اخترشناسان بزرگترین نقشه جهان را تجزیه و تحلیل کرده اند – و بر اساس یک سری مطالعات جدید دریافتند که انیشتین باز هم در مورد گرانش حق داشت.
این تجزیه و تحلیل، که نزدیک به ۶ میلیون کهکشان و اختروش را در ۱۱ میلیارد سال زمان کیهانی بررسی کرد، نشان داد که حتی در مقیاس های عظیم، نیروی گرانش مطابق با نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین رفتار می کند.
به گفته محققان، این نتیجه نظریه پیشرو کیهان شناسان درباره جهان را تأیید می کند و به نظر می رسد نظریه های جایگزین گرانش را محدود می کند. جایی که نتایج فضایی برای توضیحات جدید در مورد اختلافات عجیب در مدل، مانند نرخهای انبساط واگرای جهان در مراحل مختلف زندگیاش باقی میگذارد، هنوز مشخص نیست. محققان یافته های خود را امروز (۲۹ آبان) در چندین مقاله بر روی سرور پیش چاپ arXiv منتشر کردند و آنها را در دی در جلسه انجمن نجوم آمریکا در بندر ملی مریلند ارائه خواهند کرد.
پائولین زاروک، کیهان شناس در مرکز ملی تحقیقات علمی فرانسه (CNRS) که در این زمینه همکاری می کند، می گوید: نسبیت عام در مقیاس منظومه های خورشیدی به خوبی آزمایش شده است، اما ما همچنین باید آزمایش کنیم که فرض ما در مقیاس های بسیار بزرگتر کار می کند. در بیانیه ای گفت که این تحلیل را رهبری کرد. ‘مطالعه سرعت شکلگیری کهکشانها به ما امکان میدهد تا نظریههای خود را مستقیماً آزمایش کنیم و تا کنون، با آنچه که نسبیت عام در مقیاس کیهانشناختی پیشبینی میکند، ردیف میشویم.’
کیهان شناسان مدت هاست درباره رفتار گرانش در فواصل دور بحث کرده اند. نظریه غالب که مدل ماده تاریک سرد لامبدا نام دارد، از نظریه انیشتین برای ارائه جامع ترین دیدگاه از طیف گسترده ای از پدیده های نجومی ساخته شده است.
اما تردیدها در مورد برخی از عناصر درون مدل، مانند ماده تاریک و انرژی تاریک – دو موجود مرموز که با نور برهمکنش ندارند اما اکثریت جرم و انرژی جهان را تشکیل میدهند – همراه با ناتوانی مدل در پیشبینی برخی مشاهدات، جناح های رقیب را به سمت حمایت از توضیحات جایگزین سوق داده اند.
یکی از اینها دینامیک نیوتنی اصلاح شده (MOND) است که پیشنهاد می کند برای کشش های گرانشی ۱۰ تریلیون برابر کوچکتر از کشش هایی که در سطح زمین احساس می شود، مانند کشش بین کهکشان های دور، قوانین نیوتن (که نسبیت عام بر اساس آنها استوار است) شکسته می شوند و باید به کار گیرند. معادلات دیگر جایگزین شده است.
برای جستجوی سرنخهایی درباره نحوه رفتار گرانش در مقیاسهای بزرگ، محققان به دادههای مربوط به سال نخست ابزار طیفسنجی انرژی تاریک (DESI) که بر روی تلسکوپ ۴ متری نیکلاس یو. مایال در آریزونا نصب شده است، مراجعه کردند. این دادهها موقعیتهای ماهانه میلیونها کهکشان را مشخص میکند تا مطالعه کنند چگونه جهان تا به امروز گسترش یافته است.
دانشمندان ‘تحلیل کامل شکل’ را انجام دادند که اندازه گیری دقیقی از رشد ساختارهای کهکشانی در طول زمان انجام داد. این نشان داد که در حالی که انرژی تاریک میتواند در طول زمان در حال تکامل باشد، ساختار کیهان با پیشبینیهای نظریه اینشتین مطابقت دارد.
دراگان هوترر، استاد کیهانشناسی نظری و اخترفیزیک در دانشگاه میشیگان و یکی از رهبران گروه DESI که دادههای کیهانی را تفسیر میکند، در این بیانیه گفت: این اولین بار است که DESI رشد ساختار کیهانی را بررسی میکند. ‘ما در حال نشان دادن یک توانایی جدید فوق العاده برای کاوش گرانش اصلاح شده و بهبود محدودیت ها در مدل های انرژی تاریک هستیم. و این تنها نوک کوه یخ است.’
هنوز خیلی زود است که بگوییم این دقیقاً چه معنایی برای دیدگاه کلی ما از کیهان دارد، اما دو سال آینده داده های جمع آوری شده DESI قرار است در بهار ۱۴۰۴منتشر شود. این آزمایش که اکنون چهارمین سال از پنج سال خود را می گذراند، جمع آوری خواهد شد. داده های حدود ۴۰ میلیون کهکشان و اختروش تا زمان پایان آن. اگر پاسخها وجود داشته باشد، ممکن است برای یافتن آنها نیازی به صبر زیاد نداشته باشیم.
