لقد وجد علماء الفلك أدلة على أن الطاقة المظلمة قد تتطور بدلاً من أن تكون ثابتة، مما يتحدى نموذج أينشتاين الكوني الطويل الأمد. يشير دراسة جديدة إلى أن نماذج الطاقة المظلمة المتغيرة مع الزمن تتناسب بشكل أفضل مع البيانات الملاحظة، مما قد يغير فهمنا لمصير الكون. قام باحثون من جامعة شيكاغو بتحليل بيانات من استطلاعات رئيسية لدعم هذه الفكرة.
الطاقة المظلمة، التي تدفع توسع الكون المتسارع وتشكل حوالي 70 في المائة من الكون، تم تفسيرها لفترة طويلة كخاصية ثابتة للفضاء الفارغ، مشابهة لثابت أينشتاين الكوني المقترح قبل أكثر من قرن. ومع ذلك، فإن الملاحظات الأخيرة تحفز على إعادة تقييم.
العام الماضي، أشارت بيانات من Dark Energy Survey (DES) وDark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) إلى أن الطاقة المظلمة قد تكون ديناميكية. بني هذا على اهتمام سابق من التسعينيات، لكن مجموعات البيانات القوية مثل تلك من السوبرنوفا، والتذبذبات الصوتية للباريونات، وخلفية الكون الميكروية —التي جمعها DES وDESI وPlanck— أظهرت تناقضات مع النموذج الثابت. "ستكون هذه أول إشارة لنا إلى أن الطاقة المظلمة ليست الثابت الكوني الذي قدمه أينشتاين قبل أكثر من 100 عام، بل ظاهرة ديناميكية جديدة"، قال جوش فريمان، أستاذ فخري في علم الفلك وعلم الفيزياء الفلكية في جامعة شيكاغو.
في دراسة نُشرت في سبتمبر في Physical Review D، جمع فريمان وزميل ناسا هابل أنوار شاجيب بيانات من DES وDESI وSloan Digital Sky Survey (SDSS) وTime-Delay COSMOgraphy وPlanck وAtacama Cosmology Telescope. وجد تحليلهم أن نماذج الطاقة المظلمة المتطورة، المبنية على جسيمات أكسيون فائقة الخفة، تتوافق بشكل أفضل مع الملاحظات. هذه الأكسيونات، التي تنبأ بها في السبعينيات للتفاعلات القوية وهي الآن مرشحة للمادة المظلمة، ستتصرف كطاقة مظلمة في شكل فائق الخفة. تشير البيانات إلى أن كثافة الطاقة المظلمة انخفضت بنحو 10 في المائة على مدى المليارات الأخيرة من السنين، مع بقائها ثابتة في وقت سابق من التاريخ الكوني قبل أن تنخفض ببطء.
الآثار عميقة. كما شرح شاجيب، فإن الطاقة المظلمة المتطورة تعني أن كثافتها تتغير مع الزمن، مما قد يبطئ تسارع الكون. تتنبأ نماذجهم بـ"التجميد الكبير"، حيث يستمر التوسع لكنه يؤدي إلى كون بارد ومظلم، متجنبًا المتطرفات مثل التمزق الكبير أو الانهيار الكبير.
يمكن لاستطلاعات مستقبلية، بما في ذلك DESI وLegacy Survey of Space and Time (LSST) لمرصد فيرا روبن، أن تؤكد ما إذا كانت الطاقة المظلمة تتطور. لاحظ فريمان الإثارة: بعد عقدين من البيانات التي تدعم الثبات، يمكن لهذه التلميحات للتغيير أن تعيد تشكيل الفيزياء الأساسية.