ناحیه‌های پوچ کیهان و آنچه درباره "انرژی تاریک" به ما می‌گویند

* فضاهای تهی پوچی در سرتاسر کیهانست که نمی‌توانیم درست آنها را ببینیم، و این چیز خوبیست!

این مناطق پوچ (تُهیک، void) -شکاف‌های غول‌پیکر و نامنظمی در فضا که هیچ کهکشانی در آنها نیست- در همه جای کیهان وجود دارند. ولی چون تهی هستند اخترشناسان نمی‌توانند آنها را به طور مستقیم ببینند. به جایش، با نقشه‌برداری از کهکشان‌های کیهان و سپس نشان‌گذاری فضای میانشان این پوچی‌ها را می‌یابند. ولی از چشم‌انداز ما روی زمین، همه‌ی این پوچی‌ها با کج‌نمایی و تحریف دیده می‌شوند.
نقشه‌ای از پوچی‌های کیهان (بیضی‌های زرد) در میان ابرخوشه‌های کهکشانی
آنها در برخی مناطق کش آمده و در برخی دیگر فشرده شده به نظر می‌رسند. دلیل این کج‌نمایی‌ها، سرخرگراییِ (انتقال به سرخ) کهکشان‌های مرزی‌شان است، پدیده‌ای که دستاورد حرکت این سامانه‌هاست: کهکشان‌هایی که از ما دور می‌شوند طول موج نورشان کش می‌آید و به سرخی می‌گراید، آنهایی که به سوی ما می‌آیند هم طول موج نورشان کوتاه‌تر شده و به آبی می‌گراید. انرژی تاریک نامیست که اخترشناسان بر روی نیرویی گذاشته‌اند که دارد کیهان را کش آورده و کهکشان‌ها را از هم دور می‌کند.

اکنون گویا پژوهشگران این کج‌نمایی را چیز خوبی یافته‌اند. آنها تا به امروز برای اندازه‌گیری روند گسترش کیهان، و به نوبه‌ی خود تعیین میزان دقیق انرژی تاریک که دارد به این گسترش دامن می‌زند، تنها به سرخگراییِ کهکشان‌ها تکیه داشته‌اند. ولی سنجش این کج‌نمایی‌هایی که در پوچی‌ها دیده می‌شود گویا تکنیکی بسیار دقیق‌تر است و به پژوهشگران امکان می‌دهد تا نرخ گسترش کیهان را با دقتی بیشتر اندازه بگیرند. پژوهشنامه‌ی این دانشمندان روز ۹ ژوییه در نشریه‌ی فیزیکال ریویو دی. منتشر شده است.

سشادری ناداتور از دانشگاه پورتسموث بریتانیا، و نویسنده‌ی اصلی این پژوهشنامه می‌گوید: «در حقیقت چیزی که ما اندازه می‌گیریم کج‌نمایی در جایگاه کهکشان‌های پیرامون پوچی‌هاست. نکته‌ی جالب درباره‌ی پوچی‌ها اینست که آنها مناطقی‌ از فضا هستند که جابجایی کهکشان‌های پیرامونشان را می‌توانیم با دقتی بسیار بالا مدل‌سازی کنیم.»

ناداتور دلیلش را این می‌داند که ریاضیاتی که برای اندازه‌گیریِ دقیقِ حرکت کهکشان‌ها نیازست، درون این پوچی‌ها بسیار آسان‌تر می‌شود (در این مورد، این گروه پژوهشی پوچی‌هایی در فاصله‌ی حدود ۵.۵ میلیارد سال نوری زمین را بررسی کردند).

وی می‌گوید: «کهکشان‌ها حرکت می‌کنند زیرا نیروی گرانش آنها را به سمت مناطقی با ماده‌ی بیشتر می‌کشد، و کلا مساله‌ اینست که نظریه‌ی کنونی گرانش -نسبیت عام اینشتین- بسیار پیچیده است، و حل دقیق و درست معادله‌هایش سخت است. از همین رو ما بیشتر وقت‌ها در کیهان‌شناسی برای کمک به روان‌تر شدن مساله، تقریب‌ها را به کار می‌بریم (نظریه‌ی پَرتورِش یا اختلال). این نظریه‌ی پرتورش در مناطق پوچ بسیار بهتر از مناطقی که در آنها ماده‌ی فراوانست کار می‌کند، از همین رو پیش‌بینی‌هایمان در فضای پوچ آسان‌تر شده و دقت بسیار بیشتری خواهد داشت.»

بر پایه‌ی این مقاله، نتیجه‌ی این دقتِ افزوده اینست که دانشمندان با بهره از این تکنیک می‌توانند برآوردهای بسیار دقیق‌تری برای نرخ گسترش کیهان انجام دهند و همخوانی این نرخ‌های دیده شده با نظریه‌هایی که چرایی گسترش کیهان را توضیح می‌دهند بهتر تایید کنند. این یافته‌های تازه همچنین برخی از نظریه‌های جایگزین را هم محدودتر می‌کند. بهترین اندازه‌گیری‌های گذشته برای حرکت کهکشان‌ها نیز همین کارها را کرد ولی به خوبیِ تقریبا چهار برابر کمتر.

آن بهترین اندازه‌گیری‌ها برای سرخگرایی‌های پوچی‌های کهکشانی در پژوهشی به نام "پیمایش طیفی نوسان‌های باریون (باس، Boss) انجام شده بود. سنجش این کج‌نمایی‌های پوچی‌ها هم بر پایه‌ی داده‌های همین پیمایش باس انجام شد، ولی با به کارگیری این تکنیک تازه، بررسی داده‌های باس نتایج بسیار بهتری به بار آورده‌اند.

پژوهشگران نوشته‌اند این سنجش‌های بهینه‌سازی شده برای گسترش کیهان، با نظریه‌های کنونی درباره‌ی چگونگی کارکرد انرژی تاریک در کیهان همخوانی داده شد- این که در جهانی "تخت" زندگی می‌کنیم که انرژی تاریک به طور ثابت به گسترش آن شتاب می‌دهد. ناداتور می‌گوید: «با گذاشتن نتایجمان کنار نتایجی که از "نوسان‌های صوتی باریون" (BAO) به دست آمده، می‌توانیم نرخ گسترش کیهان در ۵.۵ میلیارد سال پیش را بسیار بهتر بسنجیم. و این به نوبه‌ی خود بسیار مهم است زیرا به ما می‌گوید انرژی تاریک در آن زمان چه کاری می‌کرده، همچنین چیزهای دیگری مانند خمیدگی (انحنای) فضا -چیزی که ما کیهان‌شناسان را به هیجان می‌آورد.»

این پژوهشگران همچنین در گزارش خود خاطرنشان کردند که برای بیشتر شناختنِ انرژی تاریک چندین ماموریت دیگر برای پویش (اسکن) آسمان، بسیار بهتر از "باس" در راه است. به گفته‌ی آنها، تکنیک گفته شده در این پژوهش می‌تواند دقت این پیمایش‌ها را هم بالا ببرد.

--------------------------------------------
تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

واژه‌نامه:
void - galaxy - Earth - redshift - wavelength - dark energy - Physical Review D. - Seshadri Nadathur - University of Portsmouth - United Kingdom - Einstein - general relativity - perturbation theory - Baryon Oscillation Spectroscopic Survey - BOSS - BAO - Baryon Acoustic Oscillation -

منبع: Space.com

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه