الطاقة المظلمة بعلامة سالب: الثقل الموازن الخفي للكون ✛ ✎ ✦
1550 مستعرًا أعظم وملايين المجرات — هذه هي إحصائيات مسح DESI. هذه المجموعة الضخمة من البيانات سمحت لأول مرة بالشك في أن الطاقة المظلمة الدافعة لها ثقل موازن خفي. يزداد تسارع المسرع الكوني، ولكن في الأعماق يختبئ مكبح غير مرئي — الثابت الكوني السالب (طاقة الفراغ التي لا تدفع بل تجذب).
بدأت قصة الطاقة المظلمة في عام 1929، عندما قام Edwin Hubble بقياس توسع المجرات. في عام 1998، لاحظ Adam Riess وزملاؤه أن التوسع يتسارع. أصبح المشتبه به الرئيسي هو الثابت الكوني Λ — طاقة فراغ ثابتة تدفع الفضاء بعيدًا. لكن البيانات الأخيرة من DESI حول التذبذبات الصوتية الباريونية (موجات الكثافة التي تجمدت بعد الانفجار العظيم) أظهرت أن Λ قد لا تكون ثابتة. لطالما افترض المنظرون أن فراغات دي سيتر المضادة — الحالات ذات الطاقة السالبة — طبيعية في نظرية الأوتار. وهكذا نشأت فرضية: قد تتعايش Λ السالبة مع الطاقة المظلمة المعتادة.
اختبر الباحثون هذه الفرضية بطريقتين. قُسمت بيانات DESI حسب الانزياح الأحمر (تمدد الضوء بسبب توسع الفضاء) إلى 10 فترات. وبالتوازي، طُبقت العمليات الغاوسية — أداة إحصائية ترسم منحنيات ناعمة دون صيغة محددة مسبقًا. كلا النهجين، بعد تحليل 1550 مستعرًا أعظم من كتالوج Pantheon، أعطيا تفضيلًا طفيفًا للنموذج ذي المكون السالب. مستوى الأهمية حوالي 1σ. بلغت كثافة الثقل الموازن −0,093، ولكن مع أخطاء كبيرة (+0,525/−0,294). إنها مجرد تلميح حتى الآن.
لم تُضمَّن بعد بيانات إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، لكنها هي التي ستساعد في فصل الثقل الموازن عن التأثيرات الأخرى. المفاجأة الكبرى هي سلوك معادلة الحالة w(z) (نسبة الضغط إلى الكثافة). بدون الثقل الموازن، كانت بعض البيانات تدفع w إلى المنطقة الشبحية (w < −1). هناك، كانت الطاقة ستنمو إلى ما لا نهاية، وكان الكون سيمزق في التمزق الكبير. يعيد المكون السالب w إلى الجوهر الخامس 'الهادئ'. إنه يبقي المعامل ضمن 1σ من w = −1. يبدو الثقل الموازن وكأنه يمسك بالطاقة المظلمة، مانعًا إياها من تجاوز الخط الأحمر.
هذه النتيجة لا تحل توتر هابل — التباين في قياسات سرعة التوسع. لكنها تفتح الطريق لتخفيف هذا التناقض بالاقتران مع الطاقة المظلمة المبكرة. ستحدد البيانات المستقبلية من DESI ومهمة Euclid ما إذا كان الثقل الموازن حقيقيًا. في الوقت الحالي، ينظر علماء الفيزياء الفلكية بتمعن في الانزياحات الحمراء 1–2، حيث يكون تأثير الطاقة السالبة أكثر وضوحًا. يواصل المسرع الكوني تسارعه. وربما يكون هناك مكبح خفي يراقب جريه السريع.
في كل متر مكعب من الكون، قد تختبئ طاقة سالبة — ما يعادل سالب نصف بروتون من الكتلة. هذا 'الحمل' غير المرئي يكبح الكون قليلًا، مانعًا التسارع من أن يصبح خارج السيطرة.