بیگ بنگ: ممکن است «انرژی تاریک» نیروی مرموزی که باعث انبساط کیهان می‌شود، وجود نداشته باشد. شاید حقیقت بسیار عجیب‌تر باشد – حباب‌هایی از فضا که در آن‌ها زمان با نرخ‌های به‌طور قابل توجهی متفاوت می‌گذرند.

به گزارش بیگ بنگ، گذر زمان به آن صورتی که ما تجربه می‌کنیم ثابت نیست. در مناطقی که گرانش قوی‌تر است زمان نسبت به مناطقی با گرانش کمتر، کُندتر گذر می‌کند. این واقعیت، طبق مدل جدیدی به نام “کیهان‌شناسی افق زمان” (Timescape Cosmology) مطرح شده، این ایده می‌تواند تأثیرات عمیقی بر نحوۀ مقایسه سرعت انبساط کیهان داشته باشد.

در واقع اختلاف در گذر زمان بین نواحی مختلف جهان می‌تواند میلیاردها سال تفاوت ایجاد کند، به این معنا که برخی مناطق زمان بیشتری برای گسترش داشته‌اند. وقتی از میان این حباب‌های زمانی به اجرام دوردست نگاه می‌کنیم، ممکن است گسترش جهان سریع‌تر به نظر برسد، اما این تنها یک توهم ناشی از اختلاف در گذر زمان است.

دو مطالعۀ جدید بیش از ۱۵۰۰ ابرنواختر را مورد تحلیل قرار دادند تا بررسی کنند که چقدر احتمال دارد این مفهوم درست باشد و دریافتند که مدل «کیهان‌شناسی افق زمان» ممکن است تطابق بهتری با مشاهدات نسبت به مدل فعلی ما داشته باشد.

“مدل استاندارد کیهان‌شناسی” به خوبی توانسته جهان را توضیح دهد – مشروط بر اینکه کمی در اعداد دستکاری کنیم. به نظر نمی‌رسد که مقدار کافی جرم برای توضیح اثرات گرانشی که مشاهده می‌کنیم وجود داشته باشد، بنابراین یک جایگزین نامرئی به نام «ماده تاریک» اختراع کردیم.

همچنین به نظر می‌رسد نیروی عجیبی با گرانش مقابله می‌کند و باعث می‌شود کیهان با سرعتی زیاد گسترش یابد. از آنجایی که نمیدانیم چیست، به همان سبک آن را «انرژی تاریک» نامیدیم. همۀ این‌ها در کنار «ماده معمولی» به چیزی که ما مدل ΛCDM (ماده تاریک سرد لامبدا) می‌نامیم، تبدیل شدند.

مشکل این است که این مدل از یک معادله ساده‌شده استفاده می‌کند که فرض می‌کند کل جهان صاف و هموار است و با یک سرعت یکنواخت در همه‌جا انبساط می‌یابد. اما جهان واقعاً چنین نیست: ما یک شبکه کیهانی عظیم می‌بینیم که با ساختارهای کهکشانی به هم متصل شده‌اند و میان آن‌ها خلاء‌های وسیعی قرار دارد که از تصور ما خالی‌تر هستند.

“کیهان‌شناسی افق زمان” این “ناهمواری” را در نظر می‌گیرد. ماده بیشتر به معنای گرانش قوی‌تر است، که این به معنای زمان کُندتر است – در واقع، یک ساعت اتمی درون یک کهکشان می‌تواند تا یک‌سوم کُندتر از همان ساعت در مرکز یک خلاء کیهانی کار کند.

اگر عمر طولانی جهان را در نظر بگیریم، می‌بینیم که در خلاء‌ها میلیاردها سال بیشتر از مناطق پر از ماده گذشته است. نتیجه این که دیگر نمی‌توان گفت جهان یک سن ثابت ۱۳.۸ میلیارد سال دارد. در واقع، هر منطقه از جهان سن متفاوتی خواهد داشت.

و از آنجایی که در خلاء‌ها زمان تندتر می‌گذرد، انبساط کیهانی بیشتری نیز در آنجا رخ می‌دهد. بنابراین، اگر به یک جسم در آن سوی یک خلاء نگاه کنید، به نظر می‌رسد که سریع‌تر از چیزی که در این سوی خلاء قرار دارد، از شما دور می‌شود. با گذشت زمان، این خلاءها بخش بیشتری از جهان را اشغال می‌کنند و توهمی از یک انبساط شتاب‌دار ایجاد می‌کنند، بدون نیاز به فرض وجود انرژی تاریک!

در سال ۲۰۱۷، ستاره‌شناسان دانشگاه کانتربری نیوزیلند کیهان‌شناسی این فرضیه را با مشاهدات مقایسه کردند و دریافتند که این مدل نسبت به مدل “ماده تاریک سرد لامبدا” توضیح بهتری برای انبساط کیهان ارائه می‌دهد. اما همچنان به داده‌های بیشتری نیاز دارد.

برای مطالعات جدید، تیمی از ستاره‌شناسان دانشگاه کانتربری و دانشگاه هایدلبرگ آلمان داده‌های بیشتری را در قالب یک فهرست شامل ۱۵۳۵ ابرنواختر نوع Ia جمع‌آوری و تحلیل کردند. این انفجارها هر بار با روشنایی قابل پیش‌بینی رخ می‌دهند، بنابراین تغییر در نورشان می‌تواند به راحتی فاصله، سرعت و جهت حرکت آنها را مشخص کند. به همین دلیل، آن‌ها را “شمع استاندارد” می‌نامند.

این بار، ستاره‌شناسان می‌گویند “شواهد بسیار قوی به نفع “کیهان‌شناسی افق زمان” پیدا کردند. این نشان‌دهندۀ نیاز احتمالی به بازنگری در اصول کیهان‌شناسی است. “دیوید ویلتشر” فیزیک‌دان از دانشگاه کانتربری می‌گوید: « انرژی تاریک یک اشتباه در تشخیص تغییرات در انرژی جنبشی انبساط کیهان است، که در یک جهان ناهموار مانند جهان ما، یکنواخت نیست.» از آنجایی که در برخی مناطق کیهان، تراکم ماده زیاد است (مثل خوشه‌های کهکشانی یا کهکشان‌ها) و در برخی مناطق خلأهای عظیمی وجود دارد دانشمندان معتقدند کیهان ما ناهموار است.

این پژوهش شواهد قانع‌کننده‌ای ارائه می‌دهد تا جایی که با داده‌های جدید، شاید بزرگ‌ترین راز کیهان تا پایان این دهه، رمزگشایی شود. جزئیات بیشتر این پژوهش در Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com