که بر خلاف گرانش هر دو، ماده معمولی و تاریک عمل می کند.
با این وجود، این احتمال هم وجود دارد که در نهایت چیزی به نام انرژی تاریک وجود نداشته باشد و مدلهای کیهانی که وجود آنرا ایجاب می کنند اشتباه باشند. این مدلها بر مبنای نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین که قوانین فیزیکی جهان را در یک سری معادلات توصیف می کنند، بوجود آمده است. اگر مشاهدات آتی تلسکوپ اقلیدس و سایر تلسکوپ های آینده که برای مطالعه انرژی تاریک طراحی شده اند نشان دهد که انرژی تاریک نیروی ثابت و همه جانبه ای نیست، به این مفهوم است که این نظریه مشهور به صورت کامل صحیح نیست.
راکا می گوید: ما می دانیم که نسبیت عام در سطح یک سیستم خیلی خوب عمل می کند. اما این احتمال وجود دارد که در مقیاس کیهانی به خوبی کار نکند و ازاین رو انرژی تاریک مورد نیاز نباشد.
اقلیدس با نقشه برداری از توزیع کهکشان ها در ۱۰ میلیارد سال قبل و مقایسه ی چگونگی تغییر این توزیع در طول تکامل جهان به دنبال شواهدی از انرژی تاریک خواهد بود. مشاهدات نشان خواهد داد که آیا واقعا به نظر می آید که یک نیروی دائمی در همه جا در عمل وجود دارد یا شاید چیز دیگری درحال وقوع است.
هوک می گوید: امکان دارد متوجه شویم که اثرات این انرژی ثابت را در همه جا نمی بینیم، اما تفاوت هایی را در جایی یا در زمان می بینیم. سپس همه چیز واقعا جالب خواهد شد و واقعا انقلابی خواهد بود، چونکه ما باید نظریه های خویش را کاملا تغییر دهیم.
این احیانا به معنای بردن جوایز نوبل برای کاشفان خواهد بود. تلسکوپ اقلیدس که در اول ژوئیه توسط موشک فالکون ۹ اسپیس ایکس به فضا پرتاب شد، شش سال طول می کشد تا یک سوم آسمان خارج از کهکشان ما یعنی کهکشان راه شیری را ترسیم کند.
منبع: digitaler.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب