آیا ماده تاریک در حال دگرگونی است؟ نظریهای جدید برای فهم بزرگترین معماهای کیهانی
این وضعیت متناقض، که تحت عنوان «تنش هابل» شناخته میشود، همچنان بدون پاسخی قانعکننده باقی مانده است. ایدههای مختلفی مطرح شدهاند: ممکن است نسبیت عام ناقص باشد، احتمالاً ماده تاریک وجود ندارد، یا ممکن است زمان بهطور یکنواخت پیش نرود. برخی حتی پرسش کردهاند که آیا دنیا بهطور کلی در حال چرخش است؟
اما به نقل از ایتنا و سایت سایتکدیلی، یک نظریه جدید مطرح میکند که شاید ماده تاریک در گذر زمان دستخوش تغییراتی شود.
محققان مدلهایی را بررسی کردهاند که در آنها انرژی تاریک دچار تغییر است، اما مفهوم تغییر در خود ماده تاریک کمتر مورد توجه بوده است.
بیشتر بخوانید: ۱۱ پرسش مهم بیپاسخ درباره ماده تاریک
دو دلیل عمده برای این کمتوجهی وجود دارد. اول اینکه، شواهد قاطعی از وجود مادهای وجود دارد که به سختی با نور تعامل دارد.
نکته قابل توجه این است که تاکنون هیچ ذرهای از ماده تاریک مستقیماً شناسایی نشده است. دوم، بسیاری از منتقدان معتقدند که ماده تاریک میتواند با مفاهیم گرانش اصلاحشده جایگزین شود.
برای آنها، ماده تاریک نه یک مفهوم تنظیمی، بلکه پیشفرضی برای حذف محسوب میشود. به همین خاطر، ایده تغییر ماده تاریک بهعنوان یک رویکرد تازه و جذاب مطرح میشود.
پژوهش جدید، با اتکا بر دادههای پروژه DESI، بزرگترین نقشه سهبعدی کیهان را ارائه داده است. این نقشه، که زمین را در مرکز یک برش نازک از کیهان قرار داده، به محققان اجازه میدهد تا مدلهای تحولی انرژی و ماده تاریک را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار دهند.
آنها ادعا میکنند که مدل تحول ماده تاریک با دادههای مشاهدهای سازگاری بهتری دارد. نکته کلیدی این است که تکامل جهان به میزان قابل توجهی به نسبت چگالی انرژی به چگالی ماده وابسته است.
به این ترتیب، مدلی که ماده تاریک آن ثابت و انرژی تاریک دچار تغییر است، شباهتهایی به مدلی که در آن ماده تاریک در حال تغییر و انرژی تاریک ثابت است، دارد.
این پژوهش به دنبال بررسی ایدهای است که در آن ماده تاریک حالت (EOS) قابل تغییر دارد. بهمنظور تطابق با مشاهدات، معادله حالت ماده تاریک باید در طول زمان نوسان کند.
این رویکرد چندان دور از ذهن نیست. نوترینوها، که دارای جرم هستند و بهطور ضعیف با نور تعامل دارند، نوعی ماده تاریک داغ به شمار میروند و تجربیات نوسان جرمی را پشت سر میگذارند.
محققان پیشنهاد میکنند که شاید ذرات ماده تاریک سرد نیز چنین ویژگی مشابهی از خود نشان دهند. آنها متوجه شدند که بهترین تطابق با دادههای مشاهدهای در جهانی است که تقریباً ۱۵ درصد از ماده تاریک سرد آن دچار نوسان و ۸۵ درصد باقیمانده آن ماده تاریک استاندارد است.
در همین رابطه بخوانید: دو نظریه انقلابی درباره ماده تاریک: از جهان آینهای تا تابش کوانتومی افق کیهانی
گفته میشود این ترکیب میتواند مسئله تنش هابل را حل کرده و همچنان با مشاهدات مربوط به ماده تاریک همخوانی داشته باشد.
بر این اساس، این مدل ترکیبی تنها به حل درگیری تنش هابل کمک نمیکند، بلکه دامنه فهم ما از ساختار کیهان را نیز گسترش میدهد. ماده تاریک، که حدود ۲۷ درصد از جرم-انرژی عالم را تشکیل میدهد، نقشی حیاتی در شکلگیری کهکشانها و ساختارهای کلانی که در کیهان وجود دارد ایفا میکند.
اما ابهام در ماهیت آن، یکی از رازهای بزرگ علم مدرن محسوب میشود. این نظریه جدید با پیشنهاد تغییرات در ویژگیهای ماده تاریک، مسیری به سوی مدلهای پیچیدهتر میگشاید که قادرند رفتار کیهان را به طرز بهتری توضیح دهند.
شایان ذکر است که این پژوهش یک مدل ابتدایی ارائه میدهد. پژوهشگران خود اشاره دارند که این کار مفهوم وسیعی دارد و محدودیتهای مشخصی برای ذرات ماده تاریک تعیین نکرده است.
با این حال، این مدل ابتدایی زمینه را برای پژوهشهای آینده هموار میکند. پروژه DESI، با دادههای بیسابقهاش، به دانشمندان اجازه میدهد تا این ایدهها را با دقت بیشتری آزمایش کنند.
