هرآنچه که از یک انرژی به نام انرژی تاریک نمی‌دانید!

تابناک جوان : نوع ناشناخته‌ای از انرژی در کیهان‌شناسی محسوب می شود که تاکنون ۲ شکل برای اثبات آن در نظر گرفته شده است و امروز با جمع آوری اطلاعاتی قصد داریم تا شما را بیشتر با این انرژی آشنا کند.

انرژی تاریک در کیهان شناسی

انرژی تاریک نوعی ناشناخته‌ از انرژی در کیهان‌شناسی، است که همه فضا را به‌صورت فرضی در بر می‌گیرد و سرعت انبساط جهان را افزایش می‌دهد.

انرژی تاریک از جمله مقبولترین فرضیه ها برای توضیح مشاهداتی است که می‌گویند جهان با آهنگ رو به افزایشی (با شتاب) منبسط می‌شود.

جالب است بدانید؛ تاکنون ۲ شکل برای انرژی تاریک ارائه شده‌است؛

1. ثابت کیهان شناسی، یک چگالی انرژی ثابت که بطور همگن جهان را پر می‌کند.
2. میدان‌های اسکالر، کمیت‌هایی دینامیکی که چگالی انرژی آن‌ها می‌تواند در فضا و زمان تغییر کند.

بخش‌هایی از میدان‌های اسکالر که در فضا ثابت هستند هم به‌طورمعمول در ثابت کیهان‌شناسی شمرده می‌شوند. ثابت کیهان‌شناسی می‌تواند به گونه‌ای فرمول بندی شود که انرژی خلا باشد. میدان‌های اسکالری که در فضا تغییر می‌کنند به سختی می‌توانند از ثابت کیهان‌شناسی بازشناخته شوند، زیرا تغییرات ممکن است فوق‌العاده آهسته باشد.

طبیعت انرژی تاریک

چیز‌های بسیاری درباره طبیعت انرژی تاریک جای تعمق دارند؛ شواهد انرژی تاریک غیر مستقیم هستند، اما از سه منبع مستقل می‌آیند:

اندازه‌گیری‌های فاصله و رابطه آن‌ها با قرمزگرایی، که می‌گوید جهان در نیمه اخیر عمرش بیشتر منبسط شده‌ است.

نیاز نظری به نوعی انرژی اضافی که نه ماده و نه ماده تاریک است برای تشکیل جهان تخت مشاهده شده (نبود هیچ انحنای جهانی قابل یافت).

می‌تواند از اندازه گیری‌های الگو‌های موجی جرم در مقیاس بزرگ استنتاج شود.

انرژی تاریک بسیار همگن در نظر گرفته می‌شود، خیلی چگال نیست و معلوم نیست با کدام یک از نیرو‌های بنیادی به‌جز گرانش برهم کنش می‌کند.

هم چنین به علت رقیق بودن، در آزمایش‌های آزمایشگاهی قابل شناسایی نیست.

انرژی تاریک، با تشکیل ۶۸٪ چگالی جهان، می‌تواند تاثیر عمیقی بر جهان بگذارد؛ فقط به این خاطر که به‌طور یکنواخت جایی را پر می‌کند که در غیر این صورت فضای خالی محسوب می‌شد.

۲  مدل راهنما، ثابت کیهان شناسی و کوینتسنس (به انگلیسی: quintessence) هستند.

هر ۲ مدل این ویژگی مشترک را دارند که انرژی تاریک باید دارای فشار منفی باشد.

مقادیر انرژی تاریک و ماده تاریک

ما می‌دانیم که چه مقدار انرژی تاریک وجود دارد چراکه می‌دانیم چگونه انرژی تاریک بر انبساط جهان اثر می‌گذارد.

اما مابقی مسایل درباره ماده تاریک و انرژی تاریک به‌صورت کامل در هاله‌ای از ابهام است.

به نظر می‌رسد تقریبا ۶۸ ٪ جهان از انرژی تاریک است.

ماده تاریک نیز حدود ۲۷ ٪ جهان را تشکیل می‌دهد. همه آن چیز‌هایی است که بر روی زمین وجود دارد، همه آن چیز‌هایی که تاکنون با تمام ابزار‌های ممکن مشاهده شده اند.

یعنی همه مواد عادی که اگر به هم اضافه شوند کمتر از ۵ ٪ از جهان را تشکیل می‌دهند. البته اگر دوباره فکر کنیم می‌بینیم که شاید نباید به موادی که آن‌ها را عادی می‌نامیم نام عادی بدهیم چرا که بخش کوچکی از عالم را تشکیل می‌دهد.

چنان که گفته شد یک توضیح انرژی تاریک را یکی از ویژگی‌های فضا تلقی می‌کند.

آلبرت اینشتین نخستی کسی بود که فهمید فضای خالی «هیچ چیز» نیست. فضا خواص شگفت انگیزی دارد و ما در آغاز راه فهمیدن آن هستیم. یک بخش از تئوری جاذبه اینشتین که ماده ثابت کیهانی را شامل می‌شود پیش بینی می‌کند که " فضای خالی " می‌تواند انرژی خود را داشته باشد.

از آنجایی که این انرژی از خواص ذاتی فضاست هنگامی که فضا گسترش می‌یابد رقیق نمی‌شود؛ بنابراین همین طور فضای بیشتری به وجود می‌آید. هنگامی که فضای بیشتری به وجود می‌آید انرژی فضایی بیشتری ظاهر می‌شود. در نتیجه این شکل از انرژی باعث می‌شود جهان سریع‌تر و سریع‌تر گسترش یابد.

متاسفانه هیچ کس نمی‌فهمد که چرا حتی ثابت کیهانی باید وجود داشته باشد، چه رسد به این که چرا باید ارزش آن را داشته باشد که باعث شتاب قابل مشاهده گسترش کیهان شود.

یک توضیح دیگر در زمینه این که فضا چگونه انرژی به دست می‌آورد از نظریه کوانتوم ماده می‌آید. در این نظریه، " فضای خالی " در واقع پر از ذرات موقتی (" بالقوه") است که به طور مداوم تشکیل و سپس ناپدید می‌شوند. اما زمانی که فیزیک‌دانان تلاش کردند محاسبه کنند چه مقدار انرژی به این فضای خالی می‌رود، پاسخ اشتباه از کار در آمد آن هم چه اشتباه بزرگی.

این رقم در محاسبات ۱۰۱۲۰ به دست آمد یعنی عدد ۱ با ۱۲۰ تا صفر؛ بنابراین ابهام ادامه دارد.

یک توضیح دیگر برای انرژی تاریک این است که انرژی تاریک نوع جدیدی از جریان یا میدان انرژی دینامیکی است، جریانی که همه فضا را پر می‌کند، اما به نحوی بر انبساط جهان اثر می‌گذارد که مغایر با ماده و انرژی عادی است. اما این ابهام پیش می‌آید که اگر پاسخ در عنصر پنجم نهقته است ما هنوز نمی‌دانیم که شبیه به چیست، با چه چیزی واکنش نشان می‌دهد یا چرا وجود دارد؛ بنابراین ابهام ادامه دارد.

آخرین امکان این است که نظریه جاذبه اینشتین نادرست باشد. این موضوع نه تنها بر فهم ما از گسترش جهان اثر می‌گذارد بلکه همچنین بر فهم ما از نحوه رفتار ماده عادی در کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی نیز تاثیر می‌گذارد.

این جا است که می‌توان تصمیم گرفت آیا راه حل برای مشکل فهم ماده تاریک ارایه یک نظریه جدید درباره جاذبه است یا نه. اما اگر نظریه جدیدی درباره جاذبه مورد نیاز است این نظریه چه نوع نظریه‌ای باید باشد و چقدر حرکت اجرام در منظومه شمسی را به درستی توصیف می‌کند چرا که تئوری اینشتین این کار را برایمان انجام می‌دهد و هنوز هم پیش بینی متفاوتی درباره جهان ارائه می‌دهد.

تئور‌ی های دیگری هم درباره ماده تاریک وجود دارند، اما هیچ یک قانع کننده نیستند و ابهام همچنان ادامه دارد.

انتهای پیام/