فرارو- یک پیشرفت علمی جدید در مجله منتشر شده است مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم این نشان می دهد که پس از نزدیک به 13.8 میلیارد سال انبساط مداوم، جهان به زودی یک رکود آهسته را تجربه خواهد کرد، به این معنی که جهان در زمانی زودتر از آنچه قبلا تصور می شد فرو می ریزد.
به گزارش فرارو، در این مطالعه جدید، سه دانشمند سعی کردند ماهیت انرژی تاریک را مدل کنند – نیرویی مرموز که به نظر می رسد باعث انبساط سریعتر جهان می شود – بر اساس مشاهدات قبلی انبساط کیهانی. در این مدل تیمی، انرژی تاریک یک نیروی ثابت طبیعت نیست، بلکه موجودی است به نام ذات که به مرور زمان پوسیده می شود. محققان کشف کرده اند که حتی با انبساط جهان در طی میلیاردها سال، نیروی دافعه انرژی تاریک می تواند ضعیف شود. بنابراین، به گفته این دانشمندان، شتاب جهان می تواند به سرعت در 65 میلیون سال آینده پایان یابد – سپس، در عرض 100 میلیون سال، جهان به طور کامل متوقف می شود و در عوض وارد فاز کوچک شدن آهسته میلیاردها سال می شود. na
پل استاینهارت، یکی از نویسندگان این مطالعه و مدیر مرکز علوم نظری دانشگاه پرینستون در نیوجرسی، گفت; کل فرآیند می تواند سریعتر اتفاق بیفتد. او به Live Science گفت: “65 میلیون سال پیش، سیارک Chicxulub به زمین برخورد کرد و دایناسورها را نابود کرد.” بنابراین در مقیاس کیهانی، 65 میلیون سال زمان بسیار کوتاهی است. از سوی دیگر، گری هینشاو، استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه بریتیش کلمبیا که در این مطالعه شرکت نکرد، به LiveScience گفت: “این هنوز بسیار پیچیده است، در حال حاضر اندازه گیری دستاوردهای این تحقیق غیرممکن است.”
رمز و راز انرژی تاریک در جهان ما
از دهه 1990، دانشمندان کشف کردند که جهان در حال انبساط است، و فضای بین کهکشان ها اکنون سریعتر از میلیاردها سال پیش در حال گسترش است. دانشمندان منبع اسرارآمیز این شتاب را انرژی تاریک نامیده اند – موجودی نامرئی که به نظر می رسد در برابر گرانش کار می کند و بزرگترین اجرام جهان را به جای نزدیک به هم به گردش در می آورد. اگرچه انرژی تاریک تقریباً 70 درصد از کل انرژی جرم-انرژی جهان را تشکیل می دهد، خواص آن هنوز یک راز است.
یک نظریه رایج، ارائه شده توسط آلبرت انیشتین، این است که انرژی تاریک یک ثابت کیهانی است – شکلی تغییرناپذیر از انرژی که در تار و پود فضا-زمان تنیده شده است. اگر چنین است، و نیروی ارائه شده توسط انرژی تاریک هرگز قابل تغییر نیست، پس جهان باید برای همیشه به گسترش (و شتاب گرفتن) ادامه دهد. با این حال، یک نظریه رقیب نشان می دهد که انرژی تاریک برای انطباق با مشاهدات انبساط کیهانی گذشته، لازم نیست ساکن باشد. در عوض، انرژی تاریک را می توان Quintessence نامید – یک میدان پویا که در طول زمان تغییر می کند.
بر خلاف ثابت کیهان‌شناختی، ذات می‌تواند منفور یا جذاب باشد، بسته به نسبت انرژی جنبشی و پتانسیل آن در یک زمان خاص. در 14 میلیارد سال گذشته، این عامل منزجر کننده بوده است. با این حال، در بیشتر آن زمان، در انبساط کیهان در مقایسه با تابش و ماده کمک چندانی نکرد. این موضوع حدود پنج میلیارد سال پیش تغییر کرد، زمانی که ذات به جزء غالب تبدیل شد و اثر دافعه گرانشی آن انبساط جهان را تسریع کرد. سوال ما در این مقاله این است که آیا این شتاب باید برای همیشه ادامه داشته باشد؟ گفت اشتاینهارت. “و اگر نه، چه جایگزین هایی وجود دارد، و چه زمانی ممکن است همه چیز تغییر کند؟”
مرگ انرژی تاریک
استاینهارت و همکارانش آنا ایجاس از دانشگاه نیویورک و کازمین آندره از دانشگاه پرینستون در مطالعه خود پیش‌بینی کردند که چگونه ویژگی‌های کوئینتسانس ممکن است در چند میلیارد سال آینده تغییر کند. برای انجام این کار، تیم یک مدل فیزیکی از ذات خلق کرد، که قدرت دافعه و جادویی خود را در طول زمان برای مطابقت با مشاهدات قبلی گسترش کیهانی نشان می‌دهد. زمانی که مدل تیمی توانست به تاریخچه انبساط کیهان اعتماد کند، پیش‌بینی‌های خود را در آینده گسترش دادند. هینشاو گفت: «به طرز شگفت انگیزی، انرژی تاریک در مدل آنها می تواند در طول زمان ناپدید شود. قدرت آن ممکن است ضعیف شود. و اگر این کار را به روشی خاص انجام دهد، خواص ضد گرانشی انرژی تاریک در نهایت ناپدید می شود و دوباره چیزی شبیه به یک چیز معمولی خواهد بود.
به گفته این تیم، نیروی دافعه انرژی تاریک ممکن است در بحبوحه کاهش سریعی باشد که احتمالاً میلیاردها سال پیش آغاز شده است. در این سناریو، شتاب جهان در حال حاضر کاهش یافته است، و به زودی، شاید در حدود 65 میلیون سال، این شتاب ممکن است به طور کامل متوقف شود. سپس، در طول 100 میلیون سال آینده، انرژی تاریک می تواند جذاب شود و باعث کوچک شدن کل جهان شود. به عبارت دیگر، پس از نزدیک به 14 میلیارد سال رشد، فضا ممکن است شروع به کوچک شدن کند. Steinhart گفت: «این یک نوع بسیار خاص از رکود است که ما آن را رکود آهسته می‌نامیم. طبق مدل این تیم، چندین میلیارد سال رکود آهسته طول می کشد تا جهان به تقریباً نیمی از اندازه امروزی خود برسد.
آیا شما آخر دنیا هستید؟
اشتاینهارت گفت: از این به بعد، یکی از دو چیز ممکن است رخ دهد. جهان منقبض می شود تا زمانی که در یک “بیگ بنگ” فرو می ریزد و به فضا-زمان که ما می شناسیم به پایان می رسد، یا جهان به اندازه ای کوچک می شود که به حالت اولیه خود باز می گردد و یک انفجار بزرگ. دیگری – یا یک جهش بزرگ – رخ می دهد و از خاکستر دنیای قدیم دنیایی جدید می آفریند. در سناریوی دوم (که توسط Steinhart و همکارانش در مقاله‌ای در سال 2019 در Physics Letters B توضیح داده شد)، جهان از یک الگوی چرخه‌ای از انبساط و انقباض، تکه تکه شدن و جهش پیروی می‌کند که همچنان به فروپاشی و شکل‌گیری مجدد ادامه می‌دهد.
استاینهارت گفت؛ “اگر این ایده درست باشد، پس جهان کنونی ما ممکن است اولین یا تنها جهان نباشد، بلکه آخرین نمونه در جریان بی‌پایان تولد و مرگ جهان‌هایی باشد که پیش از جهان ما گسترش یافته و کوچک شده‌اند.” همه چیز به تغییر طبیعت بستگی دارد. هینشاو افزود: «از آنجایی که همه مشاهدات ما از انبساط کیهانی از اجرام میلیون‌ها تا میلیاردها سال نوری از زمین می‌آیند، داده‌های کنونی فقط می‌توانند به دانشمندان در مورد گذشته کیهان اطلاع دهند، نه حال یا آینده آن». اشتاینهارت اعتراف کرد که “متاسفانه هیچ راه خوبی برای آزمایش این سناریو یا اینکه آیا انبساط کیهانی شروع به کند شدن می کند وجود ندارد. بنابراین این ایده هنوز نظری است.»
منبع: livescience
ترجمه: مصطفی جرفی فرارو
