ریپورتر
31st December 2008, 09:44 AM
نزدیک به یک دهه‌ی قبل، منجمان وجود شگفت انگیز انرژي تاریک را کشف کردند ، نیروی اسرار آمیزی که کهکشان‌ها را از یکدیگر دور می‌کند و روند انبساط جهان را شتاب می‌بخشد. این انرژی، که به چگالی انرژی خلا نیز معروف است، یکی از خواص ذاتی فضا به شمار می‌رود. دانشمندان سوالات زیادی در مورد چگونگی این انرژی در سر دارند که یکی از این سوالات ممکن است به زودی پاسخ داده شود
آیا چگالی انرژی خلا در طول زمان ثابت است؟
به عقیده Stuart B. Wyithe از دانشگاه ملبورن و Avi Loeb از مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسون Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) ) با بررسی توده‌های دوردست هیدروژن می‌توان به سر نخ هایی از تاریخچه انرژی تاریک دست پیدا کرد
Loeb دراین باره می‌گوید: به نظر می‌رسد که چگالی انرژی خلا در طول زمان به عنوان یک ثابت کیهانی یکسان بوده باشد. اما این موضوع باید امتحان شود. پاسخ این پرسش می‌تواندهمگان را غافلگیر کند.
http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/astronomy-farsi/energy%20tarik_1_FF.jpg
حضور انرژی تاریک برای اولین بار در تئوری نسبیت عام انیشتین مطرح شد. انیشتین عقیده داشت که جهان ثابت است و برای اثبات این امر ضریب ثابتی را در معادلات خود وارد کرد. نیروی دافعه‌ای که اثر گرانش را در جذب کهکشان‌ها به سوی یکدیگر خنثی می‌نمود. وقتی ادوین هابل کشف کرد که جهان در حال انبساط است، انیشتین ثابت کیهانی را از معادلات خارج کرد و شایع است که آن را «بزرگترین اشتباه» خود نامید
در سال ۱۹۹۸، دو تیم از منجمان کشف کردند که سرعت انبساط جهان به جای آنکه تحت تاثیر نیروی گرانش بین کهکشان‌ها کاهش یابد، در حال زیاد شدن است. آنها ثابت انیشتین را با نام انرژی تاریک دوباره برپا کردند. با وجود این که انرژی تاریک مشخصا وجود دارد و اثرات آن برای دانشمندان کاملاً آشکار است، کسی نمی‌داند که چه چیز باعث به وجود آمدن این انرژی شده است و یا این اینکه آیا ضریب فوق واقعا در طول زمان ثابت است یا خیر. Wyithe می‌گوید: «منشا انرژی تاریک بزرگترین معمای لاینحل اخترفیزیک است».
بررسی انرژی تاریک
منجمان برای اینکه رفتار انرژی تاریک را در گذشته بفهمند باید نواحی دوردست جهان را بررسی کنند. مناطقی که برای رسیدن نور از آنها به زمین میلیارد ها سال زمان نیاز است. در نواحی این چنین دوردست، کهکشان‌ها و ابرنواخترها (supernova) – علائم راهنمایی که در بررسی انرژی تاریک درهمسایگی ما از آنها استفاده می‌شود- تقریبا غیرقابل مشاهده هستند. بنابراین علائم راهنما و شاخصه‌های دیگری مورد نیاز است
Wyithe و Loeb بررسی تشعشعات رادیویی از هیدورژن بدون بار را پیشنهاد می‌کنندکه طول موج این تشعشعات از ۲۱ سانتی‌متر شروع می‌شود و با فرآیند انبساط جهان افزایش می‌یابد (به این فرآیند «redshift» گفته می‌شود).
پس از این که جهان دوباره به وسیله‌ی کهکشان‌هاي اوليه یونیزه شد (در همان چند میلیارد سال اول)، درصد کمی از اتم‌های هیدروژن به طور طبیعی و خنثی و در توده‌های بزرگ باقی ماندند. تا پیش از این بررسی‌ها، منجمان نمی‌دانستند که می‌توان طول موج ۲۱ سانتی‌متری تابش شده به وسیله‌ی هیدروژن باقی‌مانده را شناسایی کرد.
Wyithe و Loeb نشان داده‌اند که مشاهدات آینده خواهند توانست طول موج ۲۱ سانتی‌متر از جهان دوردست و جوان را ، حتی اگر بیش از اینها یونیزه شده باشند شناسایی کنند. علاوه بر آن، اگرچه شدت سیگنال بعد از دوباره یونیزه شدن کاهش می‌یابد اما شدت پارازیت نیز کم می‌شود. در حقیقت، طول موج ۲۱ سانتی‌متر تابش شده به وسیله‌ی هیدروژن خنثی می‌تواند از زمان حاضر تا زمانی که جهان فقط ۲۰۰ میلیون سال سن داشت (یعنی تا جایی که redshift آن برابر با z=15 باشد) شناسایی شود.
Loeb اضافه کرد که: "هیچ راه حل عملی دیگری برای بررسی انرژی تاریک در redshift های بالاتر وجود ندارد."
آیا چگالی انرژی خلا در طول زمان ثابت است؟
به عقیده Stuart B. Wyithe از دانشگاه ملبورن و Avi Loeb از مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسون Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) ) با بررسی توده‌های دوردست هیدروژن می‌توان به سر نخ هایی از تاریخچه انرژی تاریک دست پیدا کرد
Loeb دراین باره می‌گوید: به نظر می‌رسد که چگالی انرژی خلا در طول زمان به عنوان یک ثابت کیهانی یکسان بوده باشد. اما این موضوع باید امتحان شود. پاسخ این پرسش می‌تواندهمگان را غافلگیر کند.
http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/astronomy-farsi/energy%20tarik_1_FF.jpg
حضور انرژی تاریک برای اولین بار در تئوری نسبیت عام انیشتین مطرح شد. انیشتین عقیده داشت که جهان ثابت است و برای اثبات این امر ضریب ثابتی را در معادلات خود وارد کرد. نیروی دافعه‌ای که اثر گرانش را در جذب کهکشان‌ها به سوی یکدیگر خنثی می‌نمود. وقتی ادوین هابل کشف کرد که جهان در حال انبساط است، انیشتین ثابت کیهانی را از معادلات خارج کرد و شایع است که آن را «بزرگترین اشتباه» خود نامید
در سال ۱۹۹۸، دو تیم از منجمان کشف کردند که سرعت انبساط جهان به جای آنکه تحت تاثیر نیروی گرانش بین کهکشان‌ها کاهش یابد، در حال زیاد شدن است. آنها ثابت انیشتین را با نام انرژی تاریک دوباره برپا کردند. با وجود این که انرژی تاریک مشخصا وجود دارد و اثرات آن برای دانشمندان کاملاً آشکار است، کسی نمی‌داند که چه چیز باعث به وجود آمدن این انرژی شده است و یا این اینکه آیا ضریب فوق واقعا در طول زمان ثابت است یا خیر. Wyithe می‌گوید: «منشا انرژی تاریک بزرگترین معمای لاینحل اخترفیزیک است».
بررسی انرژی تاریک
منجمان برای اینکه رفتار انرژی تاریک را در گذشته بفهمند باید نواحی دوردست جهان را بررسی کنند. مناطقی که برای رسیدن نور از آنها به زمین میلیارد ها سال زمان نیاز است. در نواحی این چنین دوردست، کهکشان‌ها و ابرنواخترها (supernova) – علائم راهنمایی که در بررسی انرژی تاریک درهمسایگی ما از آنها استفاده می‌شود- تقریبا غیرقابل مشاهده هستند. بنابراین علائم راهنما و شاخصه‌های دیگری مورد نیاز است
Wyithe و Loeb بررسی تشعشعات رادیویی از هیدورژن بدون بار را پیشنهاد می‌کنندکه طول موج این تشعشعات از ۲۱ سانتی‌متر شروع می‌شود و با فرآیند انبساط جهان افزایش می‌یابد (به این فرآیند «redshift» گفته می‌شود).
پس از این که جهان دوباره به وسیله‌ی کهکشان‌هاي اوليه یونیزه شد (در همان چند میلیارد سال اول)، درصد کمی از اتم‌های هیدروژن به طور طبیعی و خنثی و در توده‌های بزرگ باقی ماندند. تا پیش از این بررسی‌ها، منجمان نمی‌دانستند که می‌توان طول موج ۲۱ سانتی‌متری تابش شده به وسیله‌ی هیدروژن باقی‌مانده را شناسایی کرد.
Wyithe و Loeb نشان داده‌اند که مشاهدات آینده خواهند توانست طول موج ۲۱ سانتی‌متر از جهان دوردست و جوان را ، حتی اگر بیش از اینها یونیزه شده باشند شناسایی کنند. علاوه بر آن، اگرچه شدت سیگنال بعد از دوباره یونیزه شدن کاهش می‌یابد اما شدت پارازیت نیز کم می‌شود. در حقیقت، طول موج ۲۱ سانتی‌متر تابش شده به وسیله‌ی هیدروژن خنثی می‌تواند از زمان حاضر تا زمانی که جهان فقط ۲۰۰ میلیون سال سن داشت (یعنی تا جایی که redshift آن برابر با z=15 باشد) شناسایی شود.
Loeb اضافه کرد که: "هیچ راه حل عملی دیگری برای بررسی انرژی تاریک در redshift های بالاتر وجود ندارد."