على الرغم من أن النجوم نفسها لا تزال مكونة في الغالب من مادة طبيعية، حيث أن هذه النجوم غير موجودة في الكون الحديث لأن كثافة المادة المظلمة منخفضة للغاية، لذلك لا يمكننا رؤيتها في المجرة اليوم، وهذا يعني أن هناك يوجد ما يسمى بالنجم المظلم.
ما هو نجم الطاقة المظلمة
نجم الطاقة المظلمة هو جسم افتراضي فيزيائي فلكي مضغوط ويعتقد أقلية من الفيزيائيين أنه قد يشكل تفسيرًا بديلاً لملاحظات الثقوب السوداء الفلكية المرشحة.
اقترح هذا المصطلح الفيزيائي جورج شابلن، حيث تقول النظرية على أن المادة المتساقطة يتم تحويلها إلى طاقة فراغية أو طاقة مظلمة، حيث تسقط المادة عبر أفق الحدث، إن الفضاء داخل أفق الحدث سينتهي بقيمة كبيرة للثابت الكوني ويكون له ضغط سلبي ليعمل ضد الجاذبية.
في فرضية نجم الطاقة المظلمة تتحلل المادة المتساقطة التي تقترب من أفق الحدث إلى جسيمات أخف على التوالي، بالاقتراب من أفق الحدث تعمل التأثيرات البيئية على تسريع تحلل البروتون، إذ قد يفسر هذا مصادر الأشعة الكونية عالية الطاقة ومصادر البوزيترونات في السماء، وعندما تسقط المادة عبر أفق الحدث، حيث يتم تحويل الطاقة المكافئة لبعض أو كل هذه المادة إلى طاقة مظلمة.
حيث يقاوم هذا الضغط السلبي الكتلة التي يأخذها النجم متجنبًا التفرد، ويعطي الضغط السالب أيضًا رقمًا كبيرًا جدًا للثابت الكوسمولوجي، أيضا يمكن أن تتكون نجوم الطاقة المظلمة البدائية بواسطة تقلبات الزمكان نفسه، وهو ما يماثل نقط السائل المتكثف تلقائيًا من غاز التبريد، إذ لا يغير هذا فقط فهم الثقوب السوداء، ولكن لديه القدرة على تفسير الطاقة المظلمة والمادة المظلمة التي يتم ملاحظتها بشكل غير مباشر.
نظرية الطاقة المظلمة
في ورقة بحثية عام 2000 صاغ كل من جورج شابلن جونيور وروبرت مع إيفان هولفيلد وديفيد سانتياغو الزمكان كمكثف بوز-أينشتاين، وفي مارس 2005 ادعى الفيزيائي جورج شابلن أن ميكانيكا الكم تجعل من شبه اليقين أن الثقوب السوداء غير موجودة، وأنها بدلاً من ذلك نجوم ذات طاقة مظلمة، حيث أن نجم الطاقة المظلمة مفهوم مختلف عن مفهوم جرافاستار.
وتم اقتراح نجوم الطاقة المظلمة لأول مرة لأنه في فيزياء الكم يلزم الوقت المطلق، ومع ذلك في النسبية العامة، حيث يبدو أن سقوط الجسم نحو ثقب أسود بالنسبة لمراقب خارجي يمر ببطء إلى ما لا نهاية في أفق الحدث، وسيشعر الكائن نفسه كما لو كان الوقت يتدفق بشكل طبيعي.
من أجل ميكانيكا الكم والثقوب السوداء افترض تشابلن أن انتقال الطور في طور الفضاء يحدث في أفق الحدث، وقد أنشأ تشابلن أفكاره على فيزياء السوائل الفائقة، فعندما يزداد عمود الموائع الفائقة ارتفاعًا تزداد الكثافة في مرحلة ما، مما يعمل ذلك على إبطاء سرعة الصوت بحيث يقترب من الصفر، ومع ذلك في هذه المرحلة تجعل فيزياء الكم الموجات الصوتية تبدد طاقتها في السائل الفائق، بحيث لا يتم مواجهة حالة سرعة الصوت الصفرية أبدًا.
هل الطاقة المظلمة مادة مظلمة
في أوائل التسعينيات كان هناك شيء واحد مؤكد إلى حد ما حول تمدد الكون، حيث قد يكون لديها كثافة طاقة كافية لإيقاف تمددها وتراجعها، وقد يكون لديها كثافة طاقة قليلة جدًا لدرجة أنها لن تتوقف عن التوسع أبدًا، لكن الجاذبية كانت من المؤكد أن تبطئ التوسع مع مرور الوقت، من المؤكد أن التباطؤ لم يُلاحظ ولكن من الناحية النظرية كان على الكون أن يتباطأ.
الكون يوجد فيه الكثير من المادة وقوة الجاذبية الجذابة التي تعمل على جمع كل المادة معًا، ثم جاء عام 1998 وأرصاد تلسكوب هابل الفضائي (HST) الذي يوجد فيه مستعرات الأعظمية البعيدة جدًا، والتي بينت أن الكون منذ زمن بعيد كان في الواقع يكبر ببطء أكثر مما هو عليه اليوم، لذا فإن توسع الكون لم يتباطأ بسبب الجاذبية، كما كان يفكر الجميع بل إنه يتسارع، إذ لم يتوقع أحد هذا ولم يعرف أحد كيف يفسر ذلك.
في الأخير وصل المنظرون إلى أن هناك ثلاثة أنواع من التفسيرات ربما كان ذلك نتيجة لنسخة تم تخطيها منذ زمن طويل من نظرية الجاذبية لأينشتاين، والتي احتوت على ما كان يسمى بالثابت الكوني، ربما كان هناك نوع غريب من مائع الطاقة يعبئ الفضاء.
ربما يوجد هناك ما هو غير صحيح في نظرية الجاذبية لأينشتاين، حيث من الممكن أن تحتوي على نظرية جديدة نوعًا من المجال الذي يصنع هذا التسارع الكوني، ولا يزال المنظرون لا يعرفون ما هو التوضيح الصحيح لكنهم أعطوا الحل اسمًا، حيث إنها تسمى الطاقة المظلمة.
ما هي الطاقة المظلمة
إن العلماء يعرفون مقدار الطاقة المظلمة الموجودة؛ لأنهم يعرفون كيفية تأثيرها على تمدد الكون، عدا ذلك يعتبر هذا لغز كامل لكنه لغز مهم، إذ تبين أن ما يقرب من 68٪ من الكون عبارة عن طاقة مظلمة، حيث أن نسبة المادة المظلمة حوالي 27٪.
أحد تفسيرات الطاقة المظلمة هو أنها ميزة وصفة للفضاء، حيث كان ألبرت أينشتاين أول شخص عرف أن الفضاء الفارغ ليس شيئًا، إن للفضاء ميزات مذهلة، فالكثير منها بدأ الآن في الفهم، الخاصية الأولى التي اكتشفها أينشتاين هي أنه من الممكن وجود مساحة أكبر.
في نسخة واحدة من نظرية الجاذبية لأينشتاين، النسخة التي تحتوي على ثابت كوني، حيث يقوم بالتنبؤ الثاني، إذ قال أنه يمكن أن يمتلك الفضاء الفارغ طاقته الخاصة، ولأن هذه الطاقة هي خاصية للفضاء نفسه فلن يتم تخفيفها مع توسع الفضاء.
مع ظهور المزيد من الفضاء سيظهر المزيد من طاقة الفضاء هذه، ونتيجة لذلك قد يتسبب هذا النوع من الطاقة في تمدد الكون بشكل أسرع، ولسوء الحظ لا أحد يفهم سبب وجوب وجود الثابت الكوني هناك ناهيك عن سبب امتلاكه للقيمة الصحيحة تمامًا للتسبب في التسارع المرصود للكون.
كيفية اكتساب الفضاء للطاقة
يأتي تفسير كيفية اكتساب الفضاء للطاقة من نظرية الكم للمادة، ففي هذه النظرية يعتبر الفضاء الفارغ مليء في الواقع بجسيمات مؤقتة وافتراضية تتشكل باستمرار ثم تختفي، ولكن عندما حاول الفيزيائيون حساب مقدار الطاقة الذي سيعطي مساحة فارغة جاءت الإجابة خاطئة، إذ جاء الرقم 10 120 مرة أكبر من اللازم، فمن الصعب الحصول على إجابة بهذا السوء لذلك يستمر اللغز.
تفسير آخر للطاقة المظلمة هو أنها نوع جديد من مائع أو مجال الطاقة الديناميكي يملأ كل الفضاء، ولكن تأثيره على تمدد الكون هو عكس تأثير المادة والطاقة العادية، وقد أطلق بعض المنظرين على هذا الجوهر على اسم العنصر الخامس للفلاسفة اليونانيين، ولكن إذا كان الجوهر هو الجواب فما زال شكله غير معروف.
الاحتمال الأخير هو أن نظرية أينشتاين في الجاذبية ليست صحيحة، حيث لن يؤثر ذلك على تمدد الكون فحسب بل سيؤثر أيضًا على الطريقة التي تتصرف بها المادة الطبيعية في المجرات وعناقيد المجرات، إذ ستوفر هذه الحقيقة طريقة لتقرير ما إذا كان حل مشكلة الطاقة المظلمة هو نظرية جاذبية جديدة أم لا.
يمكن ملاحظة كيف تتجمع المجرات في مجموعات، ولكن إذا اتضح أن هناك حاجة إلى نظرية جديدة للجاذبية، فما نوع هذه النظرية، وكيف يمكن أن يصف بشكل صحيح حركة الأجسام في النظام الشمسي كما هو معروف عن نظرية أينشتاين ولا يزال يعطي التنبؤ المختلف الذي نحتاجه للكون، حيث أن هناك نظريات مرشحة لكن لا توجد نظريات مقنعة لذلك يستمر اللغز.
