در قسمت قبل گفتیم که گرانش می‌تواند به جای رفتار جاذبه، رفتار دافعه داشته باشد. در واقع نظریه گرانش اینشتین پیش‌بینی می‌کند که گرانش می‌تواند همان‌طور که جذب می‌کند، دفع نماید، اما تحت شرایط خاص.
گرانش دافعه، مستلزم شکل جدیدی از انرژی است، که “انرژی تاریک” نام دارد و ویژگی‌های عجیبی دارد. برخلاف ماده معمولی، انرژی تاریک فشار منفی دارد، و این فشار منفی گرانش را دافعه می‌کند. انرژی تاریک ظاهرا در تمام کیهان به صورت هموار و یکنواخت پخش شده، و با ماده معمولی تنها از طریق گرانش برهمکنش می‌کند و آزمایش آن در آزمایشگاه تقریبا غیر ممکن است.

ساده ترین شکل انرژی تاریک دو نام متفاوت دارد: ثابت کیهان‌شناختی یا انرژی خلاء. انرژی خلاء ویژگی عجیب دیگری دارد. یک جعبه را فرض کنید که با انبساط کیهان آن هم منبسط می‌شود. مقدار ماده درون جعبه با انبساط تغییر نمی‌کند، اما حجم جعبه زیاد می‌شود، بنابراین چگالی ماده درون جعبه کاهش می‌یابد. در واقع، چگالی همه چیز با انبساط جهان کاهش می‌یابد. به جز انرژی خلاء- که چگالی آن همواره ثابت می‌ماند!

ایده انرژی خلاء از نظریه کوانتوم ناشی می‌شود. در این نظریه، فضای خالی واقعا خالی نیست و در اصل مملوء از ذرت گذرایی (ذرات مجازی) است که دائما به وجود می‌آیند و نابود می‌شوند. اما وقتی فیزیکدانان سعی کردند که مقدار این انرژی را حساب کنند، جواب به مقدار زیادی غلط از آب در آمد. پیش‌بینی تئوری با مقدار اندازه‌گیری ۱۰ به توان ۱۲۰ مرتبه اختلاف دارد. یعنی یک عدد ۱ با ۱۲۰ عدد صفر جلوی آن اختلاف وجود دارد. و این یکی از سوالات بی پاسخ فیزیک است.

توجیه دیگر برای انرژی تاریک نوع جدیدی از سیال انرژی یا میدان دارای دینامیک و پویایی است، چیزی که همه فضا را پر کرده و بر خلاف ثابت کیهان‌شناختی خود با زمان تغییر می‌کند. نظریه پردازان نام “Quintessence” (عنصر پنجم در فلسفه یونانی) را بر آن نهاده‌اند. اما حتی اگر پاسخ مساله انرژی تاریک کوئینتسنس باشد، ما هنوز نمی‌دانیم دقیقا آن چیست، چگونه برهمکنش می‌کند و یا چرا وجود دارد.

آخرین توجیه مشهور برای مساله انرژی تاریک این است که اصلا نظریه گرانش اینشتین صحیح نیست. این ایده نه تنها بر روی انبساط کیهان اثر می‌گذارد بلکه روی برهمکنش ماده معمولی در کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی نیز تأثیر می‌گذارد. در واقع از روی حرکت کهکشان‌ها و ساختارها می‌توانیم تصمیم بگیریم که آیا نظریه جدید گرانش صحیح است یا همان گرانش اینشتین درست کار می‌کند. اما اگر بفهمیم که نیاز به نوع جدیدی از نظریه گرانش داریم، چه نوع نظریه‌ای باید باشد؟ آیا حرکت اجرام در منظومه شمسی را مانند گرانش اینشتین به خوبی توضیح می‌دهد؟ نظریه‌های دیگری نیز برای توجیه انرژی تاریک مطرحند اما هیچکدام خیلی مطرح نیستند.

بنابراین برای اینکه تصمیم بگیریم کدام گزینه برای انرژی تاریک بهتر است- ویژگی فضا، یک سیال دینامیک جدید، و یا نظریه جدید گرانش- نیاز به داده‌های بهتر و دقیق‌تر رصدی داریم.

به اشتراک بگذارید
برچسب ها