هناك طريقة جديدة قد تحل أو لا تحل لغز ما يسرع توسع الكون
أميت أورين
الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/univers0605.html
أعلن علماء الكونيات من جامعة برينستون عن طريقة جديدة لفهم سبب تسارع توسع الكون. وستكون التقنية المقترحة قادرة على تحديد ما إذا كان مصدر التسارع الكوني هو شكل من أشكال الطاقة المظلمة في الكون لم يعرف بعد أم أنه علامة على انهيار نظرية النسبية العامة لأينشتاين على النطاق الواسع للكون. ويعرض النتيجة اليوم الباحث الرئيسي الدكتور مصطفى إسحاق بوشاكي، الباحث المشارك في جامعة برينستون في نيوجيرسي، أمام اجتماع الجمعية الفلكية الكندية في مونتريال، كيبيك.
"يعتمد التوسع المتزايد للكون على واحدة من أكثر المشاكل تحديًا وإثارة للاهتمام في الفيزياء الفلكية. علاوة على ذلك، فهو مرتبط بمشكلات في العديد من المواد الأخرى في الفيزياء. ويركز عملنا البحثي على تقييد الأسباب المختلفة والمحتملة لهذا التسارع." يقول الدكتور اسحق بوشكي.
على مدى السنوات الثماني الماضية، أثبتت العديد من الملاحظات الفلكية المستقلة أن توسع الكون قد دخل مرحلة التسارع. وجاء اكتشاف التسارع بمثابة مفاجأة لعلماء الفيزياء الفلكية، الذين توقعوا قياس تباطؤ التوسع الناجم عن قوة الجاذبية بين المادة في الكون.
ومن أجل تفسير التسارع الكوني، قدم علماء الكون النظري فكرة مكون الطاقة الجديد الذي من شأنه أن يشكل ثلثي كثافة الطاقة الكلية في الكون ويكون طاردا للجاذبية وليس جاذبا. هذا المكون يسمى "الطاقة المظلمة".
هل الطاقة المظلمة حقيقية؟ "نحن لا نعرف"، يعلق البروفيسور ديفيد سبيرجيل من برينستون. "يمكن أن يكون شكلاً جديدًا تمامًا من الطاقة أو ختمًا رصديًا لفشل نظرية النسبية العامة لأينشتاين. وعلى أية حال، فإن وجودها سيكون له تأثير قوي على فهمنا للمكان والزمان. هدفنا هو أن نكون قادرين على التمييز بين الأمرين."
إن أبسط حجة للطاقة المظلمة هي الثابت الكوني الذي طرحه أينشتاين قبل ثمانين عاما من أجل استكمال نظريته النسبية العامة بفكرته المسبقة بأن الكون ساكن. واضطر إلى التراجع عن نظرية الثابت الكوني بعد عدة سنوات، عندما تم اكتشاف توسع الكون. وأدى اكتشاف التسارع الكوني إلى إحياء النقاش حول الثابت الكوني في إطار جديد.
هناك احتمال آخر مختلف جذريًا وهو أن التسارع الكوني هو السمة المميزة لنظرية الجاذبية الجديدة التي تدخل المقاييس الكبيرة جدًا للكون، وليس نتاجًا للطاقة المظلمة. تتأثر بعض نماذج الجاذبية المقترحة مؤخرًا بنظرية الأوتار الفائقة والفيزياء متعددة الأبعاد.
هل يمكننا التفريق بين هذين الخيارين؟ يوضح الإجراء المقترح أن الإجابة هي نعم. المعلومات العامة هي كما يلي: إذا كان التسارع بسبب الطاقة المظلمة، فإن تاريخ توسع الكون يجب أن يكون متسقًا مع معدل نمو مجموعات المجرات. ستمثل انحرافات التتبع هذه انهيار النسبية العامة على نطاقات واسعة جدًا من الكون. ينفذ الإجراء المقترح هذه الفكرة من خلال مقارنة بيانات الطاقة المظلمة من أقمار صناعية مختلفة للأبحاث الكونية ويجعل من الممكن تحديد أي تناقضات بوضوح.
على سبيل المثال، تم أخذ الكون الموصوف بنظرية الجاذبية الخماسية الأبعاد في الاعتبار في هذه الدراسة، ويمكن ملاحظة أن الإجراء يمكن أن يحدد توقيع هذه النظرية. والأهم من ذلك، أنه يمكن ملاحظة أن التجارب الفلكية المستقبلية يمكن أن تميز بين نظريات الجاذبية المعدلة ونماذج الطاقة المظلمة.
وأشرف على العمل البحثي على النتائج المقدمة د. مصطفى عشق بوشكي بالتعاون مع البروفيسور ديفيد سبيرجيل، وكلاهما من قسم علوم الفيزياء الفلكية بجامعة برينستون، وأمول أوبادهي، طالب السنة النهائية في قسم الفيزياء بجامعة برينستون.
متذوق الفيزياء الفلكية - الكون
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~176371836~~~60&SiteName=hayadan
