נוף שדה עמוק של האבל. קרדיט תמונה: האבל. לחץ להגדלה.
קוסמולוגים מאוניברסיטת פרינסטון הודיעו על שיטה חדשה כדי להבין מדוע התפשטות היקום מאיצה. הטכניקה המוצעת תוכל לקבוע אם ההאצה הקוסמית נובעת מצורה לא ידועה של אנרגיה אפלה ביקום או אם היא חתימה על פירוט תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין בסולם גדול מאוד של היקום. את התוצאה מוצג היום החוקר הראשי, ד"ר מוסטאפה אישאק-בושאקי, מקורב למחקר באוניברסיטת פרינסטון בניו ג'רזי, לישיבת האגודה האסטרונומית הקנדית במונטריאול, QC.
"ההתפשטות המואצת של היקום מהווה אחת הבעיות המסקרנות והמאתגרות ביותר באסטרופיזיקה. יתר על כן, זה קשור לבעיות בתחומים רבים אחרים של הפיזיקה. עבודת המחקר שלנו מתמקדת באילוץ גורמים אפשריים שונים לתאוצה זו. " אומר ד"ר אישאק-בושאקי.
במהלך 8 השנים האחרונות, מספר תצפיות אסטרונומיות עצמאיות הוכיחו כי התפשטות היקום נכנסה לשלב של האצה. גילוי האצה זו הפתיע את האסטרופיסיקאים שציפו למדוד האטה בהתרחבות הנגרמת על ידי משיכת הכבידה של חומר רגיל ביקום.
על מנת להסביר את ההאצה הקוסמית, הקוסמולוגים התיאורטיים הציגו את הרעיון של רכיב אנרגיה חדש שיהווה שני שלישים מצפיפות האנרגיה כולה של היקום וזה דוחה מכבידה ולא מושך. רכיב זה נקרא "אנרגיה אפלה".
האם אנרגיה אפלה אמיתית? "איננו יודעים", מעיר פרופסור דיוויד שפרגל מפרינסטון. "זו יכולה להיות צורה חדשה לגמרי של אנרגיה או חתימה תצפיתית על כישלונו של תורת היחסות הכללית של איינשטיין. כך או כך, קיומה ישפיע בצורה עמוקה על הבנתנו את המרחב והזמן. המטרה שלנו היא להיות מסוגלים להבחין בין שני המקרים. "
המקרה הפשוט ביותר של אנרגיה אפלה הוא הקבוע הקוסמולוגי שאיינשטיין הציג לפני 80 שנה בכדי ליישב את תיאוריית היחסות הכללית עם הדעות הקדומות שלו שהיקום סטטי. הוא נאלץ למשוך את הקבוע הקוסמולוגי כעבור כמה שנים כאשר התגלה התרחבות היקום. גילוי האצה הקוסמית החיה את הוויכוח על הקבוע הקוסמולוגי בהקשר חדש.
אפשרות אחרת לגמרי מהותית היא שהתאוצה הקוסמית היא חתימה של תורת הכובד החדשה שנכנסת בסולם גדול מאוד של היקום ולא תוצר של אנרגיה אפלה. כמה מדגמי הכבידה שהשתנו לאחרונה הם בהשראת תורת Superstring והפיזיקה המימדית החיצונית.
האם נוכל להבחין בין שתי האפשרויות הללו? הנוהל המוצע מראה שהתשובה היא כן. הרעיון הכללי הוא כדלקמן. אם ההאצה נובעת מאנרגיה אפלה, ההיסטוריה של ההתפשטות של היקום צריכה להיות בקנה אחד עם הקצב בו צומחים אשכולות גלקסיות. סטיות מעקביות זו תהיה חתימה על התפלגות היחסות הכללית בסולם גדול מאוד של היקום. הנוהל המוצע מיישם רעיון זה על ידי השוואה בין האילוצים המתקבלים על האנרגיה האפלה מבדיקות קוסמולוגיות שונות ומאפשר לזהות בבירור כל חוסר עקביות.
כדוגמה, יקום שתואר על ידי תיאוריית הכבידה שהשתנה בתלת מימד נחשב במחקר זה והוכח כי הנוהל יכול לזהות את חתימתה של תיאוריה זו. חשוב מכך, הוכח כי ניסויים אסטרונומיים עתידיים יכולים להבחין בין תיאוריות הכבידה שהשתנו לבין מודלים של אנרגיה כהה.
עבודת המחקר על התוצאות שהוצגה הובלה על ידי ד"ר מוסטאפה אישאק-בושאקי בשיתוף עם פרופסור דייוויד שפרגל, שניהם מהמחלקה למדעי האסטרופיזיקה באוניברסיטת פרינסטון, ואמול עדאדה, סטודנט לתואר שני במחלקה לפיזיקה באוניברסיטת פרינסטון.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של פרינסטון
