سیال تاریک با جرم منفی؛ توضیحی علمی برای بخش رازآلود جهان

 

مجله علمی ایلیاد - مدل استاندارد کیهان‌شناسی معروف به «LambdaCDM» فقط می‌تواند ۵درصد از جهانِ مرئی و قابل مشاهده را توضیح دهد. ۹۵درصد باقی‌مانده به طور کامل از دو عامل نامرئی، به‌نام‌های «ماده‌ی تاریک» و «انرژی تاریک» ساخته شده است. ماهیت فیزیکی این دو ماده هنوز به صورت راز باقی مانده است. مطالعه‌ی جدیدی که توسط محقق دانشگاه آکسفورد، دکتر «جمی فارنس» انجام شده است، نشان می‌دهد که هم ماده‌ی تاریک و هم انرژی تاریک می‌توانند در قالب یک ماده‌ی واحد ظاهر شوند؛ «سیالی تاریک با جرم منفی» نظریه‌ی دکتر فارنس می‌تواند بر پیش‌بینی آلبرت اینشتین که ۱۰۰ سال قبل مطرح کرد، مهر تایید بزند.

دکتر فارنس گفت: «من فکر می‌کنم هم ماده‌ی تاریک و هم انرژی تاریک را می‌توان در سیالی ادغام کرد که دارای نوعی گرانش منفی است که تمام مواد دیگری که در اطراف است را دفع می‌کند. اگرچه این ماده برای ما عجیب است، اما نشان می‌دهد که کیهانِ ما در هر دو کیفیت مثبت و منفی متقارن است.» قبلاً وجود ماده‌ی منفی غیرمحتمل شمرده می‌شد، زیرا تصور می‌شد که با انبساط بیشتر جهان، تراکم این ماده کمتر می‌شود؛ این تصور مغایر با مشاهدات ما است که نشان می‌دهد انرژی تاریک با گذر زمان تقلیل نمی‌یابد. با این حال، نظریه‌ی دکتر فارنس تبصره‌ای قائل می‌شود که بر مبنای آن، جرم منفی به طور مداوم تولید می‌شود.

این نظریه، نشان می‌دهد که وقتی به طور مداوم جرم منفی بیشتر و بیشتری به وجود آید، این سیال با جرم منفی در طول انبساط کیهان، رقیق نمی‌شود. در واقع، به نظر می‌رسد که این سیال شبیه به انرژی تاریک است. این نظریه‌ی جدید، رفتار هاله‌های ماده‌ی تاریک را برای اولین بار به درستی پیش‌بینی می‌کند. اکثر کهکشان‌ها آن‌قدر سریع می‌چرخند که گویی با این کار خودشان را نابود می‌کنند، پس حتماً نوعی هاله‌ی نامرئی‌ از ماده‌ی تاریک وجود دارد که آن‌ها را در کنار یکدیگر محکم نگه می‌دارد. مطالعه‌ی دکتر فارنس بر مبنای شبیه‌سازی کامپیوتری ویژگی‌های جرم منفی است که شکل‌گیری هاله‌های ماد‌ه‌ی تاریک را دقیقاً مانند پیش‌بینی‌های استنتاج‌شده از رصدهای تلسکوپ‌های رادیویی مدرن، پیش‌بینی می‌کند.

آلبرت اینشتین صد سال پیش، توانست اولین نشانه‌های کیهان تاریک را افشا کند؛ او در معادلات خود پارامتری را کشف کرد که «ثابت کیهانی» نام دارد، ما اکنون این ثابت کیهانی را هم‌معنای انرژی تاریک می‌دانیم. اینشتین این ثابت کیهانی را بزرگ‌ترین اشتباه خود دانست، اگرچه مشاهدات اخترفیزیکی ثابت می‌کند که این ثابت کیهانی، پدیده‌ای واقعی است.

در یادداشت‌های سال ۱۹۱۸ اینشتین، ثابت کیهانی توصیف شده است. اینشتین در این یادداشت نوشته: «این نظریه باید اصلاح شود، به گونه‌ای که فضای خالی، نقش جرم منفی گرانشی که در همه جای فضای میان‌ستاره‌ای توزیع شده است را به خود بگیرد.» پس ممکن است اینشتین خودش کیهانِ مملو از جرم منفی را پیش‌بینی کرده باشد.

دکتر فارنس اظهار داشت: «رویکردهای قبلی درمورد ترکیب انرژی تاریک و ماده‌ی تاریک، سعی داشته‌اند نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین را اصلاح کنند که این کار به‌طور باورنکردنی‌ای چالش‌برانگیز شده است. این رویکرد جدید دو ایده را مطرح می‌کند و آن‌ها را با هم ترکیب می‌کند که البته با نظریه‌ی اینشتین سازگار است. این دو ایده عبارتند از جرم منفی و ایجاد ماده. نتیجه‌ی این نظریه بسیار زیبا است؛ ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک می‌توانند در قالب یک سیال ظاهر شوند که هر دو اثر را می‌توان به راحتی توضیح داد. جرم مثبت روی دریایی از جرم‌های منفی قرار گرفته است.»

این مطالعه در مجله‌ی Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.

 

نوشته: SciNews
ترجمه: زهرا جهانبانی - مجله علمی ایلیاد