۲۲ آگوست ۲۰۲۵-©شاتر استوک/وادیم سادوفسکی
دانشمندان برای دهه‌ها در مورد انرژی تاریک، نیروی مرموزی که تقریباً ۷۰٪ از جهان را تشکیل می‌دهد و انبساط شتاب‌دار آن را هدایت می‌کند، سردرگم بوده‌اند.اکنون، یک مطالعه نشان می‌دهد که سیاهچالهها – که زمانی تصور می‌شد بن‌بست‌های کیهانی هستند – در واقع ممکن است موتورهایی باشند که انرژی تاریک گریزان را تولید می‌کنند.
محققان با استفاده از داده‌های پیشرفته از ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI)، پیشنهاد می‌کنند که وقتی ستارگان به سیاهچالهها تبدیل می‌شوند، ماده می‌تواند به انرژی تاریک تبدیل شود و درک ما از چگونگی تکامل جهان را بازنویسی کند.
DESI، مستقر در رصدخانه ملی کیت پیک در آریزونا در زمینی که توسط ملت توهونو اودهام اداره می‌شود، یک تلسکوپ معمولی نیست.این ابزار که به ۵۰۰۰ چشم رباتیک مجهز است، می‌تواند همزمان نور هزاران کهکشان را دریافت کند و هر ۱۵ دقیقه یک هدف را تغییر دهد.
از زمان شروع عملیات، DESI بیش از ۴۰ میلیون کهکشان را نقشه‌برداری کرده و دقیق‌ترین نقشه سه‌بعدی کیهان را که تاکنون انجام شده، گردآوری کرده است.
این پروژه یک همکاری بین‌المللی عظیم با بیش از ۹۰۰ دانشمند در ۷۰ موسسه است که توسط آزمایشگاه ملی لارنس برکلی با حمایت وزارت انرژی ایالات متحده رهبری می‌شود.محققان دانشگاه دورهام و همکارانش اکنون داده‌های DESI را با مشاهدات تابش زمینه کیهانی (CMB) ترکیب کرده‌اند تا ماهیت انرژی تاریک را بررسی کنند.
مدل جسورانه این تیم پیشنهاد می‌کند که وقتی ستارگان به سیاهچالهها تبدیل می‌شوند، شرایط شدید باعث تبدیل ماده به انرژی تاریک می‌شود.تصور می‌شود که این فرآیند به طور طبیعی در کنار نرخ تشکیل ستاره کیهانی تکامل می‌یابد و مکانیسمی را ارائه می‌دهد که با جهان اولیه و مدرن همسو است.
اگر این نظریه تأیید شود، به این معنی است که سیاهچالهها نه تنها مصرف‌کننده ماده هستند، بلکه موتورهایی هستند که انبساط جهان را تغذیه می‌کنند.
این نشان دهنده یک انحراف اساسی از فرض دیرینه مبنی بر ثابت بودن انرژی تاریک در طول زمان است.
فراتر از انرژی تاریک، این مطالعه به یک معمای کیهانی دیگر نیز می‌پردازد: جرم نوترینوها.
این ذرات بنیادی دومین ذرات فراوان در جهان هستند، اما جرم دقیق آنها همچنان مبهم است.مدل‌های فعلی که انرژی تاریک ثابت را فرض می‌کنند، یک عدم تطابق نگران‌کننده ایجاد می‌کنند – نشان می‌دهند که نوترینوها جرم منفی دارند، که با فیزیک تثبیت‌شده در تضاد است.
با اجازه دادن به تکامل انرژی تاریک، مدل جدید این پارادوکس را حل می‌کند. جرم نوترینوها بار دیگر در مقادیر مورد انتظار قرار می‌گیرد و این امر، نقش پویای انرژی تاریک در شکل‌دهی کیهان را تقویت می‌کند.
دانشگاه دورهام در ماموریت DESI نقش محوری داشته است. دانشمندان این دانشگاه، سیستم فیبر نوری این ابزار را طراحی کردند که DESI را قادر می‌سازد نور کهکشان‌ها، کوازارها و ستاره‌ها را با دقت بی‌سابقه‌ای ثبت کند.این تیم همچنین شبیه‌سازی‌های پیشرفته ابررایانه‌ای از جهان را برای مقایسه داده‌های دنیای واقعی DESI با مدل‌های نظری توسعه داد.
به گفته محققان دورهام، این یافته‌ها می‌تواند کیهان‌شناسی را متحول کند. این مطالعه نشان می‌دهد که چگونه داده‌های تازه می‌توانند مدل به اصطلاح استاندارد جهان را به چالش بکشند و دریچه‌ای را به روی نظریه‌های جایگزین که ممکن است روزی به اجماع علمی جدید تبدیل شوند، باز کنند.
این کار نشان می‌دهد که چگونه سیاهچالهها می‌توانند کلید انرژی تاریک باشند. اگر این نظریه در آزمایش‌های بیشتر دوام بیاورد، می‌تواند چندین معمای دیرینه را حل کند، از انبساط شتاب‌دار جهان گرفته تا نقش نوترینوها در تعادل ماده کیهانی.
در حال حاضر، جامعه علمی محتاط اما هیجان‌زده است. مشاهدات آینده DESI و ابزارهای نسل بعدی، این مدل را به آزمایش خواهند گذاشت.چه درست باشد چه نباشد، این تحقیق قدرت همکاری، فناوری و جستجوی بی‌وقفه برای یافتن پاسخ بزرگترین اسرار جهان را برجسته می‌کند.
