بعدی- در حالی که “ماده تاریک” برای دهه ها ستون فقرات فیزیک مدرن در نظر گرفته شده است، فرضیه های انقلابی دکتر راجندرا گوپتا نوید آغاز عصر جدیدی در درک ما از منشاء، ابعاد و تکامل جهان است.
طبق گزارش انتخابتو به نقل از آرس، جهان ممکن است در نگاه اول ساده به نظر برسد. مجموعه ای از ستارگان، گاز، غبار و گرانش که همه را در کنار هم نگه می دارد. با این حال، وقتی عمیقتر به آسمان نگاه میکنیم، متوجه میشویم که حقیقت بسیار پیچیدهتر و مرموزتر از این تعاریف اولیه است.
برای دهه ها، تصویر استاندارد کیهان شناسی به ما می گوید که بیشتر چیزهایی که در جهان وجود دارند، موادی نیستند که بتوانیم آنها 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. ماده تاریک و انرژی تاریک سوالاتی هستند که هرگز به طور کامل پاسخ داده نشده اند، زیرا هرگز به طور مستقیم در هیچ آزمایشگاهی “دیده” یا شناسایی نشده اند. پس از دههها جستجوی بیثمر برای این مواد، این سوال در جامعه علمی مطرح شده است: “چقدر به دنبال چیزی هستیم که ممکن است هرگز وجود نداشته باشد؟”
چالش بزرگ: مدلی بدون ماده تاریک
یک خط فکر جدید جسورانه این سوالات را جدی می گیرد و نشان می دهد که شاید ما اصلاً به این مواد نامرئی و مرموز نیاز نداریم. پروفسور فیزیک و نجوم در دانشگاه اتاوا، دکتر راجندرا گوپتا پس از سال ها تحقیق در مورد اسرار طولانی مدت کیهان شناسی، 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 باشند. او میگوید: «یافتههای مطالعه ما تأیید میکند که کار قبلی ما در مورد سن جهان، که تخمین میزنیم 26.7 میلیارد سال باشد، ما را به کشف این موضوع سوق داد که جهان برای وجود ماده تاریک نیازی ندارد.»
مبانی نظریه جدید: “نور خسته” و “ثابت متغیر”
رویکرد گوپتا دو مفهوم اساسی را ترکیب می کند: “ثابت جفت متغیر” (CCC) و “نور خسته” (TL).
نظریه CCC این سوال را مطرح میکند که آیا به اصطلاح «ثابتهای طبیعت»، مانند قدرت نیروهای بنیادی یا سرعت نور، میتوانند در طول زمان یا مکان تغییر کنند. اگر این ثابت ها حتی اندکی 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 «تغییر قرمز» دارد. در مدل استاندارد، جابهجایی نور کهکشانهای دور به سرخ تنها به عنوان نشانهای از انبساط جهان و طولانی شدن طول موج نور تفسیر میشود. با این حال، نظریه TL نشان می دهد که فوتون ها (ذرات نور) با طی مسافت های طولانی مقداری از انرژی خود را از دست می دهند و این از دست دادن انرژی باعث می شود 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 شیوه ای ناسازگار با جرم ظاهری خود حرکت می کنند. مشاهدات بعدی نشان داد که بسیاری از کهکشان ها بسیار سریعتر از حد انتظار در لبه های بیرونی خود می چرخند. انگار چیزی گرانش اضافی به آنها تزریق می کند. پدیده “عدسی گرانشی” (خمش نور بر اساس جرم) نیز نشان دهنده وجود گرانشی بیشتر از گرانشی است که توسط ستارگان مرئی اعمال می شود.
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 مستقیماً می توانیم تشخیص دهیم) کمتر از 5 درصد تصور می شود. بقیه جهان “انرژی تاریک” نامیده می شود. لقبی که به هر عاملی که باعث انبساط سریع جهان می شود داده می شود. این جدول 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 بنیادی را می توان بدون ماده تاریک توضیح داد. تا زمانی که اجازه دهیم ثابت های فیزیکی تغییر کنند و بپذیریم که نور در سفر طولانی خود به زمین مقداری انرژی از دست می دهد.
وی ادامه می دهد: برخلاف نظریه های استاندارد کیهان شناسی که انبساط سریع جهان را به انرژی تاریک نسبت می دهند، یافته های ما نشان می دهد که این انبساط به دلیل وجود یک انرژی مرموز نیست، بلکه به دلیل تضعیف نیروهای طبیعت است.
تجزیه و تحلیل سیگنال های کیهانی؛ تایید یا شک؟
بیشتر کارهای تحقیقاتی گوپتا بر روی “تغییر قرمز” متمرکز است. این تجزیه و تحلیل توزیع کهکشان ها در فواصل نزدیک (انتقال به سرخ کم) را 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 منسجم هستند، بدون نیاز به گنجاندن ماده تاریک در معادلات.
گوپتا با اطمینان نتیجه میگیرد: «مقالات متعددی وجود دارد که وجود ماده تاریک را زیر سؤال میبرند، اما طبق اطلاعات من مقاله من اولین مقالهای است که وجود کیهانی آن را رد میکند، در حالی که کاملاً با مشاهدات کیهانشناسی بنیادی سازگار است که ما برای تأیید آن زمان داریم.»
این یافته ها چه معنایی برای آینده علم دارند؟
اگر مدل CCC+TL بتواند تست های سخت تری را تحمل کند، بسیاری از آنچه می دانیم تغییر خواهد کرد. این مدل راههای جدیدی برای توضیح «تابش پسزمینه کیهانی»، جدول زمانی شکلگیری کهکشانها و چگونگی خم شدن نور در سفر به تلسکوپهای ما ارائه میکند. این نظریه همچنین 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 مرکز آزمایش؛ برای تایید ارسال کنید
هر نظریه جدیدی برای پذیرفته شدن باید با مشاهدات مستقیم روبرو شود. مدل گوپتا باید بتواند مشخصات چرخش کهکشانی، نقشههای عدسی گرانشی و الگوهای نقاط سرد و گرم در تابش پسزمینه کیهانی را پیشبینی کند. اگر ثابتهای فیزیکی تغییر کنند، این تغییر باید اثری در طیف اتمی اختروشهای دور بر جای بگذارد.
تیم های تحقیقاتی در حال حاضر در حال بررسی داده های دقیق از تلسکوپ های پیشرفته و نقشه های مایکروویو با وضوح بالا هستند. هدف نهایی ساده است: با یک پیشبینی واضح و قابل آزمایش بیایید و ببینید آیا جهان موافق است یا خیر.
در نهایت، دو سوال اساسی باقی می ماند: آیا انرژی تاریک و ماده تاریک تنها ابزار حسابداری هستند که ما در عصر ناآگاهی نسبت به تغییر ثابت ها استفاده می کنیم؟ بنابراین آیا سن واقعی جهان بسیار فراتر از تخمین فعلی ما است؟ وقتی ادعاها با داده ها مطابقت دارند، کیهان شناسی پیشرفت می کند.
کار دکتر گوپتا یک جایگزین جسورانه ارائه می دهد. جهانی که در آن ثابت ها تغییر می کنند، جایی که نور در فواصل طولانی انرژی خود را از دست می دهد، جایی که نه ماده تاریک و نه انرژی تاریک جایی در تعادل کیهانی ندارند. اعتبار این مطالعه تنها با اندازه گیری های دقیق مشخص می شود. زیرا هیچ میانبری در علم وجود ندارد. فقط مدل های واقع گرایانه زنده می مانند.