خطرناک‌ترین چیز جهان احتمالا منشأ انرژی تاریک است!

یک نظریه جدید موسوم به نظریه رادیکال پیشنهاد می‌کند سیاه‌چاله‌ها احتمالاً منشأ انرژی تاریک مرموز هستند.

به‌تازگی مدل جدیدی برای توضیح منشأ انرژی تاریک ارائه شده است که براساس آن فیزیکدانان فکر می‌کنند سیاهچاله‌های اولیه که در ابتدایی‌ترین لحظات پس از انفجار بزرگ متولد شده‌اند، مادر انرژی تاریک محسوب می‌شوند.

به‌گفته ستاره‌شناسان، این سیاه‌چاله‌ها می‌توانند شکل مرموز انرژی را توضیح دهند که بیشتر کیهان را تشکیل می‌دهد. وجود انرژی تاریک از مشاهدات ستاره‌ها و کهکشان‌ها استنباط شده است، اما تاکنون هیچ‌کس قادر نبوده توضیحی برای چیستی یا منشأ این انرژی مرموز ارائه دهد.

ماده‌ای که دنیای آشنای اطراف ما را می‌سازد، تنها 5 درصد از کل جهان است. 27 درصد دیگر ماده تاریک، همتای مقابل ماده معمولی است که از خود نوری ساطع، بازتاب یا جذب نمی‌کند. درصد باقی مانده را نیز – حدود 68 درصد – انرژی تاریک تشکیل می‌دهد.

سیاهچاله‌های باستانی مادر انرژی تاریک هستند

این ادعا از سوی یک تیم بین المللی مطرح شد که درصد رشد سیاهچاله‌ها را در کهکشان‌های مختلف مقایسه می‌کردند. طبق گزارش مجله گاردین، تیم به این نتیجه رسید که گسترش توده‌های مشاهده شده را می‌توان با سیاهچاله‌هایی که هسته‌های «انرژی تاریک» دارند، توضیح داد.

17 محقق در 9 کشور مختلف یافته‌های خود را در دو مقاله منتشر شده در مجله Astrophysical و The Astrophysical Journal Letters به ​​اشتراک گذاشتند. این تیم توسط دانشگاه هاوایی هدایت می‌شد و متشکل از محققانی در بریتانیا، مستقر در STFC RAL Space، The Open University و Imperial College لندن بود.

اخترشناسان با جست‌وجوی داده‌های 9 میلیارد سال تاریخ کیهانی، اولین شواهد از همبستگی کیهانی را کشف کردند. این اصطلاح به معنی این است که رشد سیاه‌چاله‌ها در طول زمان با انبساط خود کیهان ارتباط دارد.

این ایده که سیاهچاله‌ها ممکن است حاوی چیزی به نام انرژی خلاء (مظهر انرژی تاریک) باشند، موضوع جدیدی نیست و در واقع به‌صورت تئوری در دهه 1960 مورد بحث قرار گرفته است. اما جدیدترین پروژه تحقیقاتی فرض می‌کند که این انرژی و در نتیجه جرم سیاهچاله‌ها، با گذشت زمان، انبساط جهان و در نتیجه جفت شدن کیهانی افزایش می‌یابد.

این تیم همچنین محاسبه کردند که چه مقدار از انرژی تاریک در کیهان را می‌توان به این فرآیند نسبت داد. آنها دریافتند که سیاهچاله‌ها به طور بالقوه می‌توانند کل انرژی تاریکی را که امروزه در کیهان اندازه‌گیری می‌کنیم، توضیح دهند. نتیجه می‌تواند یکی از اساسی‌ترین مشکلات کیهان‌شناسی مدرن را حل کند.

انبساط سریع

آغاز کار جهان هستی به یک انفجار بزرگ که حدود 13.7 میلیارد سال پیش رخ داد بازمی‌گردد. انرژی حاصل از این انفجار فضا و زمان باعث شد که جهان به‌سرعت گسترش یابد و همه کهکشان‌ها از یکدیگر دور شوند.

براساس دانش آن زمان، دانشمندان تا اواخر سال 1990 انتظار داشتند این انبساط به‌دلیل تأثیر گرانش بر تمام مواد کیهان به‌تدریج کند شود. اما زمانی که تلسکوپ فضایی هابل چیز عجیبی را کشف کرد، این طرز تفکر به‌کلی دستخوش تغییر شد.

مشاهده ستارگان در حال انفجار نشان داد که در گذشته، جهان در واقع کندتر از امروز منبسط می‌شد. بنابراین انبساط کیهان همانطور که همه فکر می‌کردند به دلیل گرانش کند نبوده، بلکه در عوض شتاب گرفته است.

این کشف بسیار غیرمنتظره بود و اخترشناسان برای توضیح آن از هیچ تلاشی دریغ نکردند. برای توضیح این موضوع، پیشنهاد شد که یک انرژی تاریک مسئول بیرون راندن اشیا با قدرت بیشتری نسبت به گرانش است که اشیا را به‌هم نزدیک می‌کند.

مفهوم و منشأ انرژی تاریک بسیار شبیه به ساختار ریاضیاتی بود که انیشتین زمانی به‌آن اعتقاد داشت، اما بعداً آن را کنار گذاشت: یک ثابت کیهانی که مخالف گرانش است و جهان را از فروپاشی باز می‌دارد.

انفجارهای ستاره‌ای

علاوه‌بر منشأ، چیستی انرژی تاریک نیز با سیاهچاله‌ها قابل توضیح است. سیاهچاله‌ها معمولاً زمانی به وجود می‌آیند که ستارگان پرجرم در انتهای عمر خود منفجر شده و می‌میرند. گرانش و فشار در این انفجارهای شدید، مقادیر زیادی از مواد را در فضای کوچکی فشرده می‌کند. به‌عنوان مثال، ستاره‌ای به جرم خورشید ما در فضایی به اندازه چند ده کیلومتر فشرده می‌شود.

کشش گرانشی سیاهچاله به قدری قوی است که حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند و همه چیز به‌داخل مکیده می‌شود. در مرکز سیاهچاله مکانی به نام تکینگی وجود دارد که در آن ماده به نقطه‌ای با چگالی بی‌نهایت خرد می‌شود. مشکل این است که تکینگی‌ها یک ساختار ریاضی هستند که نباید وجود داشته باشند!

سیاهچاله‌هایی که در مرکز کهکشان‌ها قرار دارند، بسیار سنگین‌تر از سیاه‌چاله‌هایی هستند که در هنگام مرگ ستارگان به وجود می‌آیند. این سیاهچاله‌های کهکشانی بسیار پرجرم می‌توانند میلیون‌ها تا میلیاردها برابر جرم خورشید ما وزن داشته باشند.

همه سیاهچاله‌ها با تجمع ماده، بلعیدن ستاره‌هایی که خیلی نزدیک می‌شوند و یا با ادغام شدن با سیاهچاله‌های دیگر، بزرگ و بزرگتر می‌شوند. بنابراین ما انتظار داریم که با بزرگتر شدن جهان، آنها نیز بزرگتر شوند. در جدیدترین مقاله، تیم به سیاهچاله‌های غول پیکر و پرجرم در مرکز کهکشان‌ها نگاه کرد و دریافت که این سیاهچاله‌ها در طی میلیاردها سال جرم می‌گیرند.

در نهایت، نتیجه اصلی تمام این مطالعات‌ این است که سیاهچاله‌ها می‌توانند مقدار لازم انرژی خلاء را برای محاسبه تمام انرژی تاریکی که امروزه در کیهان اندازه‌گیری می‌کنیم، فراهم کنند. این موضوع نه تنها منشأ انرژی تاریک در کیهان را توضیح می‌دهد، بلکه ما را وادار می‌کند درک خود از سیاهچاله‌ها و نقش آنها در کیهان را به‌طور اساسی بازنگری کنیم. هرچند برای آزمایش و تأیید این ایده، چه از روی مشاهدات آسمان و چه از نظر تئوری، تلاش بسیار بیشتری نیاز است.