تشير أفضل نظرياتنا الحالية عن الكون إلى أن الطاقة المظلمة تجعله يتوسع بشكل أسرع وأسرع، لكن الملاحظات الجديدة من أداة مطيافية الطاقة المظلمة تشير إلى أن هذه القوة الغامضة تضعف في الواقع.
مسارات النجوم فوق تلسكوب مايال في أريزونا، والذي يضم أداة التحليل الطيفي للطاقة المظلمة
Credit:Nicholas U. Mayall Telescope
الطاقة المظلمة من أكثر سمات كوننا غموضًا - لا نعرف ماهيتها، لكنها تتحكم في كيفية تمدد الكون، فضلًا عن مصيره النهائي. وقد كشفت دراسةٌ لملايين الأجرام السماوية أننا ربما كنا نفكر فيها بشكل خاطئ، مما قد يؤدي إلى عواقب وخيمة على الكون.
يقول آدم ريس من جامعة جونز هوبكنز بولاية ماريلاند: "هذا أكبر دليل لدينا حول طبيعة الطاقة المظلمة منذ اكتشافها قبل حوالي 25 عامًا".
جاءت هذه النتيجة من بيانات جُمعت على مدار ثلاث سنوات بواسطة جهاز مطياف الطاقة المظلمة (DESI) في أريزونا. وبدمج هذه البيانات مع قياسات أخرى، مثل خرائط إشعاع الخلفية الكونية الميكروي والمستعرات العظمى، خلص فريق DESI إلى أن الطاقة المظلمة ربما تكون قد تغيرت بمرور الوقت، مما يتناقض بشكل مباشر مع النموذج القياسي لعلم الكونيات، المسمى lambda-CDM.
يقول ويل بيرسيفال، عضو فريق DESI في جامعة واترلو بكندا: "هذه أحدث ما توصلت إليه المعرفة البشرية. إننا نشهد شيئًا مذهلاً في الكون بأكمله".
يُركّب جهاز DESI على تلسكوب، ويعمل عن طريق قياس "الانزياح الأحمر" للضوء المنبعث من المجرات البعيدة، أو كيفية تمدد أطوال موجات ذلك الضوء أثناء انتقاله عبر الكون. ومن خلال ذلك، يمكن للباحثين تحديد مدى تمدد الكون خلال رحلة الضوء وحساب كيفية تغير هذا التمدد. وحتى الآن، حلل الفريق الضوء القادم من ما يقرب من 15 مليون مجرة وأجسام ساطعة أخرى في السماء.
لعقود، اتفق الفيزيائيون على أن الكون يتمدد بمعدل تسارع ثابت، وهو ثابت كوني يُعرف باسم لامدا، ويُفسر على أنه دفع للطاقة المظلمة. ولكن في أبريل 2024، أظهرت قياسات DESI أولى التلميحات إلى أن الكون قد يتسارع في الواقع بسرعة أقل بمرور الوقت، مما يجعل الثابت الكوني أقل ثباتًا.
يقول ريس، الذي ليس عضوًا في فريق DESI، إنه لم يكن متأكدًا في ذلك الوقت مما إذا كانت النتيجة ستستمر مع المزيد من البيانات. في الواقع، ازدادت قوة. ويضيف: "من المثير للاهتمام للغاية بالنسبة لي أن الفريق لم يجد أي مشكلة في التحليل بعد عام آخر، وبعد إضافة المزيد من البيانات. بل إن النتيجة أكثر أهمية".
مع ذلك، لا تزال النتيجة لا ترقى إلى مستوى "5 سيجما" الإحصائي الذي يستخدمه الفيزيائيون تقليديًا لوصف الاكتشاف بأنه حقيقي، وليس مجرد صدفة إحصائية. يصل التحليل الحالي إلى 4.2 سيجما كحد أقصى، لكن مصطفى إسحاق بوشاكي، عضو الفريق بجامعة تكساس في دالاس، يقول إن الفريق يعتقد أنه مع استمرار DESI في جمع البيانات، من المتوقع أن تصل النتيجة إلى 5 سيجما في غضون عامين. ويضيف: "هذه النتيجة المتعلقة بالطاقة المظلمة أمر لم نتوقع حدوثه في حياتنا".
ويقول إسحاق بوشاكي إن أحد الأمور المطمئنة هو أن النتيجة لا تعتمد فقط على بيانات DESI، بل تعتمد أيضًا على العديد من المسوحات الأخرى للكون. ويشبه ريس الوضع بمقعد متعدد الأرجل، حيث لا يؤدي كسر أحد أرجله - أو إزالة مجموعة بيانات واحدة - إلى انهيار الاستنتاج تمامًا.
وبافتراض صمود الأرجل، قد يبدو الكون مختلفًا تمامًا عن صورتنا الحالية عنه. إذا استمرت الطاقة المظلمة في الضعف، فقد يصل الكون إلى حالة يتمدد فيها بمعدل ثابت بدلًا من أن يتسارع أكثر فأكثر، كما يقول إسحاق بوشاكي. ويضيف أن بعض السيناريوهات المثيرة تصبح أكثر منطقية، مثل "الانسحاق الكبير"، حيث يبدأ الكون بالانكماش بدلًا من التمدد، ثم ينهار في النهاية على نفسه.
لا يزال مستقبل الكون الدقيق سؤالاً مفتوحاً، وDESI ليس الأداة الوحيدة التي يستخدمها الباحثون للإجابة عليه. يشير ريس إلى العديد من المسوحات الأخرى للكون، مثل تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي التابع لناسا ومرصد فيرا روبين في تشيلي، والمُصممة للمساعدة في تسليط الضوء على الطبيعة الحقيقية للطاقة المظلمة.
في حين أن النماذج الرياضية لكون ذي طاقة مظلمة متغيرة لا تزال بحاجة إلى مواكبة هذه الملاحظات، يقول بيرسيفال إنه يتوقع أن تُسهم الأعمال النظرية المستقبلية في تصميم المزيد من التجارب التي ستختبر افتراضاتنا حول هذه القوة الغامضة بشكل مباشر.
يقول إسحاق بوشاكي: "فيما يتعلق بالنماذج النظرية، فقد فُتح صندوق باندورا للتو. كنا عالقين بثابت كوني. لم نعد كذلك".
المصدر: