حل معمای انبساط دنیا با یاری نوع جدیدی از انرژی تاریک - ذهن خاکستری

به گزارش خبرنگاران و به نقل از نیچر، در دو مطالعه مجزا که هر دو به صورت پیش چاپ در مجله arXiv منتشر شدند محققان پیروز به شناسایی اولین نشانه های انرژی تاریک اولیه در داده های جمع آوری شده به وسیله تلسکوپ کیهانی آتاکاما(Atacama Cosmology Telescope) در سال های 2013 تا 2016 در شیلی شده اند. این یافته ها در صورت تایید می توانند به حل یک معمای قدیمی در خصوص داده های اولیه دنیا که به نظر می رسد با نرخ انبساط کیهانی میزان گیری شده کنونی سازگار نیستند یاری کند. با این حال این داده ها در مراحل اولیه قرار دارند و به طور قطعی وجود این نوع از انرژی تاریک را تایید نمی نمایند.

سیلویا گالی(Silvia Galli)، کیهان شناس موسسه اخترفیزیک پاریس می گوید: برای آن که این داده ها را کشف نو فیزیک بدانیم باید حساسیت و دقت زیادی به خرج دهیم.

نویسندگان هر دو مقاله که یکی از آنها به وسیله محققان تلسکوپ کیهانی آتاکاما و دیگری به وسیله گروهی مستقل منتشر شده است، بیان کردند که داده های آن ها برای آن که با قطعیت انرژی تاریک اولیه را تشخیص دهند، کافی نیست اما رصدهای تلسکوپ کیهانی آتاکاما و سایر رصدخانه ها مانند تلسکوپ قطب جنوب می توانند اطلاعات دقیق تری فراهم نمایند.

کالین هیل(Colin Hill)، یکی از نویسندگان مقاله محققان تلسکوپ کیهانی آتاکاما و کیهان شناس دانشگاه کلمبیا در نیویورک می گوید: اگر یافته های ما حقیقت داشته باشد و دنیا اولیه دارای انرژی تاریک بوده باشد بنابراین باید بتوان سیگنال هایی قوی از آن مشاهده کرد.

ترسیم تابش زمینه کیهانی

هر دو تلسکوپ کیهانی آتاکاما و قطب جنوب به گونه ای طراحی شده اند که می توانند از تابش زمینه کیهانی نقشه برداری نمایند.

تابش زمینه کیهانی تابشی الکترومغناطیسی است که سراسر دنیا را فرا گرفته و کیهان شناسان برای درک دنیا از آن استفاده می نمایند. محققان با آنالیز تغییرات این تابش توانستند شواهد قانع نماینده ای برای مدل استاندارد کیهانی پیدا نمایند. بر طبق این مدل تکامل دنیا شامل سه عنصر اصلی است. انرژی تاریک، ماده تاریک مرموز مشابه که باعث به وجود آمدن کهکشان ها شده است و ماده معمولی که کمتر از پنج درصد جرم و انرژی دنیا را شامل می گردد.

نقشه های نو از تابش زمینه کیهانی به وسیله ماموریت پلانک آژانس فضایی اروپا طی سال های 2009 تا 2013 ترسیم شده است. براساس این داده ها و با فرض صحیح بودن مدل استاندارد کیهانی سرعت انبساط دنیا میزان گیری شد اما طی دهه اخیر با آنالیز ابرنواخترها و سایر روش ها مشخص شد که سرعت انبساط دنیا 5 تا 10 درصد بیشتر است.

تلسکوپ کیهانی آتاکاما

دنیا با چه سرعتی در حال انبساط است؟

نظریه پردازان برای شرح این تفاوت تغییراتی در مدل استاندارد پیشنهاد نموده اند. دو سال گذشته مارک کامیونکوفسکی(Marc Kamionkowski) از دانشگاه جان هاپکینز(Johns Hopkins) در بالتیمور و همکارانش ماده ای نو برای مدل استاندارد پیشنهاد کردند و آن انرژی تاریک اولیه بود. ماده ای که چند صد هزار سال پس از مه بانگ در دنیا پیشرفته است.

انرژی تاریک اولیه به میزان کافی برای سرعت بخشیدن به انبساط دنیا مناسب نبود اما می توانست باعث سریع تر خنک شدن پلاسمایی گردد که در نتیجه مه بانگ ایجاد شده است.

این امر بر نحوه تفسیر داده های تابش زمینه کیهانی اثر می گذارد.

محققان در دو مطالعه اخیر دریافتند که داده های تلسکوپ کیهانی آتاکاما از تابش زمینه کیهانی با مدل کیهانی که در آن انرژی تاریک اولیه وجود دارد بیشتر مطابقت دارد.

هیل می گوید: براساس تابش های زمینه کیهانی، این مدل نو و داده های تلسکوپ کیهانی آتاکاما می توان گفت دنیا اکنون 12.4 میلیارد سال سن دارد و 11 درصد از آنچه قبلا با استفاده از مدل استاندارد قبلی تخمین زده شده بود جوان تر است. در مدل قبلی سن دنیا 13.8 میلیارد سال محاسبه شده بود. انبساط دنیا هم با توجه به این مدل نو پنج درصد سریع تر رخ می دهد که مشابه آن چیزی است که کیهان شناسان امروزه محاسبه نموده اند.

عدم تطابق همچنان ادامه دارد

گالی گفت که به نظر می رسد داده های تلسکوپ کیهانی آتاکاما با محاسبات گروه پلانک تطابق ندارد و اگرچه بعضی از داده های آن از انرژی تاریک اولیه حمایت می نماید اما باید این یافته ها با داده های تلسکوپ قطب جنوب هم مقایسه گردد.