تلسکوپ فضایی رومن ناسا راز‌های پنهان انرژی تاریک را کشف کرد!

به گزارش مجله خبری نگار/گجت نیوز،انرژی تاریک، نیروی مرموزی است که انبساط شتابان کیهان را هدایت می‌کند و دانشمندان تنها نامی جایگزین برای آن یافته‌اند؛ اما درک عمیقی از ماهیت آن ندارند. با این حال، سه دهه پس از کشف انرژی تاریک، ستاره‌شناسان امیدوارند تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا به این معما پایان دهد و انقلابی در علم نجوم و کیهان‌شناسی ایجاد کند.

چالش‌های درک انرژی تاریک

نشانه‌های وجود انرژی تاریک در سال ۱۹۹۸، زمانی کشف شد که ستاره‌شناسان با رصد حرکت و فاصله کهکشان‌های دوردست، متوجه شدند جهان نه تنها در حال انبساط است، بلکه سرعت این انبساط به طور مداوم افزایش می‌یابد. این یافته انقلابی بود، زیرا هیچ‌کس انتظار چنین چیزی را نداشت؛ با این حال، آزمایش‌ها بار‌ها واقعیت وجود انرژی تاریک را تأیید کردند. کیهان‌شناسان در نهایت انرژی تاریک را در کنار ماده تاریک سرد – که قبلاً گمان می‌شد وزن آن بیشتر از ماده معمولی است – به عنوان بخش عمده‌ای از کیهان در نظر گرفتند.

برای سال‌ها، انرژی تاریک در مطالعات اولیه ساختار‌های کیهانی بزرگ، معادل ثابت کیهان‌شناسی (Lambda) در نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین در نظر گرفته می‌شد. این مدل، که به مدل استاندارد کیهان‌شناسی یا Lambda-CDM معروف است، تلاش می‌کند جهان را به یک دستورالعمل اساسی تقلیل دهد که به دقت بیشتر آنچه ستاره‌شناسان می‌توانند ببینند را بازتولید می‌کند. با این حال، این مدل کامل نیست و مشکلات پایداری مانند تنش هابل (Hubble Tension) دارد؛ در این پدیده، نرخ انبساط کیهان هنگام محاسبه برای جهان نزدیک در مقابل جهان دوردست، به طرز مرموزی متفاوت به نظر می‌رسد.

علاوه بر این، مشاهدات تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان می‌دهد که سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم و مولکول‌های آلی پیچیده زودتر از آنچه دانشمندان تصور می‌کردند، در تاریخ کیهان شکل گرفته‌اند. جدیدترین مشکل نیز به بررسی انرژی تاریک (DES) و ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI) برمی‌گردد که هر دو نشان می‌دهند انرژی تاریک ممکن است در طول زمان در حال تغییر باشد. این ناهنجاری‌ها باعث شده کیهان‌شناسان اعتبار مدل استاندارد خود را زیر سوال ببرند.

تلسکوپ فضایی رومن، که مفهوم اصلی آن به چند سال پس از کشف انرژی تاریک بازمی‌گردد، داده‌های فراوانی را برای تقریباً هر نوع ستاره‌شناسی تولید خواهد کرد، اما انرژی تاریک همچنان ستون اصلی کار آن است.

این تلسکوپ سه روش مختلف را برای شناسایی انرژی تاریک دنبال می‌کند تا اثرات آن بر جهان را دقیق‌تر تعریف کند و بفهمد آیا در طول زمان تغییر می‌کنند یا خیر:

بررسی ابرنواخترها: رومن آسمان را برای یافتن نوع خاصی از ابرنواختر‌ها بررسی می‌کند که بسیار قابل پیش‌بینی هستند. دانشمندان می‌توانند از آنها به عنوان نشانگری برای محاسبه فاصله کهکشان میزبان و سرعت دور شدن آن استفاده کنند. این همان تکنیکی است که اولین بار در دهه ۱۹۹۰ وجود انرژی تاریک را آشکار کرد.

نقشه‌برداری کهکشان‌ها: این تلسکوپ تعداد زیادی از کهکشان‌ها را نقشه‌برداری می‌کند تا حباب‌های بزرگ و کم‌نور در کیهان را تشخیص دهد که نشان‌دهنده امواج صوتی فسیل‌شده‌ای هستند که در حین انبساط و سرد شدن پلاسمای اولیه جهان، منجمد شده‌اند. اندازه این حباب‌ها با اندازه و رشد جهان اولیه متناسب است و ابزاری قدرتمند برای مطالعه تغییرات کیهانی در طول زمان فراهم می‌کند.

میکرولنزینگ (Microlensing): این تکنیک، توده‌های ماده تاریک را از طریق خمیدگی نور ستارگان پس‌زمینه آشکار می‌سازد و به دانشمندان کمک می‌کند تا درک ناقص خود را از توزیع ماده در کیهان تکمیل کنند.

تلسکوپ فضایی رومن در این کار به دو پروژه مهم دیگر می‌پیوندد: تلسکوپ فضایی اقلیدس (Euclid) آژانس فضایی اروپا که در سال ۲۰۲۳ پرتاب شد و رصدخانه ورا سی. روبین بنیاد ملی علوم ایالات متحده در شیلی که سال گذشته آغاز به کار کرد. این سه ابزار، آسمان را بررسی می‌کنند و سیل داده‌های آنها تحلیل‌های عظیمی را تغذیه خواهد کرد که به دنبال اثرات انرژی تاریک هستند. کاتارینا مارکوویچ، کیهان‌شناس JPL می‌گوید: اگر رومن و اقلیدس به یک نتیجه برسند، این نشانه‌ای بسیار قدرتمند خواهد بود که ما در مسیر درستی قرار داریم. اگرچه هیچ تضمینی وجود ندارد که این سه پروژه بتوانند به طور کامل انرژی تاریک را آشکار کنند، اما به سوال حیاتی تغییر این پدیده در طول زمان کیهانی پاسخ خواهند داد.