كل ماتريد معرفته عن الطاقة المظلمة

​

الطاقة المظلمة

تشكل الطاقة المظلمة ما يصل إلى ثلاثة أرباع كتلة طاقة الكون، إلا أن طبيعتها الأساسية قد استعصت على علماء الفيزياء لعقود. الطاقة المظلمة ليس لها صلات حقيقية بالمادة المظلمة، بخلاف مشاركة كلمة مظلمة، مما يعني فقط أن العلماء لا يعرفون حقا ما هي هذه الأشياء.

تفسير الطاقة المظلمة

لكن العلماء اكتشفوا عام 2023 أدلة على أن الطاقة المظلمة يمكن تفسيرها بنوع من الطاقة المخزنة داخل الثقوب السوداء. إذا كان هذا صحيحا، فإن الاكتشاف يعني أن نماذجنا الحالية للكون لن تكون قوى أو مجالات جديدة تتجاوز مفهوم أينشتاين للجاذبية من أجل تفسير الطاقة المظلمة. ومع ذلك، قد تحتاج نتائج المتابعة إلى تأكيد النتائج قبل أن يتم قبولها على نطاق واسع من قبل الفيزيائيين كتفسير للطاقة المظلمة. 

اكتشاف الطاقة المظلمة

لاحظ عالم الفلك الأمريكي إدوين هابل عام 1929 أنه كلما كانت المجرة بعيدة عن الأرض، كلما ابتعدت عنا أسرع، وفقا لموقع تلسكوب هابل الفضائي. وهذا لا يعني أن كوكبنا هو مركز الكون، بل يعني أن كل شيء في الفضاء يتحرك بعيدا عن كل شيء آخر بمعدل ثابت.

وبعد ما يقرب من 60 عاما من اكتشاف هابل، توصل العلماء إلى اكتشاف مذهل آخر. لطالما حاول الباحثون قياس المسافات الكونية بدقة من خلال النظر إلى ضوء النجوم البعيدة. في أواخر التسعينيات، بعد فحص المستعرات الأعظمية البعيدة، وجد فريقان مستقلان أن ضوء الانفجارات النجمية أضعف مما كان متوقعا.

ويشير هذا إلى أن الكون لا يتمدد فحسب، بل يتسارع أيضا في تمدده.

وأعطى هذا الاكتشاف علماء الفيزياء سببا في حيرة رؤوسهم منذ ذلك الحين، كما حصل مكتشفوها أيضا على جائزة نوبل في الفيزياء في عام 2011.

ماذا تفعل الطاقة المظلمة؟

استخدم الباحثون معرفتهم بالظاهرة لبناء نماذج للكون تشرح كل شيء من الانفجار العظيم إلى بنية المجرات واسعة النطاق في العصر الحديث. وتتنبأ بعض هذه النماذج بأن الطاقة المظلمة ستمزق كل شيء في الوجود مليارات السنين من الآن.

وتشير التفسيرات الرئيسية للطاقة المظلمة إلى أنها نوع من الطاقة المكبوتة المتأصلة في نسيج الزمكان.

طاقة الفراغ 

وقال باوجيو لي، عالم الفيزياء الرياضية في جامعة دورهام في المملكة المتحدة، لـ"لايف ساينس" سابقا: "هذا النموذج البسيط يعمل جيدا عمليا، وهو إضافة مباشرة للنموذج الكوني دون الحاجة إلى تعديل قانون الجاذبية".

لكن الفكرة تأتي مع مشكلة رئيسية واحدة: يتوقع الفيزيائيون أن قيمة طاقة الفراغ يجب أن تكون 120 مرة من حيث الحجم أعلى مما لاحظه علماء الكون في القياسات، كما قال لي.

الكون يتمدد

استخدم العلماء قياسات من ثقوب سوداء قديمة وخاملة لإثبات أن هذه الكواكب الكونية العملاقة تنمو بشكل أسرع مما كان متوقعا. وتشير النتائج إلى أن الثقوب السوداء تحتوي على نوع من طاقة الفراغ المتأصلة في نسيج الزمكان والتي يمكن أن تفسر تمدد الكون، وكل ذلك في إطار نظرية النسبية لأينشتاين. وإذا صمدت النتيجة، فهذا يعني أنه لن تكون هناك حاجة إلى فيزياء جديدة لتفسير الطاقة المظلمة.

ونشروا النتائج التي توصلوا إليها في ورقتين بحثيتين في The Astrophysical Journal وThe Astrophysical Journal Letters.

القوى في الكون 

وتفترض فكرة بديلة أن الطاقة المظلمة هي قوة أساسية إضافية، تنضم إلى الأربعة المعروفة بالفعل (الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوى النووية القوية والضعيفة). لكن هذا التخمين لا يفسر سبب عدم ملاحظة البشر لهذه القوة الإضافية في حياتنا اليومية. لذلك، بنى المنظرون أيضا نماذج إبداعية تشير إلى أن هذه القوة الغامضة مخفية بطريقة ما. والقيمة المقاسة للطاقة المظلمة هي حاليا موضوع نقاش حاد بين الفصائل المتنافسة في الفيزياء. وقام بعض الباحثين بقياس قوة الطاقة المظلمة باستخدام الخلفية الكونية الميكروية، وهو صدى خافت للانفجار العظيم، وأنتجوا تقديرا واحدا.

قوة الطاقة المظلمة

لكن علماء الفلك الآخرين، الذين يقيسون قوة الطاقة المظلمة باستخدام ضوء الأجسام الكونية البعيدة، أنتجوا قيمة مختلفة، ولم يتمكن أحد حتى الآن من تفسير هذا التناقض. واقترح بعض الخبراء أن قوة الطاقة المظلمة تختلف بمرور الوقت، على الرغم من أن مؤيدي هذه الفكرة لم يقنعوا حتى الآن غالبية أقرانهم بهذا التفسير.

المصدر: لايف ساينس