علت انبساط شتاب دار کیهان چیست؟

 انبساط جهان به معنی افزایش فاصله متریک بین اجسام جهان با گذشت زمان است. این انبساط درونی است، یعنی به فاصله نسبی بین اجزای جهان برمی‌گردد، و به معنی حرکت اجسام به سمت فضای بیرون نیست چون فضایی در بیرون وجود ندارد. بخشی از این انبساط به خاطر اینرسی است، یعنی انبساط کنونی به خاطر این است که جهان در گذشته منبسط می‌شده‌است. بخش دیگر به خاطر نیروی رانش ناشناخته‌ای است که شاید از یک ثابت کیهان‌شناسی یا انرژی تاریک آمده باشد. بخش نخست در جهان آغازین اثر مهم‌تری بوده است، و مدل لامبدا-سی‌دی‌ام پیش‌بینی می‌کند که در آینده ثابت کیهان شناسی یا انرژی تاریک اثر مهم‌تری باشد. هم‌اینک هر دو عامل اثر کم‌وبیش برابری دارند. اما این ثابت کیهانی با انرژی تاریک کماکان یک راز بزرگ باقی مانده است. اما آزمایشات با فناوری های پیشرفته می تواند به زودی ایده ای را بیازماید که تقریبا یک قرن پیش توسط آلبرت اینشتین مطرح شد؛ شاید معمایی دیرین تحت عنوان “عامل انبساط شتاب دار کیهان” حل شود.

به گزارش سیناپرس و به نقل از بیگ‌بنگ؛ این مسئله از مدت ها پیش ذهن محققان را مشغول ساخته است که چه عواملی در انبساط کیهان به ایفای نقش می پردازند. محاسبات انجام شده در مطالعه جدید می تواند از نقش انرژی تاریک (مورد مطرح شده در نظریه نسبیت عام اینشتین یا نظریه اصلاح شده گرانش) پرده بردارد. نظریه‌ اینشتین که گرانش را بعنوان اعوجاجی از فضا و زمان توصیف می کند، حاوی یک عنصر ریاضی موسوم به ثابت کیهانی بود. اینشتین این ثابت را با هدف توضیح کیهانی ساکن معرفی نمود، اما بعد از اینکه مشخص شد کیهان در حال گسترش و انبساط است از گنجاندن ضریب ریاضی اش صرف نظر کرد.

با این وجود، تحقیق انجام شده در دو دهه پیش نشان داد که این انبساط در حال شتاب گرفتن است؛ یعنی شاید ثابت کیهانی اینشتین هنوز سهمی در توضیح انرژی تاریک داشته باشد. بدون انرژی تاریک، شتاب به ناکارآمدی نظریه گرانش اینشتین در دورترین فواصل جهان ما دلالت می کند. دانشمندانی از دانشگاه ادینبورگ دریافته‌اند که این معما می تواند با تعیین سرعت گرانش در کیهان در اثر مطالعه امواج گرانشى، حل شود.

 

محاسبات محققان گویای آن است که اگر امواج گرانشى قابلیت حرکت با سرعت نور را داشته باشند، نظریات جایگزین گرانش بدون انرژی تاریک کنار گذاشته می شوند و ثابت کیهانی اینشتین وارد کار می شود. اگر سرعت آنها با سرعت نور فرق داشته باشد، نظریه اینشتین باید اصلاح شود. چنین آزمایشی در رصدخانه موج گرانشى تداخل سنج لیزری(LIGO) در آمریکا قابل انجام است؛ آشکارسازهای دوقلوی لایگو با فاصله ۲۰۰۰ مایلی از همدیگر برای نخستین بار در سال ۲۰۱۵ میلادی مستقیماً امواج گرانشى را شناسایی کردند.

 

آزمایشات با تجهیرات برنامه ریزی شده برای سال جاری می توانند این سؤال را در صدمین سالگرد ثابت کیهانی اینشتین، حل کنند. دکتر لوکاس از دانشگاه ادینبورگ( دانشکده فیزیک و اخترشناسى) گفت: «شناسایی اخیر امواج گرانشى بطور مستقیم یک دریچه مشاهداتى جدیدی به جهان ما باز کرده است. نتایجی که ما در طی مطالعات مان بدست آورده ایم، ما را در حل یکی از اساسی ترین مسائل در فیزیک یاری خواهد کرد.» این مطالعه که در نشریۀ Physics Letters B منتشر شده است توسط شورای تجهیزات فناوری علوم انگلستان، سازمان علوم ملی سوئیس و سازمان علوم و فناوری حمایت گردید

No tags for this post.