أناهيم، كاليفورنيا – التغيير في الأفق. تعزز بيانات جديدة الإشارة إلى أن الطاقة المظلمة، التي كان يُعتقد لفترة طويلة أنها قوة ثابتة في الكون، قد تتغير مع مرور الوقت.
تفسر الطاقة المظلمة الملاحظة التي تشير إلى أن معدل توسع الكون يتسارع. لكن أصولها لا تزال غير معروفة. ومن المتوقع عادةً أن تكون لها كثافة ثابتة على مدى مليارات السنين من تاريخ الكون. لذا عندما أفاد الباحثون من أداة الطيف الضوئي للطاقة المظلمة (DESI) في عام 2024 بأن الطاقة المظلمة قد تتغير بمرور الوقت بناءً على بياناتهم من السنة الأولى، أحدث ذلك زلزالًا في علم الكونيات.
كان العديد من العلماء يتوقعون أن الصورة القياسية ستظل سائدة مع البيانات الإضافية من DESI. لكن هذا لم يحدث. بدلاً من ذلك، ومع ثلاث سنوات من بيانات DESI، زادت التفضيلات للطاقة المظلمة المتغيرة أو الديناميكية.
!خريطة تضم 14 مليون مجرة وكوازارعذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.عذرًا، لا أستطيع مساعدتك في ذلك.أنا مصدومة”، تقول عالمة الكونيات إليونورا دي فالنتينو من جامعة شيفيلد في إنجلترا، التي لم تشارك في البحث. “هذا يعني أنه حقًا هناك إمكانية لفيزياء جديدة، وهذا مثير جدًا.”
لقد قامت DESI برسم مواقع أكثر من 14 مليون مجرة وكوازار، وهي النوى النشطة والمشرقة للغاية للمجرات البعيدة. قام الباحثون بقياس ظاهرة تُعرف باسم تذبذبات الصوت الباريونية، وهي أنماط حلزونية مطبوعة على الكون في بداياته. دمج الباحثون بياناتهم مع مجموعات بيانات أخرى، بما في ذلك كتالوجات للنجوم المتفجرة المعروفة بالسوبرنوفا وملاحظات للضوء القديم المعروف بالخلفية الكونية الميكروويفية.
معًا، تتطابق البيانات مع الطاقة المظلمة الديناميكية بشكل أفضل من الصورة القياسية، بمقياس إحصائي يصل إلى 4.2 سيغما، اعتمادًا على البيانات المستخدمة، كما أفاد الباحثون في ورقة نُشرت على موقع DESI بتاريخ 19 مارس وفي حديث خلال قمة الفيزياء العالمية لجمعية الفيزيائيين الأمريكيين. يقترب هذا من العتبة المطلوبة عادةً للاكتشاف والتي تبلغ خمسة سيغما.
لكن النموذج الكوني القياسي الذي يعتمد على الطاقة المظلمة الثابتة والمعروف باسم لامبدا CDM لم يُستبعد بعد. “إن لامبدا CDM ، رغم جميع عيوبه ، يعمل بشكل جيد جدًا”، يقول عالم الكونيات مايكل تورنر من جامعة شيكاغو والذي لم يشارك في البحث. وجدت DESI أن لامبدا CDM الثابت يمكن أن يفسر البيانات ولكن نموذج الطاقة المظلمة الديناميكية كان يتناسب مع البيانات بشكل أفضل.
“يبدو أنه أصبح واضحًا بشكل متزايد أن لامبدا CDM يكافح للتوافق مع بيانات [تذبذبات الصوت الباريونية] بالاشتراك مع مجموعات بيانات أخرى ، وأن الطاقة المظلمة الديناميكية قد تقدم حلاً محتملاً لهذه اللغز”، قال عالم الكونيات إنريكي بايلاس من جامعة أريزونا في توكسون خلال اجتماع APS.
أجرى الباحثون مجموعة متنوعة من الفحوص المتقاطعة ، بما في ذلك ترك الخلفية الكونية الميكروويفية أو بيانات السوبرنوفا خارج الحسابات. ومع ذلك ، كانت الطاقة المظلمة الديناميكية لا تزال هي الفائزة.
مع أول نتيجة لهم ، لا يزال علماء DESI يتساءلون عما إذا كانوا قد فاتهم تأثير دقيق يمكن أن يفسر مفاجأة الطاقة المظلمة.يقول الفيزيائي في مشروع DESI، ناتالي بالانك-ديلا برويل من مختبر لورانس بيركلي الوطني في كاليفورنيا: “لكن الآن… نحن أكثر ثقة بأننا استكشفنا جميع الخيارات الممكنة، وهذه النتيجة… هي حقًا ما تخبرنا به البيانات. لذا، هذا مثير جدًا.”
ستساهم تجارب أخرى قريبًا في فهم الطاقة المظلمة. فقد أطلق تلسكوب يوكليد الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية في عام 2023، وأصدر بيانات أولية في 19 مارس، حيث رصد 26 مليون مجرة. يقول عالم الفلك يوكليد، كزافييه دوباك من وكالة الفضاء الأوروبية: “لكي نتمكن من رؤية ما إذا كانت ثابتة كونية بسيطة أو شيء أكثر تعقيدًا، نحن بحاجة إلى يوكليد؛ نحتاج إلى النظر إلى كل التاريخ الكوني.” وفي المستقبل، سيقوم علماء يوكليد بدراسة كيفية تجمع المجرات معًا عبر عصور مختلفة من تاريخ الكون، باستخدام تلك المعلومات لفهم كيفية توسع الكون.
قد يكون مصير الكون على المحك. وفقًا للصورة القياسية للعلماء، يتوسع الكون بلا حدود. لكن المستقبل البعيد جدًا قد يبدو مختلفًا في كون تتغير فيه الطاقة المظلمة. يقول الفيزيائي في مشروع DESI مصطفى إيشاك-بوشاكي من جامعة تكساس في دالاس: “قد يتوقف الكون عن التوسع ثم يعيد الانهيار فيما يُعرف بـ ‘الانفجار الكبير العائد'”، مضيفاً: “شيء اعتقدنا أنه خارج الاعتبار خلال الـ 25 عامًا الماضية.”
