بعدی- در حالی که “ماده تاریک” به عنوان ستون فقرات فیزیک مدرن برای دهه ها پذیرفته شده است، فرضیه های انقلابی دکتر راجندرا گوپتا نوید آغاز عصر جدیدی در درک ما از منشاء، ابعاد و تکامل جهان است.
به گزارش به گزارش میهن تجارت به نقل از آرس، جهان ممکن است در نگاه اول ساده به نظر برسد. مجموعه ای از ستارگان، گازها، غبار و گرانش که همه را در کنار هم نگه می دارد. اما وقتی با دقت بیشتری به اعماق آسمان نگاه می کنیم، متوجه می شویم که حقیقت بسیار پیچیده تر و مرموزتر از این توصیفات اولیه است.
برای دههها، تصویر استاندارد کیهانشناسی به ما گفته است که بیشتر آنچه در جهان وجود دارد، مادهای نیست که بتوانیم آن را ببینیم یا لمس کنیم. بر اساس این نظریه ها، جهان ترکیبی از ماده معمولی و دو جزء نامرئی به نام های «ماده تاریک» و «انرژی تاریک» است.
این تصویر که اساس کتابهای درسی، مأموریتهای فضایی و نقشههای آسمان ما را تشکیل میدهد، همیشه با سوالات دشواری همراه بوده است. سوالاتی که هرگز به طور کامل پاسخ داده نشده اند، عمدتاً به این دلیل که ماده تاریک و انرژی تاریک هرگز مستقیماً در هیچ آزمایشگاهی “دیده” یا شناسایی نشده اند. اکنون پس از دههها جستجوی بیثمر برای یافتن این مواد، این سوال در میان جامعه علمی مطرح شده است: “تا کی باید به دنبال چیزی باشیم که ممکن است اصلا وجود نداشته باشد؟”
چالش بزرگ: مدلی بدون ماده تاریک
یک خط فکری جدید جسورانه این سؤالات را جدی می گیرد و نشان می دهد که شاید ما اصلاً به این مؤلفه های نامرئی و مرموز نیاز نداریم. دکتر راجندرا گوپتا، استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه اتاوا، پس از سال ها تحقیق در مورد اسرار کیهان شناسی طولانی مدت، مدلی را ارائه کرده است که هدف آن توضیح جهان بدون نیاز به ماده تاریک یا انرژی تاریک است.
دکتر گوپتا معتقد است که فرضیات قدیمی و پذیرفته شده ممکن است مانع پیشرفت علم شده باشد. او میگوید: «یافتههای مطالعه ما تأیید میکند که کار قبلی ما در مورد سن جهان، که ما آن را 26.7 میلیارد سال تخمین زدیم، به ما این امکان را داد که کشف کنیم که جهان برای وجود نیازی به ماده تاریک ندارد.
ارکان نظریه جدید: “نور خسته” و “ثابت متغیر”
رویکرد گوپتا دو مفهوم کلیدی را ترکیب میکند: “ثابت جفت متغیر” (CCC) و “نور خسته” (TL).
نظریه CCC این سوال را مطرح می کند که آیا به اصطلاح “ثابت های طبیعت” – مانند قدرت نیروهای بنیادی یا سرعت نور – ممکن است در طول زمان یا مکان تغییر کنند؟ اگر این ثابت ها حتی با مقدار کمی تغییر می کردند، بسیاری از محاسبات ما در مورد چگونگی تکامل جهان دستخوش تغییر اساسی می شدند.
از سوی دیگر، نظریه «نور خسته» دیدگاه متفاوتی نسبت به پدیده «انتقال به سرخ» دارد. در مدل استاندارد، هنگامی که نور کهکشان های دور به سرخ منتقل می شود، تنها به عنوان نشانه ای از انبساط جهان و کشیده شدن طول موج نور تعبیر می شود. اما تئوری TL نشان میدهد که فوتونها (ذرات نور) زمانی که مسافتهای زیادی را طی میکنند مقداری از انرژی خود را از دست میدهند و این از دست دادن انرژی باعث میشود رنگ آنها به قرمز تغییر کند. ترکیب این دو مفهوم (CCC+TL) مدلی را ایجاد می کند که می تواند سیگنال های کیهانی را بدون نیاز به مواد نامرئی توضیح دهد.
چرا بیشتر دانشمندان هنوز به ماده تاریک اعتقاد دارند؟
ایده ماده تاریک در خلاء بوجود نیامده است. در دهه 1930، اخترشناس فریتز زویکی متوجه شد که خوشه های کهکشانی به گونه ای حرکت می کنند که با جرم ظاهری آنها ناسازگار است. بعدها، مشاهدات نشان داد که بسیاری از کهکشانها در لبههای بیرونی خود با سرعتی بسیار بیشتر از حد انتظار میچرخند. انگار چیزی با جاذبه اضافی به آنها تزریق می کند. پدیده “عدسی گرانشی” (خم شدن نور بر حسب جرم) نیز به وجود کششی بیشتر از نیرویی که توسط ستارگان مرئی اعمال می شود اشاره می کند.
در محاسبات استاندارد، تصور می شود که ماده تاریک حدود 27 درصد از جهان را تشکیل می دهد، در حالی که ماده معمولی (هر چیزی که ما می توانیم مستقیماً تشخیص دهیم) کمتر از 5٪ را تشکیل می دهد. بقیه جهان را “انرژی تاریک” نیز می نامند. نام مستعار برای هر عاملی که باعث انبساط شتابان جهان می شود. این تصویر سنتی همچنین سن جهان را حدود 13.8 میلیارد سال تخمین می زند.
نیاز به انرژی تاریک را از بین ببرید
گوپتا استدلال می کند که اگر نیروهای طبیعت در طول زمان ضعیف شوند، دیگر نیازی به “انرژی تاریک” نداریم تا توضیح دهیم چرا انبساط جهان در حال شتاب گرفتن است. او همچنین ادعا می کند که مشاهدات نجومی اصلی را می توان بدون ماده تاریک توضیح داد. به شرطی که اجازه دهیم ثابت های فیزیکی تغییر کنند و بپذیریم که نور در سفر طولانی خود به زمین مقدار کمی از انرژی را از دست می دهد.
وی ادامه می دهد: برخلاف نظریه های استاندارد کیهان شناسی که انبساط شتابان جهان را به انرژی تاریک نسبت می دهند، یافته های ما نشان می دهد که این انبساط ناشی از تضعیف نیروهای طبیعت است نه وجود یک انرژی مرموز.
تجزیه و تحلیل سیگنال های کیهانی؛ تایید یا شک؟
بخش بزرگی از کار تحقیقاتی گوپتا بر روی “تغییر قرمز” متمرکز است. این تجزیه و تحلیل توزیع کهکشان ها را در فواصل نزدیک (انتقال به سرخ کم) با الگوهای جهان اولیه در اعماق فضا (تغییر قرمز زیاد) مقایسه می کند. ادعای اصلی این است که این سیگنال ها در مدل CCC+TL کاملاً سازگار هستند، بدون نیاز به وارد کردن ماده تاریک به معادلات.
گوپتا با اطمینان نتیجه میگیرد: «مقالات متعددی وجود دارد که وجود ماده تاریک را زیر سؤال میبرد، اما تا آنجا که من میدانم، مقاله من اولین مقالهای است که وجود کیهانی آن را رد میکند، در حالی که کاملاً با مشاهدات کیهانی کلیدی که برای تأیید آن زمان داشتهایم سازگار است».
این یافته ها چه معنایی برای آینده علم دارند؟
اگر مدل CCC+TL بتواند در برابر آزمایشهای سختتر مقاومت کند، بسیاری از آنچه میدانیم تغییر خواهد کرد. این مدل راههای جدیدی را برای توضیح «تابش پسزمینه کیهانی»، جدول زمانی شکلگیری کهکشانها و چگونگی خمیدگی نور در سفر به تلسکوپهای ما ارائه میکند. همچنین، این نظریه نحوه خواندن “زمان” و “فاصله” را در آسمان تغییر خواهد داد، زیرا انتقال به سرخ دیگر تنها معیار انبساط نخواهد بود. مهمتر از همه، این مدل خط زمانی مبتنی بر بیگ بنگ را به چالش می کشد.
در کارخانه آزمایش؛ فوروارد برای تأیید
هر نظریه جدیدی که باید پذیرفته شود باید مستقیماً با مشاهدات روبرو شود. مدل گوپتا باید بتواند نیمرخ چرخش کهکشانی، نقشه های عدسی گرانشی و الگوهای نقاط گرم و سرد در تابش پس زمینه کیهانی را به درستی پیش بینی کند. اگر ثابتهای فیزیکی تغییر کنند، این تغییر باید در طیف اتمی اختروشهای دور ردی باقی بماند.
تیم های تحقیقاتی اکنون در حال بررسی داده های دقیق از تلسکوپ های پیشرفته و نقشه های مایکروویو با وضوح بالا هستند. هدف نهایی ساده است: یک پیشبینی واضح و قابل آزمایش ارائه دهید و سپس ببینید که آیا جهان موافق است یا خیر.
در نهایت، دو سوال اصلی باقی میماند: آیا انرژی تاریک و ماده تاریک تنها ابزار حسابداری بودند که در عصر جهل در مورد تغییر ثابتها استفاده میکردیم؟ و آیا سن واقعی جهان بسیار فراتر از تخمین فعلی ما است؟ کیهانشناسی زمانی جلو میرود که ادعاها با دادهها مطابقت داشته باشند.
مطالعه دکتر گوپتا جایگزین جسورانه ای را ارائه می دهد. جهانی که در آن ثابت ها تغییر می کنند، نور در فواصل طولانی انرژی خود را از دست می دهد و نه ماده تاریک و نه انرژی تاریک جایی در ترازنامه کیهانی ندارند. اعتبار این کار تنها با اندازه گیری های دقیق مشخص می شود. زیرا هیچ میانبری در علم وجود ندارد. فقط مدل هایی که با واقعیت مطابقت دارند زنده می مانند.
