انتشار واضح ترین تصویر از جهان تاریک کیهان

دانشمندان با تجزیه و تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط دوربین انرژی تاریک (DECam) که بر روی تلسکوپ ۴ متری ویکتور ام. بلانکو، بنیاد ملی علوم ایالات متحده، نصب شده است، تصویری واضح‌تر از گذشته از انبساط جهان و انرژی تاریک که نیروی مرموزی است که باعث شتاب گرفتن این انبساط می‌شود، به دست آورده‌اند.

 

داده‌های مورد تجزیه و تحلیل شامل ۷۵۸ شب رصد از یک هشتم آسمان است که توسط گروه همکاری بررسی انرژی تاریک (DES) بین سال‌های ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۹ انجام شده است، در طول بررسی عمیق و گسترده آسمان که با استفاده از دوربین ۵۷۰ مگاپیکسلی انرژی تاریک انجام شده است، که اطلاعاتی از ۶۶۹ میلیون کهکشان واقع در میلیاردها سال نوری از زمین را ثبت کرده است.

 

این تحلیل اولین باری است که در آن چهار روش جداگانه مطالعه انرژی تاریک به صورت یکپارچه ادغام شده‌اند. نتایج، قدرت محدودیت‌های مربوط به تأثیر انرژی تاریک را دو برابر کرد، گامی اساسی در جهت کشف ماهیت واقعی این نیروی مرموز که بر جهان حاکم است.

 

رجینا رامییکا، مدیر وابسته به دفتر فیزیک انرژی بالا در دفتر علوم وزارت انرژی،  در بیانیه‌ای گفت : این نتایج، درک ما از جهان و انبساط آن را روشن می‌کند. آن‌ها نشان می‌دهند که چگونه سرمایه‌گذاری بلندمدت در تحقیقات و ترکیب انواع مختلف تحلیل می‌تواند داده‌هایی در مورد برخی از بزرگترین اسرار جهان ارائه دهد.

 

یک مشکل رو به گسترش

اولین نشانه‌های انرژی تاریک در سال ۱۹۹۸ کشف شد، زمانی که دو گروه جداگانه از اخترشناسان، ابرنواخترهای دوردست را مشاهده کردند و دریافتند که هر چه دورتر باشند، با سرعت بیشتری از زمین دور می‌شوند. این کشف نه تنها تأیید کرد که جهان در حال انبساط است، همانطور که ادوین هابل یک قرن پیش پیشنهاد کرده بود، بلکه به طرز تکان‌دهنده‌ای نشان داد که این انبساط در حال شتاب گرفتن است.

 

انرژی تاریک نامی است که به هر چیزی که این شتاب را هدایت می‌کند، داده شده است. ۲۸ سال پس از آن کشف، دانشمندان مشخص کرده‌اند که انرژی تاریک حدود ۶۸ درصد از کل بودجه انرژی و ماده کیهان را تشکیل می‌دهد. همچنین کشف شده است که انرژی تاریک همیشه بر جهان ۱۳.۸ میلیارد ساله به این شکل تسلط نداشته است. اثر آن فقط بین سه تا ۷ میلیارد سال پیش شروع شده و بر نیروی جاذبه گرانش در مقیاس‌های بزرگ غلبه کرده است. این یافته‌ها فقط بر لزوم درک ماهیت انرژی تاریک تأکید کرده‌اند.

 

این تحلیل جدید، ابرنواخترهای نوع Ia، همان نوعی که برای اولین بار برای کشف انرژی تاریک استفاده شد، را علاوه بر سه کاوش دیگر در مورد ساختار و انبساط کیهانی، در نظر گرفت. این پدیده‌های دیگر عبارتند از: همگرایی گرانشی ضعیف، پدیده‌ای که زمانی رخ می‌دهد که نور از یک منبع پس‌زمینه از یک جسم با جرم زیاد عبور می‌کند و خمیده می‌شود؛ خوشه‌بندی کهکشان‌ها؛ و نوسانات صوتی باریونی، نوسانات چگالی در جهان اولیه که توسط امواج فشار منجمد شده در فضا حدود ۳۸۰ هزار سال پس از مه‌بانگ ایجاد می‌شود. یوان‌یوان ژانگ، عضو همکاری بررسی انرژی تاریک می‌گوید: دیدن این نتایج بر اساس تمام داده‌ها و با هر چهار کاوشی که برنامه‌ریزی شده بود، احساسی باورنکردنی است. این چیزی بود که من فقط زمانی که گروه بررسی انرژی تاریک شروع به جمع‌آوری داده‌ها کرد، جرات داشتم در مورد آن رویاپردازی کنم و اکنون این رویا به حقیقت پیوسته است.

 

با استفاده از داده‌های ارائه شده توسط دوربین انرژی تاریک و روش‌های شرح داده شده در بالا، تیم بررسی انرژی تاریک توزیع ماده را در طول ۶ میلیارد سال گذشته از تاریخ کیهان بازسازی کرد. سپس این نتایج را با دو مدل رایج جهان مقایسه کردند. این دو مدل عبارتند از مدل استاندارد کیهان‌شناسی، که با نام مدل ماده تاریک سرد لامبدا (LCDM) نیز شناخته می‌شود و در آن انرژی تاریک در طول زمان پایدار است؛ و مدل توسعه‌یافته ( w CDM) که در آن انرژی تاریک اجازه دارد در طول زمان تکامل یابد.

 

گام بعدی بررسی انرژی تاریک، ترکیب داده‌های دوربین انرژی تاریک با مشاهدات حدود ۲۰ میلیارد کهکشان از رصدخانه‌ی به تازگی تکمیل‌شده‌ی  ورا سی. روبین (Vera C. Rubin)، خواهد بود که یک دهه به طول خواهد انجامید. این کار تصویر واضح‌تری از تاریخ جهان و ماهیت انرژی تاریک ارائه می‌دهد.

 

منبع: ایسنا