يشكك علماء الكونيات في علامات تغير الطاقة المظلمة

تظل الطاقة المظلمة أحد الألغاز الرئيسية في علم الكونيات الحديث. ويعتبر سبب التوسع المتسارع للكون، والذي تم اكتشافه في أواخر التسعينيات بناءً على ملاحظات المستعرات الأعظم من النوع Ia. وفقًا للنموذج الكوني الحالي (ΛCDM)، يتم وصف الطاقة المظلمة بما يسمى بالثابت الكوني (“لامدا”)، وهي قيمة لا تتغير بمرور الوقت. ومع ذلك، في السنوات الأخيرة، كانت هناك تلميحات إلى أن خصائصه قد تتغير مع تطور الكون. تم لفت الانتباه بشكل خاص إلى نتائج تعاون DESI – وهو مشروع يبني الخريطة ثلاثية الأبعاد الأكثر تفصيلاً للمجرات، ويقيس أيضًا التذبذبات الصوتية الباريونية – وهو نوع من “بصمة” الكون المبكر في توزيع المادة. وهذا أمر مهم لأنه إذا تغيرت الطاقة المظلمة، فقد يواجه الكون نتيجة مختلفة تمامًا عما كان يعتقد. عادة، لتوضيح خصائص الطاقة المظلمة، يجمع العلماء بين أنواع مختلفة من الملاحظات. تسمح لنا المستعرات الأعظم بقياس ما يسمى بمسافة اللمعان، أي مدى ظهور الأجسام البعيدة الأخرى معتمة. توفر بيانات DESI بدورها معلومات حول المسافات عبر توزيع المجرات في البنية واسعة النطاق للكون.

بين هاتين الكميتين، كما ذكرت النظرية النسبية العامة (GR)، هناك علاقة أساسية – ما يسمى بعلاقة ازدواجية المسافة الكونية (CDDR). فإذا كانت القياسات صحيحة ولا تحتوي على أخطاء منهجية مخفية، فإن العلاقة ستصمد في إطار الفيزياء القياسية وافتراضات النسبية العامة. ولاختبار العلاقة، قام سامسوزمان أفروز وسوفوديب موخيرجي من معهد تاتا للأبحاث الأساسية في الهند بمقارنة كتالوج المستعرات الأعظم Pantheon+ مع بيانات DESI DR2. وتبين أن مجموعتي البيانات لا تتفقان جيدًا مع بعضهما البعض: فالعلاقة بين المسافات تتغير مع الانزياح نحو الأحمر، أي أنها تعتمد على عصر الكون. يشير هذا إلى تأثيرات منهجية غير محسوبة، مثل أخطاء معايرة المستعر الأعظم، أو تأثير الغبار الكوني، أو ميزات معالجة البيانات. لقد أدخلنا أيضًا معلمات خاصة في النموذج لوصف الخلل المحتمل في CDDR، وأعدنا حساب خصائص الطاقة المظلمة. وأظهرت النتائج أن الإشارة حول تطورها المحتمل تضعف بشكل ملحوظ. وهذا يعني أن معلمات النموذج أصبحت متوافقة مرة أخرى مع الثابت الكوني، وهو الخيار الأبسط المستخدم في نموذج ΛCDM.

كشفت الدراسة، التي نشرت في مجلة Physical Review D، عن مشكلة مهمة: على الرغم من أن الجمع بين كميات هائلة من البيانات يمكن أن يؤدي إلى نتائج دقيقة، إلا أنها ليست صحيحة بالضرورة. إذا تم إخفاء خطأ منهجي صغير في إحدى المجموعات، فإن التحليل المشترك يمكن أن يخلق وهم الفيزياء الجديدة. قارن مؤلفو العمل العلمي هذا بتراكب صورتين نازحتين: تصبح الصورة أكثر وضوحًا، لكن الكائن في غير مكانه. لاحظ أن المقالة لا تدحض نتائج DESI بشكل مباشر. إنه يوضح الحاجة إلى فحوصات إضافية قبل الإعلان عن اكتشاف محتمل لفيزياء جديدة. في المستقبل، يعتزمون تطبيق اختبارات مماثلة على جميع المسوحات الكونية الرئيسية، بما في ذلك البيانات من مرصد فيرا روبين المستقبلي، وتلسكوب نانسي غراي الروماني الفضائي، وملاحظات موجات الجاذبية.