انرژي تاريك، قدرت ناشناخته كيهان

واضح آرشیو وب فارسی:همشهری: انرژي تاريك، قدرت ناشناخته كيهان
فضا- همشهري آنلاين :
وقتي كه توپي را به سمت بالا پرتاب مي‌كنيد، نيروي گرانش رفته رفته سبب كاهش سرعت حركت توپ نسبت به لحظه پرتاب آن مي‌شود

براي دهه‌هاي متوالي، كيهان‌شناسان تصور مي‌كردند كه جهان پس از انفجار بزرگ نيز همين روند را طي مي‌كند و اگرچه كهكشان‌ها هركدام به سويي درحركتند، اما سرعت حركت جمعي آنها با گذشت زمان رو به كاهش است.

اما يك دهه پيش، كيهان‌شناسان دريافتند كه از چند ميليارد سال پيش، سرعت انبساط جهان در حال افزايش است آنها معتقدند كه ظاهرا نيرويي پاد گرانش كه آن را "انرژي تاريك " مي‌نامند سبب اين انبساط فزاينده است. اما آيا شواهدي بر درستي اين فرضيه وجود دارد؟

بنابر مشاهدات صورت گرفته، ابرنواخترهايي كه در فاصله‌هاي فوق‌العاده زيادي از زمين قرار دارند، دورتر از مكاني هستند كه (در صورت كاهش سرعت انبساط جهان) بايد باشند. در سال‌هاي اخير كيهان‌شناسان در جستجوي شواهدي براي اثبات وجود ماده تاريك، به آناليز خوشه‌هاي كهكشاني بسيار دور متشكل از هزاران كهكشان پرداخته‌اند كه جرم هر كدام از آنها بيش از يك ميليون ميليارد (1015) برابرخورشيد ماست . در واقع بررسي اين خوشه‌هاي كهكشاني به عنوان وسيع‌ترين ساختار گرانشي شناخته شده جهان نشان مي‌دهد كه نيرويي ناشناخته تكامل تدريجي آنها را تحت تاثير خود قرار داده است.

بيشترين ماده تشكيل دهنده خوشه‌هاي كهكشاني، گازهاي داغي هستند كه پرتوهاي ايكس ساطع مي‌كنند.Abell85 نمونه‌اي از اين خوشه‌هاست. اين تصوير تركيبي است كه در ناحيه پرتو ايكس (توسط رصدخانه پرتو ايكس چاندرا) و نور مرئي (كاوشگر ديجيتال آسمان Sloan) گرفته شده است.

تيمي به سرپرستي آلكسي ويكلينين از رصدخانه اخترفيزيكي اسميت‌سونيان دريافته‌اند خوشه‌هاي كهكشاني پير بسيار سنگين‌تر از خوشه‌هايي هستند كه به تازگي شكل گرفته‌اند. ويكلينين در اين مورد مي‌گويد: "در واقع آنچه كه ما يافته‌ايم اين است كه سرعت رشد اين كهكشان‌ها در 5/5 ميليارد سال گذشته كاهش يافته است و بي‌ترديد اين نشانه اي از وجود ماده تاريك است."

محققان با استفاده از رصدخانه پرتو ايكس چاندراي ناسا و با نقشه‌برداري ازبسياري از اين خوشه‌هاي داغ، نوراني و درخشنده كه برخي نسبتا جوان و برخي پيرتر بودند، توانستند جرم آن‌ها را محاسبه كنند كه نتايج آن در شماره دهم مجله اختر فيزيك در فوريه سال 2009 منتشر خواهد شد.

ويليام فورمن از همكاران رصدخانه اسميت‌سونيان مي گويد: " در واقع رشد يك خوشه كهكشاني رقابتي است ميان كشش گرانش و شتاب فزاينده انبساط آن. " مشاهداتي كه توسط رصدخانه چاندرا صورت گرفته نشان مي‌دهد كه خوشه‌هاي كهكشاني جوان‌تر نسبت به كهكشان‌هايي كه پيشتر به هم پيوسته‌اند جرم كمتري دارند و چندين ميليارد سال است كه نيروي دفع كننده انرژي تاريك بر نيروي گرانش غلبه يافته است.

انبساط جهان در واقع كشمكشي است بين نيروي گرانش (تحت كنترل ماده تاريك ) و نيروي دفع كننده‌اي كه ما آن را با نام" انرژي تاريك" مي‌شناسيم. و نتايج جديد نشان دهنده پيروزي انرژي تاريك و انبساط جهان با شتابي فزاينده است.

در هر صورت اين نتايج اين اطمينان را به دانشمندان داده است كه انرژي تاريك به نحوي با اجزاي فضا در ارتباط است ،نظريه‌اي كه توسط آلبرت اينشتين پذيرفته و سپس رد شد ؛ اينشتين براي توضيح اينكه چگونه يك جهان ايستا (تئوري رايج در آن زمان) مي‌تواند در برابر رمبشي كه براثر گرانش خودش به وجود مي‌آيد مقاومت كند "ثابت كيهان شناختي" را در معادلات خود قرار داد كه بعدها آن را رد كرد.

نتايج جديد نشان مي‌دهد كه چيزي كه ما به عنوان ماده معمولي مي‌شناسيم يعني ماده اي كه كهكشان‌ها را مي‌سازد و خود از ذرات زير اتمي ساخته شده است تنها 4 % از جهان ما را اشغال كرده است و بقيه شامل 24% ماده تاريك (كه اگرچه كيهان‌شناسان نظريه‌هايي در مورد تشكيل آن دارند ولي هنوز كشف نشده است ) و 74% انرژي تاريك است كه اين تقسيم بندي توسط مشاهدات اخيري كه از سوپرنواها در يك دهه گذشته انجام شده نيز مورد تاييد قرار گرفته است.

ديگر نظريه‌هاي توضيحي ارائه شده در مورد انرژي تاريك، نظريه نسبيت عام اينشتين را با كاستي‌هايي مواجه كرده كه نياز به قانون‌هاي گرانشي تكميل كننده دارد؛‌ براي مثال نظريه وجود ناحيه نامرئي انرژي كه "quintessence" نام دارد و بخش اعظمي از جهان را اشغال كرده است و يا بر اساس تئوري ريسمان ابعاد اضافي و كشف نشده جهان ، نمونه هايي از اين نظريه ها هستند.

ديويد اسپرگل از دانشگاه پرينستون مي‌گويد: " ساده ترين توضيح اين است كه انرژي تاريك با فضاي خالي ارتباط دارد ،به عبارت ديگر حتي "هيچ" هم وزني دارد و دنيا از مقدار فراواني "هيچ " تشكيل شده است و همه چيز در حال شتاب گرفتن هستند. او اين دستاورد جديد را "پيروزي نسبيت عام " مي‌نامد.

مايكل ترنر، كيهان‌شناس با تجربه دانشگاه شيكاگو نيز با اين مسئله موافق است. او مي‌گويد: "شواهدي كه رصدخانه چاندرا در اختيار ما قرار داده است پنجره‌اي است به سوي تكنيكهاي جديد و همه مشاهداتي كه تاكنون صورت گرفته با ثابت كيهان شناختي سازگاري دارد، اما 10 سال بعد نيز ما همچنان در حال خاراندن سرهايمان هستيم هنوز فضا براي نظريه هاي ديگري همچون "quintessence" وجود دارد.

اكنون كيهان‌شناسان با اطمينان بيشتر در مورد وجود انرژي تاريك مي‌توانند دنيايي را تصور كنند كه با سرعت نور حركت مي‌كند. ما در آينده ستارگان درخشان راه شيري و كهكشان آندرومدا (كه در حال نزديك شدن به ماست ) را بالاي سر خود خواهيم داشت اما چند ده ميليارد سال بعد شايد اين تنها چيزي باشد كه از دنياي مرئي براي ما باقي مانده است.

آسمان پارس
شنبه 7 دي 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: همشهری]

[مشاهده در: www.hamshahrionline.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 106]