چه چیزی جلوی رشد جهان را می‌گیرد!؟
مرکز کهکشانی (NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang/SAO/N. Wolk)
کهکشانهای کیهان ما مانند چشم یک غول دیده می‌شوند، مانند کف به سطح یک اقیانوس ابدی می‌چسبند و به صورت توده و تار‌هایی در اطراف فضاهای خالی کشیده می‌شوند.
این تارهای درخشان چندین سال طول کشیده تا گرد هم بیاید و به تدریج تحت هدایت گرانش از چیزی گردهم می‌آیند که بیلیونها سال پیش به صورت گرد و غباری از ذرات سفید داغ تازه از کوره انفجار بزرگ خارج شده بود.
از آنجایی که این رشد برای ما انسان‌های فانی آهسته به نظر می‌رسد، فیزیکدانان دانشگاه میشیگان، نهات – مینه انگوین، یوئویی ون و دراگان هاتیریر می‌خواهند آن را حتی بیشتر کند کنند و یکی از آزاردهنده‌ترین مشکلات علم را در این فرآیند برطرف کنند.
بهینه‌سازی پیشنهادی آنها برای مدلی که در حال حاضر به بهترین شکل جهان ما را توصیف می‌کند، می‌تواند تضاد قابل توجهی را در مشاهدات انبساط فضا حل کند.
شاید شکایت کنید که آنجا فضای خالی بیشتری نسبت به دیروز وجود دارد. چیزی باعث رشد نیستی می‌شود و راه خود را برای شکاف‌های بین کهکشان‌ها فشرده می‌کند تا به آرامی ساختار مقیاس بزرگ کیهان را با سرعت فزاینده‌ای از هم جدا کند.
از آنجایی که نمی‌دانیم پشت این هل دادن اسرارآمیز چیست، از آن به عنوان انرژی تاریک یاد می‌کنیم.
انگوین، نویسنده اصلی تحقیق در مقیاس بزرگ می‌گوید: «اگر گرانش مانند تقویت‌کننده‌ای عمل می‌کند که آشفتگی‌های ماده را افزایش می‌دهد تا به ساختاری در مقیاس بزرگ تبدیل شود، انرژی تاریک مانند یک تضعیف کننده عمل می‌کند که این آشفتگی‌ها و رشد ساختار را کاهش می‌دهد.»
با بررسی چگونگی خوشه‌بندی و رشد ساختار کیهانی، می‌توانیم ماهیت گرانش و انرژی تاریک را درک کنیم.
سرعت دقیق انبساط، که به ثابت هابل (H0) معروف است، اصلاً مشخص نیست. نحوه عقب‌نشینی انواع خاصی از ستارگان در حال انفجار را اندازه‌گیری کنید، ممکن است شتاب 74 کیلومتر در ثانیه در هر مگپارسک داشته باشید. با استفاده از “پژواک نور” که هنوز پس از انفجار بزرگ – پس زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) – ساطع می‌شود – سرعت H0 به حدود 67 کیلومتر در ثانیه نزدیکتر است.
این رقم ممکن است تفاوت چندانی به نظر نرسد، اما این اختلاف با بررسی‌های کافی ثابت شده است که دیگر نمی‌توان آن را به عنوان یک خطای بی اهمیت رد کرد.
انگوین، هاتیریر و ون نگاهی تازه به مدل کیهان‌شناسی تطابق مسطح ΛCDM به عنوان منبع بالقوه فرضیات اشتباه انداختند. اگر کیهان‌شناسی یک بازی شطرنج بود، این تخته و مهره‌ها همان‌طور که روی کاشی‌های نسبیت عام گذاشته شده بود، با فشار انرژی تاریک حرکت می‌کردند و توسط تأثیرات گرانشی ماده تاریک هم‌تراز می‌شدند.
با پیچیدن مهره‌های شطرنج که امروز می‌بینیم، می‌توانیم به طور موثر ببینیم که بازی چگونه آغاز شد، از یک پلک زدن لحظه‌ای تورم سریع تا زمانی که اولین ستاره‌ها فرو می‌ریزند، تا شکل‌گیری کهکشان‌ها و ظهور نهایی آنها به رشته‌های غول‌پیکر و به هم پیوسته.
اگر به دلایلی این فرآیند از آنچه توسط مدل تطابق پیش‌بینی‌شده منحرف شود و مانع رشد ساختار مقیاس بزرگ جهان شود، تنش بین اندازه‌های مختلف انبساط شتاب‌دهنده جهان از بین می‌رود.
محققان از ترکیبی از اندازه‌گیری‌های مربوط به امواج در شبکه کیهانی، رویدادهای عدسی گرانشی و جزئیات در پس‌زمینه مایکروویو کیهانی استفاده کردند تا به یک نتیجه آماری قانع‌کننده برسند که تار کیهانی کندتر از پیش‌بینی مدل کیهان‌شناسی تطابق مسطح ΛCDM در حال رشد است.
انگوین می‌گوید: «تفاوت در این نرخ‌های رشد که به طور بالقوه کشف کرده‌ایم، با نزدیک شدن به امروز مشخص‌تر می‌شود.
“این کاوشگرهای مختلف به‌صورت جداگانه و جمعی نشان‌دهنده سرکوب رشد هستند. یا برخی از خطاهای سیستماتیک را در هر یک از این کاوشگرها از دست می‌دهیم، یا برخی از فیزیک‌های جدید و قدیمی را در مدل استاندارد خود از دست می‌دهیم.”
در حالی که هیچ رقیب آشکاری برای آنچه وجود ندارد که می‌تواند مانع رشد شبکه کیهانی شود، اندازه‌گیری‌های آینده ساختار مقیاس بزرگ کیهان حداقل ممکن است به نیاز به بررسی بیشتر این ایده اشاره کند.
کیهان 13.7 بیلیون سال طول کشیده تا به این خوبی به نظر برسد. ما می‌توانیم چند سال دیگر صبر کنیم تا راز چنین چین و چروک‌های کیهانی را کشف کنیم.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Something Is Suppressing The Growth of The Universe, Physicists Say
17 September 2023 By MIKE MCRAE
https://www.sciencealert.com/something-is-suppressing-the-growth-of-the-universe-physicists-say