حدس زدن سرعت انبساط کیهان توسط سیاه چاله ها
به گزارش سینا پرس فارس، اخترفیزیکدانان دانشگاه شیکاگو روش جدیدی ابداع کرده‌اند که در آن، برای اندازه‌گیری سرعت رشد جهان ما، از سیاهچالههای در حال برخورد استفاده می‌شود.
نرخ انبساط جهان معروف به ثابت هابل از زمانی که ادوین هابل در سال ۱۹۲۹ کشف کرد مورد بحث قرار گرفت. با این حال، دانشمندان نزدیک به یک قرن است که در حال اندازه‌گیری و محاسبه میزان رشد جهان اند، زیرا ثابت هابل با مشاهدات دنیای واقعی سازگاری ندارد.
فیزیک بنیادی کیهان حاکی از آن است که جهان باید با سنجش یک کهکشان در فاصله یک مگاپارسک از زمین، با سرعت ۶۸ کیلومتر بر ثانیه منبسط شود اما متاسفانه این با مشاهدات ستارگان واقعی که به نظر می‌رسد با سرعت بسیار بیشتری در حال حرکت‌اند همخوانی ندارد و به این معنی است که ما بخش زیادی از جهان را درک نمی‌کنیم.
از این‌رو دانشمندان، مشتاق یافتن راه‌های جدیدی برای اندازه‌گیری سرعت انبساط‌اند. این آزمایش جدید برای این منظور از ادغام سیاهچاله‌ها با یکدیگر استفاده می‌کند، رویدادی آن‌قدر قدرتمند و شدید که موجی در فضا-زمان ایجاد می‌کند که در سراسر کیهان به حرکت درمی‌آید. این امواج که با نام امواج گرانشی نیز شناخته می‌شوند، با استفاده از فناوری‌هایی مانند رصدخانه امواج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری یا «لایگو» یا رصدخانه «ویرگو قابل اندازه‌گیری‌اند.
دانشمندان با استفاده از اندازه‌گیری بیش از ۱۰۰ جفت سیاهچاله که در حال برخورد با یکدیگر‌ند، می‌توانند چگونگی تغییر امواج را در حین حرکت مشاهده کنند. دانیل هولز، اخترفیزیکدان دانشگاه شیکاگو می‌گوید: اگر یک سیاهچاله را بردارید و آن را زودتر در کیهان قرار دهید، سیگنال تغییر می‌کند و شبیه سیاهچاله‌ای بزرگ‌تر از آنچه در واقعیت است به نظر می‌رسد.
چالش بعدی این است که چگونه نرخ انبساط را از سیگنال اصلی محاسبه کنیم، اما شواهد کنونی نشان می‌دهند که جرم بیشتر سیاهچالههای کشف‌شده بین ۵ تا ۴۰ برابر جرم خورشید ما است.
خوزه ماریا ازکویاگا، پژوهشگر پسادکتری موسسه ناسا انیشتین و همکار در موسسه کاولی در بخش فیزیک کیهان‌شناسی می‌گوید: «بنابراین ما جرم سیاهچالههای مجاور را اندازه‌گیری می‌کنیم و ویژگی‌های آن‌ها را متوجه می‌شویم، سپس به نقاط دورتر نگاه می‌کنیم و می‌بینیم که آن [سیاهچالههای] بعدی ظاهرا چقدر جابه‌جا شده‌اند. این معیاری از انبساط جهان را در اختیار شما قرار می‌دهد.
اگر ببیشتر بر روی این روش کار کنیم، این روش می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا اطلاعات بیشتری در مورد کیهان در زمانی که تنها ۱۰ میلیارد سال سن داشت به دست آورند دوره زمانی که مطالعه درباره آن با روش‌های دیگر دشوار است.
دکتر ازکیاگا گفت: تقریبا در همان زمان است که ما از ماده تاریک با عنوان نیروی غالب در کیهان، به تسلط انرژی تاریک [می‌رسیم] و ما بسیار علاقه‌مند به مطالعه درباره این گذار بسیار مهم و حیاتی هستیم.
نویسندگان می‌گویند مزیت دیگر این روش این است که ما با نبود قطعیت‌های کمتری که به دلیل نقص در دانسته‌های علمی‌مان ایجاد می‌شود روبرو می‌شویم.
دکتر هولز می‌گوید: این روش با استفاده از [داده‌های] کل جمعیت سیاهچاله‌ها، می‌تواند خود را کالیبره واسنجی کند و خطاها را مستقیما شناسایی و تصحیح کند». روش‌های دیگر بر درک کنونی ما از فیزیک ستاره‌ها و کهکشان‌ها متکی‌اند، اما اگر جنبه‌هایی از جهان وجود داشته باشد که ما شناختی از آن نداشته باشیم، ممکن است بر اندازه‌گیری‌ها تاثیر شدیدی داشته باشد. در مقابل، این روش تقریبا به‌طور کامل بر نظریه گرانش انیشتین که سازگارتر است متکی است.
محاسبات آینده با در اختیار داشتن داده‌های بیشتری از سیاهچاله‌ها دقیق‌تر خواهند شد. دکتر هولز می‌گوید: ما ترجیحا به هزاران سیگنال نیاز داریم که باید در چند سال آینده و حتی بیشتر، در یک یا دو دهه آینده به دست آوریم. در آن مرحله، این روش، راهکاری فوق‌العاده قدرتمند برای شناخت بیشتر جهان خواهد بود.
گزارش: محمدرضا قشقایی زاده
