جهان سریعتر از آنچه انتظار داریم گسترش پیدا می کند
(سیارک) : علم فیزیک نمیتواند این را توضیح دهد.جهان سریعتر از آنچه که انتظار داریم گسترش میابد.با اندازه گیری نور اطراف کهکشان های دوردست ، گروهی از ستاره شناسان یافته هایی مبنی بر اینکه جهان ما نه تنها بزرگتر میشود، بلکه سریعتر از آنچه که قبلا فکر میکردیم هم گسترش میابد را عنوان کردند.
تنها مشکل این است که این محاسبات جدید با محاسبات مشاهدات پیشین همخوانی ندارند، و این نشان میدهد که در اندازه گیریهای ما اشتباهی وجود دارد، یا ما به دنبال تاثیرات علم فیزیک جدید فراتر از حالت استاندارد هستیم.
نزدیک به یک قرن است که جهان در حال بزرگتر شدن است از زمانی که ستاره شناس بلژیکی جورج لومتر کشش امواج نور را درکهکشانهای دور ترسیم کرد متوجه شدیم که فضا در حال دور شدن از ما در تمام جهات است.
با اینکه نه دهه گذشته، اما ما دقیقا مطمئن نیستیم که چه چیزی باعث میشود فضا متورم شود. و به نظر میرسد که این تورم در حال گسترش است.
نوبل لائورت بریان اسمیت با همکاری نیکولاس بی سانزف در دهه‌ی 1990 مدلی ساختند و در آن پیشنهاد دادند که گسترش دنیا کند نمیشود، بلکه شتاب میگیرد.
اکنون سوال این است: جهان دقیقا با چه سرعتی در حال گسترش است؟
سرعت گسترش در حال افزایش را با ضریب ثابت هابل توصیف کرده اند.
شری سویو رهبر محققین از موسسه ماکس پلانک که مربوط به اختر شناسی آلمان است میگوید: ضریب ثابت هابل برای ستاره شناسی مدرن بسیار مهم است زیرا میتواند این جمله را تایید یا رد کند که آیا تصویر جهان ما از جمله انرژی تاریک، ماده تاریک و ماده نرمال واقعا صحیح است، یا اینکه چیزی اساسی را فراموش کرده‌ایم".
اما ضریب ثابت هابل یک مشکل دارد فیزیک دانان نمیتوانند کاملا روی یک عدد به توافق برسند.
مطالعه ای که در سال 2016 روی داده های مربوط به سال قبل تلسکوپ فضایی هابل انجام شد یکی از دقیقترین برآوردها از ضریب هابل، تا امروز را، بدست آورد، اما این برآورد با مشاهدات تلسکوپ پلانک که تابش زمینه کیهانی جهان را اندازه میگیرد سازگار نیست.
این بدان معناست که علم جدید فیزیک ما نمیتواند توضیح دهد که جهان چگونه میتواند تا آنجا که تلسکوپ هابل نشان میدهد به سرعت گسترش پیدا کند. بدون راهی برای ارتباط این ارقام، فیزیک دانان نمیتوانند مطمئن شوند که آیا واقعا نحوه کار جهان را فهمیده‌اند یا نه.
در زمان کشف هابل در سال گذشته، برنده‌ی جایزه نوبل آدام ریس گفت: "شما از دو انتها شروع کرده‌اید، و انتظار دارید که اگر تمام نقشه ها و اندازه گیریهایتان درست باشد بتواند به وسط برسید. اما اکنون نمیتوان از انتها به میانه رسید و ما میخواهیم بدانیم چرا."
در تلاش برای کشف تمام آنچه رخ میدهد، سویو و همکارانش از روش کمی متفاوتی برای اندازه گرفتن ضریب هابل استفاده کردند. بجای اینکه نور را مستقیما اندازه بگیرند، گروهی از ستاره شناسان با همکاری H0LiCOW (که به معنای لنزهای H0 در والاسپرینگ کازموگریل است) از خمشهای نوری در اطراف چاههای جاذبه‌ی پنج کهکشان دور برای اندازه گیری اینکه آنها با چه سرعتی از ما در حال گسترش هستند استفاده کردند.
کهکشانها بر اساس وضعیتی که بین ما و اختروشهای دور دیگر دارند انتخاب میشوند نواحی روشن برتر در فضا که در قلب کهکشانها هستند. به لطف راهی که گرانش فضا را مانند یک توپ بولینگ استعاری روی تشک میغلتاند، نوری که از کواراز میاید به صورت یک منحنی در اطراف کهکشانهای متراکم از جاذبه خم میشود، و این پدید همگرایی گرانشی نام دارد.
با توجه به اینکه کهکشانها کاملا گرد نیستند، به همین دلیل ستاره شناسان به تصاویر متعددی از کوازارهای دوردست رسیده‌اند. هر تصویر یک عکس کلی از نور است که مسیر کمی متفاوتی در اطراف کهکشان دارد. بنابراین از آنجایی که روشنایی کوارز تغییر میکند، ستاره شناسان میتوانند از تصاویر متعددی برای محاسبه ی ثابت هابل استفاده کنند و بدانند که کهکشانها با چه سرعتی از ما دور میشوند.
یکی از اعضای تیم به نام فردریک کوربون از فدرال لوزان سویس میگوید: "روش ما ساده ترین و مستقیم‌ترین راه برای اندازه گرفتن ثابت هابل است زیرا فقط از هندسه و نسبیت عام استفاده میشود، و هیچ فرضیه ی دیگری دخیل نیست.
با استفاده از این مشاهدات جدید، این تیم میتواند ثابت هابل را تا 71.9 ± 2.7 کیلومتر در ثانیه در مگاپارسک بروزرسانی کند ( 44.6 ± 1.7 مایل در هر ثانیه در هر مگاپارسک). یک مگاپارسک حدود 3.3 میلیون سال نوری است.
این تخمین بسیار مشابه تخمین تلسکوپ هابل در سال گذشته است. و به لطف اندازه گیریهای دقیق، این تیم توانست این رقم را با دقت 3.8 درصد اندازه بگیرد.
اما علارغم ضریب اطمینانی که این رقم دارد، هنوز هم با عدد پیش بینی شده توسط تلسکوپ پلانک همخوانی ندارد، و به نظر میرسد که تابش از زمان انفجار بزرگ (بیگ بنگ) باقی مانده است.
این داده ها نشان میدهند که سرعت گسترش کمتر شده است سال گذشته، تلسکوپ پلانک مقدار 67.8 ± 0.9 کیلومتر در ثانیه در مگاپارسک را برای ثابت هابل پیش بینی کرد (42.1± 0.5 مایل در ثانیه در مگاپارسک).
بنابراین حالا که نتایج بیشتری این شکاف را در دو عدد تایید کرده اند، این به چه معناست؟
این امر میتواند معنای مختلفی داشته باشد فرضیه هایی ساخته شده که در عین حال میتواند محاسبه کند که ثابت هابل پلاسک میتواند اشتباه باشد. و یا میتوانیم یک نوسان آماری را ببینیم. و یا جالبتر اینکه، اختلاف میتواند ناشی از برند جدید علم فیزیک باشد که ما هنوز آن را کشف نکرده‌ایم، و میتواند روی روشی که دنیا رشد میکند تاثیر بگذارد.
سویو میگوید: سرعت گسترش جهان اکنون به روشهای مختلفی اندازه گرفته شده است و البته با چنان دقتی که اختلافات واقعی را بتوان به علم جدید فیزیک که فراتر از دانش کنونی ما از دنیا است نسبت داد.
این تیم اکنون اینگونه برنامه ریزی کرده‌اند که با اندازه گیریهای مشابه تا 100 اختروش خطاها را کوچکتر کنند، تا ببینند که آیا ضریب ثابت هابل آنها میتواند استوار باقی بماند یا نه.
یکی از اعضای تیم به نام کریس فاسنات از دانشگاه کالیفرنیا، دیویس میگوید: اگر هنوز هم دراندازه گیری نور کهکشان ها چیزی ببینید، احتمالا علم جدیدی از فیزیک است، که فراتر از مدل استاندارد کیهان شناسی است.
بیشتر بخوانید:
ستارگانی که به کهکشان راه شیری تعلق ندارند
یک سوم جمعیت کره زمین دیگر قادر به رویت کهکشان راه شیری نیستند
این پست را چگونه می‌بینید؟ برای شما مفید بود؟ لطفا با نوشتن کامنت در زیر ما را مطلع کنید. (سیارک)
ترجمه itrans.ir
