جهان به اندازه‌ای که تصور می‌کنیم متقارن نیست
«اصل کیهان‌شناسی» مثل یک اصل اساسی در علم جهان‌شناسی عمل می‌کند. بر اساس این اصل، جهان همگن و همسانگرد است: یعنی اولا هیچ مرکز واقعی در آن وجود ندارد و ثانیا از تمام جهات یکسان دیده می‌شود. این اصل ستون فقرات «مدل استاندارد کیهان‌شناسی» است که ما را در فهم منشاء، ساختار و تحول جهان یاری می‌دهد.
جیمز آدام، ستاره‌شناس دانشگاه غربی کیپ در آفریقای جنوبی و نویسنده اصلی مطالعه جدید، می‌گوید: «اصل کیهان‌شناسی نوعی تواضع در مقابل عظمت جهان است؛ نه تنها ما در مرکز جهان نیستیم، بلکه جهان هیچ مرکزی هم ندارد.»
اگرچه شواهد زیادی این اصل را تایید می‌کنند، اما همیشه سوالاتی باقی مانده است. مشاهدات اخیر نشانه‌هایی از ناهمگنی‌های بزرگ مقیاس را نشان داده‌اند، از جمله اختلاف در نرخ انبساط جهان، الگو‌های غیرمعمول در تابش زمینه کیهانی و داده‌هایی که هنوز توضیح دقیقی ندارند. برای تصمیم‌گیری قطعی، دانشمندان به داده‌های مستقل و دقیق‌تری نیاز دارند. اگر چند روش مختلف به یک نتیجه برسند، ممکن است باید نگاه عمیقی به فرضیاتمان داشته باشیم.
تلسکوپ اقلیدس، چشم هوشمند به سوی کیهان
اقلیدس (Euclid) تلسکوپ فضایی اروپایی است که در سال ۲۰۲۳ راه‌اندازی شد و قرار است نقشه‌ای از هندسه جهان تهیه کند. این تلسکوپ با ثبت تصاویر با کیفیت بالا از میلیارد‌ها کهکشان، قصد دارد ماهیت ماده تاریک و انرژی تاریک را کشف کند. اما اکنون، دانشمندان از داده‌های اقلیدس برای آزمودن ناهمگنی‌های فضایی استفاده می‌کنند.
روش جدید، لنز گرانشی ضعیف و تشخیص ناهمسانگردی
در مقاله‌ای جدید منتشر شده در Journal of Cosmology and Astroparticle Physics، تیمی از دانشمندان به رهبری جیمز آدام، روشی نوآورانه برای آزمودن همسانگردی جهان ارائه داده‌اند. این روش از پدیده‌ای به نام لنزوُری گرانشی ضعیف (Weak Gravitational Lensing) استفاده می‌کند.
وقتی نور یک کهکشان دور از ما عبور می‌کند، گرانش اجرام بین ما و آن کهکشان نور را خم کرده و شکل ظاهری آن را کمی تغییر می‌دهد. این تغییرات ظریف می‌توانند نشانه‌ای از وجود ناهمسانگردی‌های فضایی باشند.
در تحلیل لنزوُری گرانشی، دانشمندان دو مؤلفه اصلی را بررسی می‌کنند: E-mode shear – که نشانه توزیع ماده در یک جهان همسان است و دیگری B-mode shear – که در یک جهان متقارن باید بسیار ضعیف باشد. اما اگر جهان واقعا ناهمسان باشد، این دو مؤلفه با هم همبستگی پیدا می‌کنند. فقط در صورتی که داده‌های اقلیدس این همبستگی را مشاهده کنند، می‌توانیم به فکر اصلاح اصول بنیادین کیهان‌شناسی باشیم.
به گزارش scitechdaily، در این مطالعه، تیم دانشمندان مدلی کامپیوتری از یک جهان ناهمسان توسعه دادند و نحوه تأثیر آن روی نتایج لنزوُری گرانشی را شبیه‌سازی کردند. آنها محاسبات خود را برای داده‌های آینده اقلیدس انجام دادند و نشان دادند که دقت این تلسکوپ برای شناسایی ناهمسانگردی‌های بزرگ مقیاس کافی است.
جیمز آدام در این باره می‌گوید:«وقتی مطمئن شدیم که محاسباتمان صحیح است، باید جدی بگیریم که شاید یکی از اصول اساسی ما درباره جهان اشتباه بوده. شاید این موضوع در مرحله پایانی کیهان برجسته‌تر باشد، یا حتی هیچ وقت درست نبوده است.»
اگر این نظریه درست باشد، چه؟
اگر ناهمسانی ها تأیید شوند، ممکن است انقلابی در کیهان‌شناسی رقم بخورد. البته نظریه‌های جایگزینی وجود دارند که چنین سناریو‌ها را پیش‌بینی می‌کنند، اما هیچ‌کدام به اندازه مدل استاندارد قوی یا پذیرفته‌شده نیستند.
تا چه حد این نظریه‌ها می‌توانند جایگزین شوند، به میزان واقعی ناهمسانگردی‌ها بستگی دارد. جیمز آدام می‌گوید: «ممکن است اصلاح جدی‌ای لازم باشد، یا فقط اضافه کردن چند جمله جدید به معادلات قدیمی. هنوز هیچ‌کس نمی‌داند.»
اصل کیهان‌شناسی و لنز گرانشی
اصل کیهان‌شناسی می‌گوید که جهان بدون مرکز، بدون محل خاصی است. این مثل این است که سطح زمین را در نظر بگیرید: شما می‌توانید در هر جهتی حرکت کنید، اما هیچ نقطه خاصی به عنوان مرکز وجود ندارد.
اما لنزوُری گرانشی ابزاری است که به دانشمندان کمک می‌کند وجود ماده نامرئی، از جمله ماده تاریک، را از طریق خمیدگی نور کشف کنند. این پدیده، ابزاری قدرتمند برای درک ساختار واقعی جهان است.
دانشمندان در حال آزمودن یکی از قدیمی‌ترین فرضیه‌های علمی درباره جهان هستند. اگر تلسکوپ اقلیدس نشانه‌هایی از وجود یک جهت یا گرایش در فضا پیدا کند، ممکن است باید قوانین بنیادی کیهان‌شناسی را دوباره نوشت.
انتهای پیام/
