وقتی که توپی را به سمت بالا پرتاب می کنید، نیروی گرانش رفته رفته سبب کاهش سرعت حرکت توپ نسبت به لحظه پرتاب آن می شود. برای دهه های متوالی کیهان شناسان تصورمی کردند که جهان پس ازانفجار بزرگ نیزهمین روند را طی می کند واگرچه کهکشانها هرکدام به سویی درحرکتند اما سرعت حرکت جمعی آنها با گذشت زمان روبه کاهش است.

اما یک دهه پیش کیهان شناسان در یافتند که از چند میلیارد  سال پیش سرعت انبساط جهان در حال افزایش است آنها معتقدند که ظاهرا نیرویی پاد گرانش که آن را "انرژی تاریک " می نامند سبب این انبساط فزاینده است. اما آیا شواهدی بر درستی این فرضیه وجود دارد؟

 بنا بر مشاهدات صورت گرفته  ابر نو اختر هایی که در فاصله های  فوق العاده زیادی از زمین قرار دارند دورتر از مکانی هستند که- در صورت کاهش سرعت انبساط جهان- باید باشند .در سال های اخیر کیهان شناسان در جستجوی شواهدی برای اثبات وجود ماده تاریک به آنالیز خوشه های کهکشانی بسیار دور متشکل از هزارن کهکشان پرداخته اند که جرم هر کدام از آنها بیش از یک میلیون میلیارد (10¹⁵) برابرخورشید ماست . در واقع بررسی این خوشه های کهکشانی به عنوان وسیع ترین ساختار گرانشی شناخته شده جهان نشان میدهد که نیرویی ناشناخته تکامل تدریجی آنها را تحت تاثیر خود قرار داده است.

بیشترین ماده تشکیل دهنده خوشه های کهکشانی گازهای داغی هستند که پرتو های ایکس ساتع میکنند .Abell85نمونه ای از این خوشه هاست  این تصویر ترکیبی است که در ناحیه پرتو ایکس(توسط رصدخانه پرتو ایکس چاندرا)و نور مرئی (کاوشگر دیجیتال آسمان Sloan) گرفته شده است.

 

 

تیمی به سر پرستی Alexey Vihklinin از رصد خانه اختر فیزیکی  Smithsonian در یافته اند خوشه های کهکشانی پیر بسیار سنگین تر از خوشه هایی هستند که به تازگی شکل گرفته اند. Vihklinin در این مورد میگوید:"در واقع آنچه که ما یافته ایم این است که سرعت رشد این کهکشان ها در 5/5 میلیارد سال گذشته کاهش یافته است و بی تردید این نشانه ای از وجود ماده تاریک است."

محققان با استفاده ازرصد خانه پرتو ایکس چاندرای ناسا و با نقشه برداری ازبسیاری از این خوشه های داغ، نورانی و درخشنده که برخی نسبتا جوان و برخی پیرتر بودند توانستند جرم آن ها را محاسبه کنند که نتایج آن در شماره دهم مجله اختر فیزیک در فوریه سال 2009 منتشر خواهد شد.

William Forman از همکاران رصد خانه Smithsonian می گوید:" در واقع رشد یک خوشه کهکشانی رقابتی است میان کشش گرانش و شتاب فزاینده انبساط آن." مشاهداتی که توسط رصد خانه چاندرا صورت گرفته نشان میدهد که خوشه های کهکشانی جوان تر نسبت به کهکشان هایی که پیشتر به هم پیوسته اند جرم کمتری دارند و چندین میلیارد سال است که نیروی دفع کننده انرژی تاریک  برنیروی گرانش غلبه یافته است.

انبساط جهان در واقع کشمکشی است بین نیروی گرانش (تحت کنترل ماده تاریک )و نیروی دفع کننده ای که ما آن را با نام" انرژی تاریک" میشناسیم. و نتایج جدید نشان دهنده پیروزی انرژی تاریک  و انبساط جهان با شتابی فزاینده است.

 

در هر صورت این نتایج این اطمینان را به دانشمندان داده است که انرژی تاریک به نحوی با اجزای فضا در ارتباط است ،نظریه  ایی که توسط آلبرت انیشتین پذیرفته و سپس رد شد ؛انیشتین برای توضیح اینکه چگونه یک جهان ایستا (تئوری رایج در آن زمان) میتواند در برابر رمبشی که براثر گرانش خودش به وجود میآید مقاومت کند "ثابت کیهان شناختی" را در معادلات خود قرار داد که بعدها آن را رد کرد.

نتایج جدید نشان میدهد که چیزی که ما به عنوان ماده معمولی میشناسیم  یعنی ماده ای که کهکشان ها را می سازد و خود از ذرات زیر اتمی ساخته شده است تنها 4 % از جهان ما را اشغال کرده است و بقیه شامل 24% ماده تاریک –که اگرچه کیهان شناسان نظریه هایی در مورد تشکیل آن دارند ولی هنوز کشف نشده است –و 74% انرژی تاریک است که این تقسیم بندی توسط  مشاهدات اخیری که از سو پرنواها در یک دهه گذشته انجام شده نیز مورد تایید قرار گرفته است.

دیگر نظریه های  توضیحی  ارائه شده در مورد انرژی تاریک نظریه نسبیت عام انیشتین را با کاستی هایی مواجه کرده که نیاز به قانونهای گرانشی تکمیل کننده دارد؛برای مثال نظریه وجود  ناحیه نامرئی انرژی که "quintessence"  نام  دارد و بخش اعظمی از جهان را اشغال کرده است و یا بر اساس تئوری ریسمان ابعاد اضافی و کشف نشده جهان ، نمونه هایی از این نظریه ها هستند.

David Spergel از دانشگاه پرینستون میگوید:" ساده ترین توضیح این است که انرژی تاریک با فضای خالی ارتباط دارد ،به عبارت دیگر حتی"هیچ"هم وزنی دارد و دنیا از مقدار فراوانی "هیچ "تشکیل شده است وهمه چیز در حال شتاب گرفتن هستند. او این دستاورد جدید را "پیروزی نسبیت عام " می نامد.

Michael Turner کیهان شناس با تجربه دانشگاه شیکاگو نیز با این مساله موافق است او می گوید: "شواهدی که رصد خانه چاندرا در اختیار ما قرار داده است پنجره ای است به سوی تکنیکهای  جدیدو همه مشاهداتی که تا کنون صورت گرفته با ثابت کیهان شناختی سازگاری دارد اما 10 سال بعد نیز ما همچنان در حال خاراندن سرهایمان هستیم هنوز فضا برای  نظریه های دیگری همچون "quintessence" وجود دارد.

اکنون کیهان شناسان با اطمینان بیشتر در مورد وجود انرژی تاریک می توانند دنیایی را تصور کنند که با سرعت نور حرکت می کند. ما در آینده ستارگان درخشان راه شیری و کهکشان آندرومدا (که در حال نزدیک شدن به ماست ) را بالای سر خود خواهیم داشت اما چند ده میلیارد سال بعد شاید این تنها چیزی باشد که از دنیای مرئی برای ما باقی مانده است.

 

ترجمه: فاطمه اثنی عشری، مسئول بخش خبر انجمن ستاره شناسی اراک

www.arakastronomy.ir