علمی، پژوهشی و فناوری

تایید نظریه نسبیت عام در مقیاس کیهانی،

انرژی تاریک و تایید نسبیت عام: انیشتین دوباره پیروز شد

به گزارش پایگاه خبری علم و فناوری : مطالعه نرخ شکل‌گیری کهکشان‌ها به ما اجازه می‌دهد نظریه‌های خود را مستقیماً آزمایش کنیم و تاکنون، با آنچه نسبیت عام در مقیاس‌های کیهانی پیش‌بینی می‌کند، همسو هستیم.

نسبیت عام آلبرت انیشتین در سال ۱۹۱۵، در ۱۰۰ سال گذشته بهترین توصیف بشر از گرانش باقی مانده است. کیهان‌شناسان از نسبیت عام برای مدل‌سازی تکامل کیهان استفاده کرده‌اند (از اولین لحظات آن تا وضعیت فعلی آن) و نشان داده‌اند که چگونه گرانش توده‌های کوچک ماده را به کهکشان‌های عظیم و خوشه‌های کهکشانی تبدیل کرده است. با این حال، در حالی که نسبیت عام در مقیاس‌های نسبتا کوچک هر آزمایشی را پشت سر گذاشته است، آزمایش‌های کمی آن را در مقیاس‌های بسیار بزرگ به چالش کشیده‌اند.

دانشمندان اکنون با استفاده از DESI (ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک) چنین آزمایشی در مقیاس بزرگ را انجام داده‌اند. آن‌ها تقریباً ۶ میلیون کهکشان و کوازار را رصد کردند که قلب‌های درخشان کهکشان‌هایی هستند که توسط سیاه‌چاله‌های ابرپرجرم تغذیه می‌شوند. شاید تعجب‌آور نباشد که این آزمایش که تکامل جهان را از زمانی که حدود ۳ میلیارد سال سن داشت ردیابی کرده است، یک بار دیگر نشان داده است که نسبیت عام “دستور پخت” صحیحی برای گرانش است.

پلین زاروک، کیهان‌شناس مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS) و یکی از رهبران این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: “نسبیت عام در مقیاس منظومه‌های شمسی بسیار خوب آزمایش شده است، اما ما همچنین نیاز داشتیم آزمایش کنیم که فرضیه ما در مقیاس‌های بسیار بزرگ‌تر نیز کار می‌کند. مطالعه نرخ شکل‌گیری کهکشان‌ها به ما اجازه می‌دهد نظریه‌های خود را مستقیماً آزمایش کنیم و تاکنون، با آنچه نسبیت عام در مقیاس‌های کیهانی پیش‌بینی می‌کند، همسو هستیم.”

DESI که بر روی تلسکوپ ۴ متری نیکلاس یو. مایلز رصدخانه ملی کیت پیک نصب شده است، ابزاری پیشرفته است که از ۵۰۰۰ “چشم رباتیک” تشکیل شده است. این آزمایش اکنون در سال چهارم از پروژه پنج ساله بررسی آسمان خود است که در نهایت حدود ۴۰ میلیون کهکشان و کوازار را رصد خواهد کرد.

داده‌های بررسی آسمان می‌تواند برای درک انرژی تاریک و ماده تاریک ضروری باشد، ماده مرموزی که از ذرات “ماده معمولی” که ستارگان، سیارات، ماه‌ها و همه چیزهایی را که روزمره اطراف خود می‌بینیم تشکیل می‌دهند، سنگین‌تر است، اما همچنان به طور موثر نامرئی باقی می‌ماند. انرژی تاریک و ماده تاریک که به طور جمعی به عنوان “جهان تاریک” توصیف می‌شوند، نشان می‌دهند که همه چیزهایی که در کیهان می‌شناسیم تنها ۵ درصد از محتویات آن را تشکیل می‌دهند.

مارک موس، دانشجوی دکترای آزمایشگاه برکلی و دانشگاه کالیفرنیا برکلی، در بیانیه‌ای گفت: “ماده تاریک حدود یک چهارم جهان را تشکیل می‌دهد و انرژی تاریک حدود ۷۰ درصد دیگر را تشکیل می‌دهد، و ما واقعاً نمی‌دانیم هر کدام از آن‌ها چیست. این ایده که می‌توانیم از جهان عکس بگیریم و به این سوالات اساسی بزرگ پاسخ دهیم، ذهن‌نواز است.”