انرژی تاریک و رمز‌های نهفته در تکامل جهان
به گزارش آناتک، در طول میلیارد‌ها سال، جهان از حالتی ساده به یک شبکه پیچیده کیهانی تبدیل شده است. با این حال، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که رشد ساختار‌های کیهانی ممکن است دقیقاً به شکلی که پیش‌بینی شده بود، اتفاق نیفتاده باشد.
با استفاده از داده‌های به دست آمده از تلسکوپ کیهانی آتاکاما (ACT) و ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI)، دانشمندان نور کیهانی باستانی را با توزیع کهکشان‌های مدرن مقایسه کردند و به نوعی یک خط زمانی چندبعدی از تکامل جهان ایجاد کردند. یافته‌های این تحقیق نشان می‌دهد که ماده در دوران امروزی کمی کمتر چگال یا درون‌هم‌پیچیده است نسبت به آنچه که مدل‌های اولیه پیش‌بینی می‌کردند. این تفاوت، اگرچه به اندازه‌ای نیست که فیزیک را دوباره بنویسد، اما امکانات جذابی را برای بررسی نیرو‌های رازآلودی مثل انرژی تاریک باز می‌کند که ممکن است به آرامی جهان را دوباره شکل دهند.
در طول تاریخ کیهانی، نیرو‌های قدرتمندی ماده را شکل داده‌اند و به تدریج جهان را به یک شبکه پیچیده از ساختار‌ها بافته‌اند.
حالا، تحقیقات جدیدی که توسط جوشوا کیم و متیو مدهاواچریل از دانشگاه پنسیلوانیا و همکارانشان در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی انجام شده است، نشان می‌دهد که جهان در طول ۱۳٫۸ میلیارد سال گذشته، آشفته‌تر و پیچیده‌تر شده است. به طور خاص، توزیع ماده کمی کمتر چگال از آنچه که مدل‌ها پیش‌بینی می‌کردند، به نظر می‌رسد.
مدهاواچریل می‌گوید: کار ما دو نوع داده از دو نظرسنجی مکمل، اما بسیار متمایز، را با یکدیگر هم‌پوشانی داده است. آنچه که پیدا کردیم این بود که به طور کلی، داستان تشکیل ساختار‌ها به طرز شگفت‌انگیزی با پیش‌بینی‌های مبتنی بر گرانش اینشتین سازگار است. اما ما یک نشانه کوچک از تفاوت در مقدار چگالی مورد انتظار در دوران‌های اخیر، حدود چهار میلیارد سال پیش، مشاهده کردیم که می‌تواند موضوعی جالب برای بررسی بیشتر باشد.
به گزارش scitechdaily، این یافته‌ها، اگرچه هنوز قطعی نیستند، اما دید جدیدی به ما می‌دهند که نیرو‌های مرموزی مثل انرژی تاریک ممکن است نقش پنهانی در شکل‌گیری و تحول جهان داشته باشند. این تحقیقات می‌تواند راه را برای درک بهتر این پرسش‌های بزرگ باز کند: آیا مدل‌های فعلی فیزیک کیهانی نیاز به بازنگری دارند؟ و آیا نیرو‌های ناشناخته‌ای وجود دارند که هنوز کشف نشده‌اند؟
داده‌های این تحقیق که در ژورنال کیهان‌شناسی و فیزیک ذرات نجومی منتشر شده‌اند، بر پایه داده‌های نهایی منتشرشده تلسکوپ کیهانی آتاکاما (ACT) که به عنوان مجموعه داده‌های DR۶ شناخته می‌شود و مشاهدات سال اول ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI) استوار است. با ترکیب این دو مجموعه داده، تیم تحقیقاتی توانست دوره‌های مختلف زمانی کیهانی را به صورت لایه‌ای چیدمان کند، بسیار شبیه به قرار دادن تصاویر شفاف قدیمی و مدرن روی هم، که منجر به ایجاد یک دید چندبعدی از تحول جهان شد.
جوشوا کیم می‌گوید: تلسکوپ ACT که حدود ۲۳درصد از آسمان را پوشش می‌دهد، با استفاده از نوری ضعیف و دوردست که از زمان مه‌بانگ در حال حرکت است، تصویری از دوران کودکی جهان ارائه می‌دهد.
پژوهشگر اصلی مقاله و پژوهشگر دانشجوی دوره دکترا در گروه مدهاواچریل می‌گوید: به صورت رسمی، این نور به عنوان تابش زمینه کیهانی (CMB) شناخته می‌شود، اما ما گاهی آن را به سادگی عکس نوزادی جهان می‌نامیم، زیرا این یک لحظه‌نگار از زمانی است که جهان حدود ۳۸۰،۰۰۰ سال سن داشته است.
تابش زمینه کیهانی (CMB) یکی از باقی‌مانده‌های دوران اولیه جهان است و به عنوان یکی از مهم‌ترین شواهد تجربی برای نظریه مه‌بانگ شناخته می‌شود. این تابش شامل اطلاعاتی است که به دانشمندان کمک می‌کند شرایط جهان در دوران کودکی آن را بررسی کنند. با ترکیب داده‌های به دست آمده از تلسکوپ کیهانی آتاکاما (ACT) و ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI)، پژوهشگران توانستند دو دوره متفاوت از تاریخ کیهان را مقایسه کنند یکی تصویری از جهان در دوران اولیه (از طریق CMB) و دیگری نقشه‌ای از توزیع کهکشان‌ها در دوران مدرن (از طریق DESI). این ترکیب به آنها اجازه داد تا تغییرات ساختاری جهان را در طول میلیارد‌ها سال ردیابی کنند.
در این فرآیند، پژوهشگران تفاوت کوچکی را مشاهده کردند. نوسانات چگالی یا چگالی دانه‌ای که برای دوره‌های بعدی پیش‌بینی شده بود، دقیقاً با پیش‌بینی‌های مدل‌های کیهان‌شناسی همخوانی نداشت. ۸ سیگما که معیاری برای اندازه‌گیری دامنه نوسانات چگالی ماده است، در اینجا نقش کلیدی دارد. مقادیر پایین‌تر ۸ سیگما نشان می‌دهد که ماده در دوره‌های اخیر کمتر از حد انتظار چگال شده است. این موضوع می‌تواند به این معنا باشد که ساختار‌های کیهانی به اندازه‌ای که مدل‌های مربوط به دوران اولیه جهان پیش‌بینی کرده بودند، تکامل نیافته‌اند. این یافته نشان می‌دهد که رشد ساختار‌های جهان ممکن است به روش‌هایی کند شده باشد که مدل‌های فعلی به طور کامل نمی‌توانند توضیح دهند.
جوشوا کیم، یکی از پژوهشگران اصلی این تحقیق، توضیح می‌دهد که این عدم تطابق جزئی به اندازه‌ای قوی نیست که به طور قطعی وجود فیزیک جدیدی را ثابت کند. هنوز امکان دارد این انحراف صرفاً ناشی از شانس باشد. با این حال، اگر این انحراف ناشی از شانس نباشد، ممکن است فیزیکی که تاکنون در نظر گرفته نشده است، در حال تنظیم نحوه تشکیل و تکامل ساختار‌ها در طول زمان کیهانی باشد. یکی از فرضیه‌های مطرح این است که انرژی تاریک نیروی رازآلودی که به گسترش شتاب‌دار جهان نسبت داده می‌شود ممکن است بر تشکیل ساختار‌های کیهانی تأثیر بیشتری داشته باشد نسبت به آنچه قبلاً فهمیده شده بود.
برای بررسی دقیق‌تر این موضوع، تیم تحقیقاتی قصد دارد از تلسکوپ‌های قدرتمندتری مانند رصدخانه سایمونز استفاده کند که به زودی راه‌اندازی خواهد شد. این ابزار‌ها به آنها امکان می‌دهند اندازه‌گیری‌ها را با دقت بالاتری انجام دهند و تصویر واضح‌تری از ساختار‌های کیهانی به دست آورند.
این تحقیق با ترکیب داده‌های قدیمی و جدید، دیدی عمیق‌تر از تکامل جهان ارائه می‌دهد. تفاوت‌های مشاهده‌شده در مقدار ۸ سیگما ممکن است نشانه‌ای از نیرو‌های ناشناخته‌ای مثل انرژی تاریک باشند که هنوز به طور کامل درک نشده‌اند. این یافته‌ها می‌توانند در آینده به کشف فیزیک جدیدی منجر شوند که مدل‌های فعلی کیهان‌شناسی را تکمیل یا اصلاح کند.
انتهای پیام/
