انرژی فانتوم و گرانش تاریک: آنسوی تاریک جهان

درک بخش نهان کیهان می‌تواند منجر به زایش ایده‌های جدید در مورد فضا-زمان شود و یا ایده‌های قبلی را تخریب یا قابل اعتمادتر کند. اما به راستی چه چیزی باعث می‌شود جهان به این شکل رفتار کند؟ این همان سوالی است که دانشمندان سال‌ها برای پاسخگویی به آن تلاش کرد‌ه‌اند. پس از مطرح شدن نظریه نسبیت عام انیشتین دید انسان‌ها نسبت به ماده تاریک و انرژی تاریک گسترش یافت با این حال هنوز هم چیزهای زیادی وجود دارند که دانشمندان در پی یافتن پاسخی برای آن هستند. امروزه پژوهشگران در حال جست و جو برای یافتن ماهیتی به نام «انرژی فانتوم» یا «تابش تاریک» هستند.

با اختراع ابزارهای جدیدتر و قوی‌تر برای مشاهده کیهان، دانشمندان امیدوار بودند بتوانند روش‌های کارآمدتری را برای کشف کل جهان داشته باشند اما تنها با بررسی چند جرم آسمانی نمی‌توان به حقیقت اصلی کیهان دست یافت یا حتی همه موضوعات مربوط به اخترشناسی را درک کرد.

در سال ۱۹۳۰ توجه‌ها به سمت ماده تاریک جلب شد، به این صورت که باید ماده‌ای وجود داشته باشد که تابشی از آن ساطع شود و نه با نور مرئی واکنش دهد و اما در عین حال هر قسمت از طیف الکترومغناطیسی را شامل شود. اخیرا اخترشناسان با استفاده از نیروی گرانش و به صورت غیر مستقیم توانسته‌اند درباره ماده تاریک اطلاعات بیشتری را به دست بیاورند؛ مانند این حقیقت که تقریبا حدود ۲۳ درصد از جرم کل جهان را ماده تاریک تشکیل می‌دهد.

در سال ۱۹۲۹ «ادوین هابل» ثابت کرد که جهان در حال انبساط است و کهکشان‌ها در حال دور شدن از یکدیگر هستند و سپس با تعریف ثابت هابل یکی از پارادوکس‌های فیزیک را به جا گذاشت زیرا همانگونه که گسترش جهان ادامه دارد، ثابت هابل هم ثابت نیست و تغییرپذیر است. اما علت این انبساط چیست؟ اینجا همان نقطه‌ای بود که ستاره‌شناسان بر آن شدند که ماده‌ منشا را جست‌و‌جو کنند و سرانجام به شکل ناشناخته‌ای از انرژی رسیدند که در تمام فضا نفوذ می‌کند و باعث نیروی دافعه فزاینده‌ای می‌شود و برای اینکه این انرژی تاریک با تئوری انیشتین سازگار باشد باید بیش از دو سوم از انرژی‌های موجود در جهان را شامل شود.

اما با توجه به همه شواهد موجود و رد شیفت‌های بررسی شده از سایر اجرام آسمانی این نکته استنباط می‌شود که جهان در نیمه دوم عمر خود گسترش بیشتری داشته است. یکی از شواهد به دست آمده به سود انرژی تاریک است و موجود بودن آن را تایید می‌کند و توضیح می‌دهد که چرا با مقایسه الگوهای امواج کیهانی جهان نزدیک به تخت و گسترده به نظر می‌رسد، به این صورت که این امر بدون وجود انرژی مجهولی ممکن نیست زیرا در غیر این صورت تعادل کلی در کهکشان بر هم خواهد خورد.

اما همه این شواهد ماده تاریک و اجرام آسمانی برای تکمیل جورچین کیهانی ما کافی نیست. زمزمه‌هایی از وجود تابش تاریک و شکل خاصی از انرژی تاریک به نام انرژی فانتوم در بین دانشمندان به گوش می‌رسد اما این انرژی نباید با انرژی شبح یا خون‌آشام اشتباه گرفته شود؛ انرژی خون‌آشام همان انرژی‌ الکتریکی است که به صورت بیست و چهارساعته از سمت دستگاه‌های شما در حال استفاده شدن است حتی اگر خاموش باشند یا در حال استفاده نباشند.

این موضوع در حالی است که بشریت حتی در فهم نیروهای اساسی همچون گرانش در مقیاس‌های عظیم و کهکشانی دچار مشکل می‌شود. «رابرت کالدول» بک فیزیکدان نظری در کالج «دارتمورث» از نیوهمپشایر است که در زمینه پاسخ دادن به سوالاتی که با ویژگی اساسی کیهان در ارتباط هستند، تحقیق می‌کند.

وی در زمینه انرژی تاریک می‌گوید: «حدس می‌زنم که موج اخبار از سال ۲۰۰۰ شکل گرفت. انرژی و جاذبه تاریک دو پیشنهادی بودند که بشر برای انبساط کیهانی ارائه کرد و به این صورت بود که محققان حدس می‌زدند گرانش در مقیاس‌های کیهانی به گونه‌ای دیگر عمل کند که آن را اصلاح‌ شده یا تاریک می‌خواندند. اما بیان واژه تابش تاریک مضحک به نظر می‌رسد زیرا به نظر من این تابش جایی وجود دارد که مقدار مجاز تابش در جهان اولیه با مقدار اصلی دارای تفاوت زیادی باشد.»

موج دوم اخبار که نظر بسیاری را به خود جلب کرد و نیرو محرکه‌ای برای ادامه صحبت در زمینه‌ بخش تاریک جهان بود به مقاله «آدام ریس» از دانشگاه «جان هاپکینز» در سال ۲۰۱۶ بازمی‌گردد که علاوه بر وی، ۱۴ همکار از ۱۱ موسسه تحقیقاتی دیگر نیز در جمع‌آوری این مقاله شرکت داشتند.

در این مقاله بررسی فاصله زمین با ۱۹ کهکشان دیگر با استفاده از شاخصه‌های ۲۰۰۰ ستاره سفید متغیر و ابرنواخترها صورت گرفت که حقایق حیرت‌انگیزی را آشکار کرد. طبق این مقاله سرعت جدید تخمین زده شده برای انبساط جهان چیزی حدود ۴۵.۵ میل در ثانیه (۷۳.۲ کیلومتر در ثانیه) به ازای هر ۳.۲۶ میلیون سال نوری است. با این توصیفات فاصله بین اجرام کیهانی احتمالا طی ۹.۸ میلیارد سال دیگر دو برابر خواهد شد.

یکی از چالش‌های این مقاله این است که این ارقام اختلاف قابل توجهی با اندازه‌گیری‌های پیشین ماهواره پلانک در آژانس فضایی اروپا دارد. به عبارت دیگر این مقاله نشان داد که جهان ۹ درصد سریع‌تر از چیزی که باید باشد در حال حرکت است. یکی از نویسندگان این مقاله به نام «برد تاکر» گفته: «چیزهایی که ما سعی می‌کنیم برای کشف کیهان استفاده کنیم، هنوز گنگ هستند و چیزهایی که از گذشته می‌دانستیم هم عملکرد موردانتظار را ندارند و بسیار ابتدایی هستند، اتفاقات عجیبی در حال رخ دادن است.»