ماده تاریک مغناطیسی می‌تواند عامل تسریع انبساط جهان باشد

به نقل از نیو اطلس، انبساط جهان در حال شتاب گرفتن است، اما ما واقعاً از دلیل آن باخبر نیستیم. بهترین مدل‌های فعلی به نیروی محرکه‌ای به نام "انرژی تاریک" اشاره دارند، اما این نیرو حتی ممکن است اصلا وجود نداشته باشد. اکنون یک مطالعه جدید نشان داده است که اگر ماده تاریک دارای برخی از خصوصیات مغناطیسی غیرمعمول باشد، می‌تواند گسترش مشاهده شده در جهان هستی را توضیح دهد.

متداول‌ترین مدل کیهان شناسی، محتویات جهان را به سه بخش اصلی تقسیم می‌کند. "ماده عادی" که هر روز آن را می‌بینیم و با آن سر و کار داریم و آن را لمس می‌کنیم و با آن ارتباط برقرار می‌کنیم. اما ماده عادی فقط حدود پنج درصد از همه محتوای جهان هستی را تشکیل می‌دهد.

بیشترین محتوای جهان مربوط به "انرژی تاریک" است که محاسبه شده است که حدود ۶۸ درصد از محتوای جهان را تشکیل می‌دهد. به نظر می‌رسد این نیرو با سرعتی فزاینده همه چیز را از هم دور می‌کند.

در آخر نیز "ماده تاریک" مطرح شده است که تصور می‌شود ۲۷ درصد باقیمانده از محتویات جهان را تشکیل می‌دهد. این ماده چیز عجیبی است، چرا که به نظر می‌رسد وجود این ماده است که کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی را با تأثیر گرانشی قوی خود در کنار هم نگه داشته است، اما این ماده با نور برهم کنش ندارد. بنابراین مشاهده آن غیرممکن است.

ماده و انرژی تاریک هر دو مفاهیمی هستند که می‌توانند به درک ما از جهان هستی و پاسخ دادن به سوالات اساسی در کیهان شناسی کمک کنند. اما همانطور که گفته شد شاید انرژی تاریک اصلا وجود نداشته باشد.

محققان دانشگاه "کپنهاگ" در یک مطالعه جدید بررسی کردند که آیا ماده تاریک به تنهایی می‌تواند مسئول انبساط جهان باشد و در واقع کمی عجیب‌تر از آنچه که در حال حاضر هست، باشد.

"استین هارل هانسن" نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: ما چیز زیادی در مورد ماده تاریک نمی‌دانیم، جز اینکه این ماده یک ذره سنگین و کند است. ما به این فکر کردیم که اگر ماده تاریک دارای رفتارهای مغناطیسی باشد، چه می‌شود؟ ما می‌دانیم که ذرات عادی در حین حرکت، دارای خاصیت مغناطیسی می‌شوند و آهنرباها آهنرباهای دیگر را جذب یا دفع می‌کنند. بنابراین شاید این همان چیزی باشد که در جهان در حال رخ دادن است. اینکه این گسترش دائمی ماده تاریک به لطف نوعی نیروی مغناطیسی در حال رخ دادن است.

این تیم تحقیقاتی یک مدل جدید را توسعه داده است که شناخته شده‌های جهان مانند جاذبه زمین و سرعت انبساط را در آن گنجانده است، اما "ثابت کیهان شناسی" را که باعث شتاب این انبساط است، نادیده گرفتند. در عوض آنها به ذرات ماده تاریک یک نیروی اضافی متناسب با سرعت آن داده و آن را شبیه به نیروی مغناطیس انگاشتند.

به طرز جالب توجهی در این مدل جدید، جهانِ شبیه سازی شده دقیقاً به همان روشی که مشاهده و شناخته شده است، انبساط یافت و یک نیروی شبه مغناطیسی کافی بود تا سرعت انبساط جهان تسریع شود. این نشان می‌دهد که در واقعیت نیز ممکن است اتفاق مشابهی در حال رخ دادن باشد.

البته این مطالعه به تنهایی وجود انرژی تاریک را رد نمی‌کند و همچنین به هیچ وجه نمی‌گوید که ماده تاریک، مغناطیسی است. اما این یک ایده جالب است و نیاز به بررسی بیشتر با استفاده از مدل‌های دقیق‌تر دارد.

"هانسن" می‌گوید: صادقانه بگویم، کشف ما ممکن است فقط یک تصادف باشد. اما اگر اینطور نباشد، واقعاً باورنکردنی است. این می‌تواند درک ما از ترکیب جهان و دلیل گسترش آن را تغییر دهد. تا آنجا که با دانش فعلی ما منطبق است، ایده‌های ما در مورد ماده تاریک با نوعی نیروی مغناطیسی و ایده ما در مورد انرژی تاریک به یک اندازه عجیب است. تنها مشاهدات دقیق‌تر تعیین می‌کند که کدام یک از این مدل‌ها واقع بینانه‌تر هستند.

این اولین جایگزین برای انرژی تاریک نیست که تاکنون پیشنهاد شده است. شاید اثرات ماده تاریک و انرژی تاریک توسط یک "سیال تاریک" با جرم منفی ایجاد شده باشد که جهان را پر کرده است. شاید هم ساختار کف آلود کیهان باعث گسترش جهان با سرعت‌های مختلف در مکان‌های مختلف و ایجاد اثر شتاب کلی می‌شود. یا شاید در رابطه با ثابت کیهان شناسی حق با "اینشتین" باشد.

ثابت کیهان شناسی یا ثابت کیهانی در علم فیزیک کیهانی جهت اصلاح نظریه اولیه نسبیت عام توسط "آلبرت اینشتین" برای دستیابی به جهان ایستا ارائه شد. بعد از مشاهدات "ادوین هابل"، "اینشتین" تسلیم شد و نشان داد که جهان ممکن است ایستا نباشد، به طوری که او اساس نظریه‌اش را بر مفهوم تغییرات در جهان بنا نهاد. اگر چه مشاهدات جهان شتاب‌دار در سال ۱۹۹۸ دوباره نظرها را به سمت ثابت کیهان‌شناسی معطوف نمود.

به هر حال هرچقدر که بگذرد، انرژی تاریک بدون شک باعث الهام یا فریب فیزیکدانان خواهد شد.

این تحقیق جدید در مجله Astrophysical Journal منتشر شده است.