کشف عجیب دانشمندان درباره جهان

وب سایت کلیک: شبیه سازی های کامپیوتری جدید وجود انرژی تاریک را زیر سوال بردند، انرژی تاریک که ۶۸ درصد جهان را دربر می گیرد، نیرویی نظری است که منجر به انبساط جهان می شود.

طبق مدل ماده سرد تاریک لامبدا (Lambda-CDM) که استاندارد پذیرفته شده رایج برای چگونگی آغاز و تکامل جهان است، ماده معمولی که ما هر روز با آن مواجه می شویم تنها ۵ درصد چگالی جهان را می سازد و ماده تاریک ۲۷ درصد چگالی جهان را دربردارد، ۶۸ درصد باقی مانده انرژی تاریک (یک نیروی تئوری که منجر به انبساط جهان می شود) است. اما مطالعه ای جدید در حال تحقیق روی این موضوع است که آیا به طور کلی انرژی تاریک وجود دارد؟ شبیه سازی های کامپیوتری نشان می دهند با بررسی ساختار متغیر کیهان، وجود حفره در این نظریه، که انرژی تاریک باید جای آن را پرکند، از بین می رود.

طبق نشریه ای در سال ۱۹۱۵ نظریه نسبیت عام انیشتین اساس اصلی مورد قبول درمورد شکل گیری جهان است که گفته شده حدود ۱۳٫۸ بیلیون سال پیش بیگ بنگ باعث انبساط جهان شده است. مشکل آن است که معادلات این نظریه به طرز باورنکردنی پیچیده هستند، بنابراین فیزیکدانان تمایل دارند که بخش هایی از آن را ساده کنند تا کار با آن ها عملی تر شود. زمانی که مدل ها از این نسخه های ساده شده ساخته شوند، این حفره های کوچک در نظریه می توانند باعث تفاوت های زیادشوند.

معادلات نسبیت عام انیشتین که انبساط جهان را توضیح می دهند بسیار پیچیده هستند، تا جایی که برای یکصد سال هیچ راه حلی برای تاثیر ساختارهای کیهانی که یافت شده بودند، محاسبه نشد. با مشاهدات دقیق ابرنواختر می توان فهمید که جهان در حال شتاب است، اما در همین زمان، ما به تقریب های درشتی از معادلات انیشتین اعتماد می کنیم که ممکن است اثرات جانبی مهمی مانند نیاز به انرژی تاریک در مدل های طراحی شده برای متناسب کردن داده های مشاهده ای را در پی داشته باشند.

انرژی تاریک هرگز مستقیما مشاهده نشده است، و تنها می تواند به واسطه اثراتش روی اشیاء دیگر مشاهده شود. وجود آن و ویژگی هایش هنوز به صورت نظریه باقی مانده است و می تواند وجود حفره ها در مدل های رایج را پر کند.

نیروی مرموز اولین بار در سال ۱۹۹۰ براساس مشاهدات روی ابرنواختر نوع Ia، به عنوان نیروی موثر در انبساط شتابدار جهان مطرح شد. گاهی اوقات این لکه های نورانی که شمع های استاندارد نامیده می شوند با یک بیشینه روشنایی ثابت می درخشند و با اندازه گیری روشنایی نور در مدت زمانی خاص به زمین می رسند، ستاره شناسان می توانند فاصله ما از شی ء را بدین صورت مشخص کنند.

این تحقیق درتوسعه پذیرش این ایده که انرژی تاریک انبساط جهان را شتاب می بخشد، سودمند است، و دانشمندان این کشف مهم در سال ۲۰۱۱ جایزه نوبل فیزیک را دریافت کردند. اما مطالعات دیگر اعتبار این نتیجه را زیر سوال بردند، و برخی محققان در تلاشند تا با استفاده از نرم افزار تصویر صحیح تری از کیهان ایجاد کنند تا بتواند همه پیچیدگی های نظریه نسبیت عام را در نظر بگیرند.

تصویر: مقایسه این سه مدل از انبساط جهان: بالا سمت چپ، به رنگ قرمز، مدل Lambda-CDM، شامل انرژی تاریک؛ وسطی، به رنگ آبی،مدل Avera، که برای ساختار محاسبه می شود و نیازمند انرژی تاریک نیست؛ و سمت راست، به رنگ سبز مدل اصلی Einstein-de Sitter است که شامل انرژی تاریک نیست.

طبق مطالعه جدید از دانشگاه لورند در هانگری و دانشگاه هاوایی، تفاوتی که انرژی تاریک هنگام پرکردن حفره ها ایجاد کرده است، ممکن است به سبب ساده کردن بخش هایی از نظریه باشد. محققان براساس ساختار بزرگ مقیاس جهان، یک شبیه سازی کامپیوتری از چگونگی تشکیل جهان ایجاد کردند. این ساختار ظاهرا شکل حباب به خود می گیرد، و کهکشان ها در دیواره نازک هر حباب یافت شدند، اما کیسه های بزرگ در مرکز اغلب عاری از ماده تاریک و معمولی هستند.

گروه محققان چگونگی تاثیر جاذبه بر ماده در این ساختار را شبیه سازی کردند و پی بردند که بجای آنکه انبساط جهان به شیوه صاف و یکنواخت صورت گیرد، بخش های مختلف آن با آهنگ های متفاوتی انبساط می یابند. مهم تر آنکه آهنگ کلی میانگین انبساط با مشاهدات و طبق انبساط شتابدار همچنان ثابت است. نتیجه پایانی همان است که محققان آن را مدل آورا می نامند.

نظریه نسبیت عام در فهم شیوه تکامل جهان امری اساسی است. اعتبار آن زیر سوال نرفته است بلکه اعتبار راه حل های تقریبی زیر سوال رفته است. یافته های ما وابسته به یک تخمین ریاضی است که منجر به یک انبساط متفاوت از فضا مطابق با نسبیت عام می شود و نشان می دهند که تشکیل ساختارهای پیچیده ماده، چگونه انبساط را تحت تاثیر قرار می دهند. این مسائل قبلا از میان رفته اند اما به حساب آوردن آن ها می تواند شتاب را بدون نیاز به انرژی تاریک توضیح دهند.

اگر این تحقیق دقیق بررسی شود، ممکن است بتواند تجسم وجود انرژی تاریک در فیزیک را از بین ببرد.