ربما يتباطأ توسع كوننا. ماذا يعني ذلك بالنسبة للطاقة المظلمة؟

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

كما لو أن الطاقة المظلمة لم تكن غامضة ومحيرة بما فيه الكفاية، تشير الأبحاث الجديدة إلى أن هذه القوة غير المعروفة ربما لم تعد تدفع المجرات بعيدًا عن بعضها البعض بمعدل متسارع بعد الآن.

تأتي هذه النتيجة الرائعة من الأبحاث التي تشير إلى أن توسع الكون قد بدأ بالفعل في التباطؤ، على عكس الاعتقاد السائد حاليًا بأن الطاقة المظلمة لا تزال تسرع توسع الكون. ويأتي هذا الاكتشاف أيضًا بعد نتائج أداة تحليل الطاقة المظلمة (DESI) في العام الماضي أشار إلى أن الطاقة المظلمة تضعف.

لا يمكن لهذا البحث أن يُحدث ثورة في فهمنا للكون كما هو اليوم فحسب، بل يقدم أيضًا أدلة حول كيفية نهاية الكون. إذا كانت الطاقة المظلمة قد خسرت بالفعل معركتها ضد الجاذبية، فإن الخطوة التالية بعد إبطاء التوسع الكوني يمكن أن تكون انكماش الفضاء، مما قد يشير إلى أن الكون سينتهي في نهاية المطاف. سيناريو “الأزمة الكبرى”. على غرار الانفجار الكبير الذي يلعب في الاتجاه المعاكس.

الباحثون الذين يقفون وراء هذا الاكتشاف يشيدون به بالفعل باعتباره نقلة نوعية محتملة في كيفية تفكيرنا في طبيعة الكون ذاتها. وقال يونج ووك لي، قائد الفريق والباحث في جامعة يونسي في كوريا الجنوبية، في بيان: “تظهر دراستنا أن الكون قد دخل بالفعل مرحلة من التوسع المتباطئ في العصر الحالي وأن الطاقة المظلمة تتطور مع مرور الوقت بسرعة أكبر بكثير مما كان يعتقد سابقا”. “إذا تم تأكيد هذه النتائج، فإنها ستمثل نقلة نوعية كبيرة في علم الكونيات منذ اكتشاف الطاقة المظلمة قبل 27 عاما.”

تتطور الطاقة المظلمة

تم اقتراح وجود الطاقة المظلمة لأول مرة في عام 1998 عندما لاحظ فريقان منفصلان من علماء الفلك عن بعد المستعرات الأعظم من النوع Ia، ويشار إليها أيضًا باسم “الشموع القياسية” نظرًا لحقيقة أنه يمكن استخدام ناتج الضوء الموحد لقياس المسافات الكونية. وكشف هذا أنه كلما كانت المجرة أبعد، كانت تبتعد بشكل أسرع. وأشار ذلك للفريقين، اللذين حصلا على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011 عن هذا الاكتشاف، إلى أن السرعة التي يتوسع بها الكون آخذة في التزايد. تم تقديم الطاقة المظلمة كقوة نائبة لتفسير هذا التوسع المتسارع.

على مدى العقود الثلاثة التالية، بينما لم يتمكن العلماء من تحديد ما هي الطاقة المظلمة بشكل قاطع، فقد وجدوا أن هذه القوة هي المهيمنة، حيث تمثل ما يقرب من 68٪ من إجمالي ميزانية المادة والطاقة في الكون. اكتشف الباحثون أيضًا أن الطاقة المظلمة لم تكن هي المهيمنة دائمًا، ويبدو أنها بدأت حكمها وبدأت في تسريع توسع الكون منذ حوالي 5 مليارات سنة، أو ما يقرب من 9 مليارات سنة بعد الانفجار الكبير.

ظهرت الإشارة الأولى إلى أن الطاقة المظلمة قد لا تكون مهيمنة كما كان يُعتقد سابقًا بفضل النتائج الأولى من DESI في ربيع عام 2024. وقد نتج هذا الثغرة الجديدة في درع الطاقة المظلمة عن اكتشاف لي وزملائه من جامعة يونسي أن المستعر الأعظم من النوع Ia قد لا يكون قياسيًا تمامًا على كل حال. وذلك لأن سطوعها قد يتأثر بشدة بعمر النجوم السلف لهذه الأحداث الانفجارية. في الواقع، وجد هذا الفريق أنه حتى بعد توحيد الضوء الصادر عن المستعرات الأعظم من النوع Ia، كانت المستعرات الأعظم من النوع Ia الصادرة عن مجموعات النجوم الأصغر سنًا أكثر خفوتًا من تلك التي تنتمي إلى المجموعات النجمية الأقدم.

باستخدام عينة من 300 مجرة، اقترح البحث أهمية بنسبة 99.99٪ أن تعتيم المستعرات الأعظمية البعيدة من النوع Ia يمكن أن ينشأ ليس فقط من التأثيرات الكونية مثل توسع الفضاء، ولكن أيضًا من التأثيرات النجمية. ولتصحيح التحيز، وجد الفريق أن نتائجهم تستبعد النموذج المفضل حاليًا للتطور الكوني، أو النموذج القياسي لعلم الكونيات، أو نموذج لامبدا للمادة المظلمة الباردة (LCDM)، ووصفته للطاقة المظلمة.

ومع ذلك، فإن النتيجة الرئيسية الناشئة عن هذا البحث هي الإشارة إلى أن الكون لا يتوسع بمعدل متسارع، ولكنه انتقل بالفعل إلى حالة من التوسع المتباطئ. وهذا يذهب أبعد من تلميحات DESI حول إضعاف الطاقة المظلمة.

وأوضح لي: “في مشروع DESI، تم الحصول على النتائج الرئيسية من خلال الجمع بين بيانات المستعر الأعظم غير المصححة وقياسات التذبذبات الصوتية الباريونية، مما أدى إلى استنتاج مفاده أنه في حين أن الكون سوف يتباطأ في المستقبل، فإنه لا يزال يتسارع في الوقت الحاضر”. “على النقيض من ذلك، فإن تحليلنا – الذي يطبق تصحيح التحيز العمري – يظهر أن الكون قد دخل بالفعل مرحلة التباطؤ اليوم.”

ستكون الخطوة التالية للفريق هي تأكيد هذه النتائج من خلال إجراء “اختبار خالٍ من التطور” باستخدام المستعرات الأعظمية الشابة من النوع Ia فقط من المجرات الشابة على مدى مسافات. ومن المنتظر أن يلعب مرصد فيرا سي روبين، الذي بدأ للتو مراقبة الكون باستخدام أكبر كاميرا رقمية في العالم من موقعه فوق سيرو باتشون في تشيلي، دورًا رئيسيًا في هذا البحث.

وقال تشول تشونغ، عضو الفريق والباحث في جامعة يونسي: “في غضون السنوات الخمس المقبلة، مع اكتشاف مرصد فيرا سي روبن لأكثر من 20 ألف مجرة ​​مضيفة جديدة للمستعر الأعظم، ستسمح قياسات العمر الدقيقة بإجراء اختبار أكثر قوة وحسمًا لعلم كونيات المستعر الأعظم”.

نُشر بحث الفريق يوم الأربعاء (5 نوفمبر) في المجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.