الملاحظات الأولية التي أدلى بها أداة طيفية للطاقة المظلمة يشير (DESI) إلى أن تسارع توسع الكون لم يكن ثابتًا – وبعبارة أخرى، تغيرت الطاقة المظلمة على مدار تاريخ الكون.

في مطلع الألفية، اكتشف علماء الفلك أن الكون يتوسع بمعدل متزايد باستمرار. كان هذا بمثابة صدمة لمعظم علماء الكونيات الذين افترضوا أن سحب الجاذبية كان يبطئ توسع الكون بعد الانفجار الكبير.

وفي عامي 1998 و1999، اكتشف فريقان مستقلان التسارع عن طريق قياس المسافات إلى المستعرات الأعظمية القديمة والسرعات التي تنحسر بها عن الأرض. تم استخدام الطاقة المظلمة – وهو المصطلح الذي تمت صياغته في عام 1998 – لتوفير الكمية الهائلة من الطاقة اللازمة لهذا التسارع المستمر. تقاسم ثلاثة من قادة هذه الفرق جائزة نوبل للفيزياء لعام 2011 لهذا الاكتشاف، وفي ربع القرن الماضي، دعمت مجموعة متنوعة من الملاحظات إدراج الطاقة المظلمة في النموذج القياسي لعلم الكونيات.

الآن، قد تحدث صدمة أخرى بفضل DESI، الذي تم تصميمه لدراسة توسع الكون.

الألياف الضوئية التي يتحكم فيها الروبوت

يقع DESI على تلسكوب Nicholas U Mayall في مرصد Kitt Peak الوطني في أريزونا. يشتمل على آلاف الألياف الضوئية التي يتحكم فيها الروبوت والتي ترسل الضوء إلى مجموعة من أجهزة قياس الطيف. سمح هذا لـ DESI بعمل خريطة شاملة للمجرات والكوازارات في الكون. توفر البيانات الطيفية قياسًا لمدى سرعة تحرك المجرة بعيدًا عنا، والذي يتم تحديده بواسطة الانزياح الأحمر للمجرة.

مفتاح دراسة الطاقة المظلمة التي أجراها DESI هو أن المجرات ليست موزعة بشكل موحد في جميع أنحاء الكون، ولكنها تتركز في مناطق تشبه الفقاعات محاطة بمساحة فارغة. وهذا نتيجة لكيفية توسع الكون المبكر وتبريده. بدأت العملية ببلازما ساخنة انتشرت من خلالها الموجات الصوتية، مما أدى إلى خلق مناطق ذات كثافة عالية ومنخفضة تسمى تذبذبات باريون الصوتية (BAO).

وفي النهاية "تجمدت" هذه البلازما لتكوين الغاز الذي سيشكل النجوم والمجرات الأولى. تميل فقاعات المجرات إلى التشكل في المناطق الكثيفة التي أنشأها باو، والتي توسعت مع الكون. ولذلك، فإن حجم فقاعة المجرة يخبر علماء الفلك عن عمرها عندما أرسلت لنا ضوءها. استخدم الفريق أيضًا الضوء الصادر من الكوازارات القديمة لإضاءة BAO، مما سمح لهم بالبحث في وقت أبعد مما كان ممكنًا باستخدام قياسات المجرة.

تلميحات مثيرة

وبجمع المعلومات الطيفية ومعلومات BAO معًا، تمكن فريق DESI من تحديد معدل توسع الكون في سبع نقاط زمنية مختلفة على مدار الـ 11 مليار سنة الماضية. في حين أن ملاحظاتهم تتماشى على نطاق واسع مع القيمة الثابتة للطاقة المظلمة، فقد أبلغ علماء DESI عن تلميحات محيرة لبعض الانحراف.

يوضح مدير معهد DESI: "حتى الآن، نرى اتفاقًا أساسيًا مع أفضل نموذج لدينا للكون، لكننا نرى أيضًا بعض الاختلافات المثيرة للاهتمام والتي يمكن أن تشير إلى أن الطاقة المظلمة تتطور مع مرور الوقت". مايكل ليفي، ومقره في مختبر لورانس بيركلي الوطني في الولايات المتحدة. "قد تختفي هذه الأمور أو لا تختفي مع ظهور المزيد من البيانات، لذلك نحن متحمسون للبدء في تحليل مجموعة بياناتنا التي مدتها ثلاث سنوات قريبًا."

وعلى وجه التحديد، وجد الفريق أن ملاحظاته تتفق مع الطاقة المظلمة التي تتغير مع مرور الوقت. ومع ذلك، فإن الأهمية الإحصائية للانحراف أفضل قليلاً من 3σ - مما يعني أن هناك احتمالًا بنسبة 0.2% تقريبًا أن تكون الملاحظة مجرد حظ إحصائي. في علم الكونيات وبعض مجالات الفيزياء الأخرى، يلزم وجود أهمية 5σ للاكتشاف.

تم إجراء هذه الملاحظات في السنة الأولى من تشغيل DESI، والذي من المتوقع أن يقوم بمسح الكون لمدة خمس سنوات على الأقل.

يقول بيركلي: «من المدهش أنه باستخدام بيانات السنة الأولى فقط، يمكننا بالفعل قياس تاريخ توسع كوننا في سبع شرائح مختلفة من الزمن الكوني، كل منها بدقة تتراوح من 1 إلى 3٪». ناتالي بالانك ديلابروي. "لقد بذل الفريق قدرًا هائلاً من العمل لمراعاة تعقيدات النمذجة الآلية والنظرية، مما يمنحنا الثقة في قوة نتائجنا الأولى."

بالإضافة إلى تسليط ضوء جديد على توسع الكون، قدم DESI أيضًا معلومات جديدة حول كتلة النيوترينو.

تم وصف ملاحظات BAO في طبعة أولية حول arXiv. المنشورات ذات الصلة يمكن العثور عليها هنا.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/baryon-acoustic-oscillations-hint-that-dark-energy-may-have-changed-over-time/