فقاعة في بحر الطاقة المظلمة (dark energy) ✛
سطح أسود بارد — هكذا بدا بحر الطاقة المظلمة (dark energy) لمليارات السنين، وهي المادة غير المرئية التي تدفع توسع الكون (expansion of the universe). لكن مطياف DESI سجل تموجًا خفيًا. الموجات الصوتية المتجمدة — البنية واسعة النطاق (Large-Scale Structure) — أشارت إلى أن المسافات الكونية ليست على ما يرام. وكأن مدًا غير مرئي يضعف مع كل عصر، و الانزياح الأحمر (redshift) للضوء القادم من المجرة (galaxy) البعيدة ينمو بشكل مختلف قليلاً عما ينص عليه قانون قانون هابل (Hubble's law). التوسع المتسارع، الذي اكتشفه Adam Riess و Saul Perlmutter و Brian Schmidt من خلال سطوع المستعر الأعظم (supernova)، ربما لا يتوافق مع السيناريو الأبسط.
التفسير المعتاد هو التطور الزمني. لكن للزمن منافسًا — المكان. وانحناء انحناء الزمكان (spacetime curvature) يمكن أن يلعب خدعة. إذا كانت مجرتنا تطفو داخل فقاعة عملاقة ذات كثافة منخفضة من الطاقة المظلمة (dark energy)، فسيكون الراصد في عدسة كونية. السيناريو ليس من وحي الخيال: في نظرية الحقل الكمومي، يمكن أن يكون الفراغ غير مستقر. التحول الطوري (phase transition)، مثل فقاعة في ماء مغلي، يولد منطقة طور جديد تتمدد بسرعة تقارب سرعة الضوء. بنى المؤلفون نموذجًا كهذا: فقاعة كروية بداخلها كثافة الطاقة المظلمة أقل بنسبة 10% من الخارج، نشأت عند الانزياح الأحمر 1,4 — أي بعد 4,5 مليار سنة فقط من الانفجار العظيم.
لكن للكون مؤقتًا لا يرحم — إشعاع الخلفية الكونية الميكروي (cosmic microwave background)، وهج الانفجار العظيم. تجانسه المثالي تقريبًا تم تحديده في الألف سنة الأولى. الفقاعة التي نشأت لاحقًا يجب أن تشوه هذه الصورة. إذا لم نكن في المركز الهندسي (الاحتمالات ضئيلة)، فإن النقاط الأخرى داخل الفقاعة ترى ثنائي قطب خاص بها من إشعاع الخلفية الكونية الميكروي. تقوم الإلكترونات في تجمعات المجرات بتشتيت هذا الثنائي القطب، مما يولد تأثير سونيايف-زيلدوفيتش الحركي (إشعاع الخلفية الكونية الميكروي). أظهرت الحسابات أن سعته على المقياس الزاوي ℓ=3000 يجب أن تصل إلى مئات μK². لكن الأرصاد تعطي فقط 2,9 μK² — فارق قدره مرتبتان من حيث الحجم.
النموذج محطم. بحر الطاقة المظلمة تبين أنه عاصف، والفقاعات واضحة جدًا. لكن النتيجة السلبية هي خريطة حقل ألغام. الآن أصبح واضحًا: الطاقة المظلمة غير المتجانسة تترك بصمات لا تمحى في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي و البنية واسعة النطاق (Large-Scale Structure). المسوحات المستقبلية، مثل Euclid، إما ستعثر عليها أو ستسد الثغرات الأخيرة. ربما جدران الفقاعات أكثر سمكًا، والحركة دون سرعة الصوت؛ ربما نحن في مجموعة من الفقاعات الصغيرة. مسألة ثبات الثابت الكوني لا تزال مفتوحة.
لو كان تنوي الفقاعة متأخراً بما يكفي، لكانت حدودها قد تكون على بعد بضع مئات الملايين من السنين الضوئية فقط، مما يُنشئ عدم تجانس موضعي يُلاحظ من تشوه الانزياحات الحمراء للمجرات القريبة.
تُذكّر فكرة الطاقة المظلمة غير المتجانسة بـ«فقاعة هابل» من رواية اندريه سالوماتوف «الفقاعة الكونية»، حيث يجد البشر أنفسهم داخل شذوذ يُشوّه إدراك الكون. لكن الأمر هنا أكثر نثرية بكثير: اضمحلال كمومي للفراغ دون تهديد بهلاك مُحدق.