ما هي الطاقة المظلمة؟

الطاقة المظلمة - الشكل السائد للطاقة في الفضاء - هي المحرك لتوسع الكون المتسارع، لكن طبيعتها تظل لغزا كاملا. إليك ما تحتاج إلى معرفته عن الطاقة المظلمة .

الطاقة المظلمة هي شكل افتراضي من أشكال الطاقة اقترحه الفيزيائيون لتفسير سبب عدم توسع الكون فحسب، بل توسعه بمعدل متزايد باستمرار.

فكر في الطاقة المظلمة باعتبارها "النظير الشرير" للجاذبية - قوة "مضادة للجاذبية" تخلق ضغطًا سلبيًا يملأ الكون ويمتد إلى كامل نسيج الزمكان. وبذلك، تعمل الطاقة المظلمة على دفع الأجسام الكونية بعيدًا عن بعضها بسرعات متزايدة باستمرار بدلاً من جذبها إلى بعضها البعض كما تفعل الجاذبية.

تشير التقديرات إلى أن الطاقة المظلمة تشكل ما بين 68% إلى 72% من إجمالي الطاقة والمادة في الكون - "ميزانية" المادة/الطاقة في الكون - مما يعني أنها تهيمن بقوة على كل من المادة المظلمة والمادة اليومية.

الجواب الحقيقي الوحيد على السؤال "ما هي الطاقة المظلمة؟" قد يبدو البيان الحالي "نحن لا نعرف" غير مرضي. ومع ذلك، فإن العلماء ليسوا على يقين تام بشأن هذا الأمر. هناك العديد من "المرشحين" الرائدين لتفسير الطاقة المظلمة، بما في ذلك طاقة الفراغ في الفضاء - الجسيمات التي تظهر وتختفي حرفيًا في الفضاء الفارغ - و"القوة الخامسة" المسؤولة عن الضغط السلبي الذي يمكن أن يتسبب في التوسع المتسارع للكون.

وتشمل الاحتمالات الأخرى مجموعة متنوعة من "النكهات" المختلفة من المجالات التي يمكن أن تفسر الطاقة المظلمة، مثل مجال الطاقة المنخفضة المسمى "الجوهر"، وحقول التاكيون - وهي جسيمات افتراضية تتحرك أسرع من الضوء وبالتالي تعكس الزمن...

كل هذا لا يزال مجرد افتراض، مما يعني أن الطريقة الوحيدة التي يمكننا من خلالها "معرفة" ما هي الطاقة المظلمة في الوقت الحالي هي من خلال تأثيراتها على الكون.

الأسئلة الشائعة حول الطاقة المظلمة

لماذا تعتبر الطاقة المظلمة جزءًا ضروريًا من الكون؟

منذ حوالي 25 عامًا، تم تحديد أن الكون يتوسع وأن التوسع يتسارع بمرور الوقت. تستمر هذه العملية منذ 5000 مليون سنة وتتسبب في ابتعاد المجرات عن بعضها البعض. وعلى الرغم من أن جميع الملاحظات الكونية تدعم هذه الظاهرة، إلا أننا لا نملك تفسيراً لهذا الاتجاه التوسعي. ومع ذلك، فإننا نعرف خصائص المكون الذي يسبب هذا التأثير: يجب أن يكون مادة أو سائلاً يتغلب على الطبيعة الجاذبة للجاذبية، ويجب أن يكون مخففًا ومنتشرًا في جميع أنحاء الزمكان.

في عام 1999، أطلق الفيزيائي مايكل تيرنر على المكون الافتراضي للميزانية الكونية اسم: الطاقة المظلمة. إن العنصر الأخير ضروري لتوفير تفسير معقول لاتجاه التوسع الحالي للكون. وبدون ذلك، فإن التوسع سوف يتباطأ، وفي نهاية المطاف سوف ينفجر الكون، مما يضيق المسافات بين المجرات التي لوحظت في البنية واسعة النطاق.

كيف يمكننا أن نعرف أن التوسع الذي تحركه الطاقة المظلمة لا يرتبط فقط بالانفجار الكبير؟

نعم، يتنبأ نموذجنا الكوني بتوسع الكون، وبالتالي وجود حدث نسميه الانفجار الكبير الساخن. ومع ذلك، فإن حالة التوسع الحالية ليست ثابتة بمرور الوقت، بل إنها تتزايد؛ ولذلك، فإن هذا المعدل المتزايد من التوسع لابد وأن يكون مدفوعاً بعامل آخر، وهو عامل لم يكن نشطاً في المقام الأول في المراحل المبكرة من عمر الكون أو في الوقت الذي تشكلت فيه المجرات.

لماذا الطاقة المظلمة غامضة جدًا؟

وبما أننا لا نستطيع قياسه بشكل مباشر، ناهيك عن معرفة مكوناته، فإن بناء التجارب لاكتشاف طبيعته الحقيقية ودراستها يشكل تحديًا كبيرًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن الملاحظات الحالية لا تتفق مع قيمة سرعة هابل في الوقت الحاضر، لذلك نحن غير متأكدين ما إذا كانت الطاقة المظلمة تتغير بمرور الوقت، وإذا كان الأمر كذلك، فكيف تؤثر على ديناميكيات التوسع. لدينا بعض الأدلة، ولكن لا يزال أمامنا طريق طويل قبل أن نتمكن من "الكشف" عن طبيعة وخصائص الطاقة المظلمة.

ما هي النقاط الرئيسية للشك حول الطاقة المظلمة؟

وفقًا لمعظم الملاحظات، فإن "المرشح" الأكثر احتمالاً للطاقة المظلمة هو الثابت الكوني، والذي يرتبط غالبًا بتقلبات الفراغ الكمومي. هذا هو التفسير المفضل (والأبسط) للطاقة المظلمة، إلى الحد الذي تم تضمينه فيه في النموذج الكوني القياسي. ولكن هناك مقترحات أخرى، مثل الحقول القياسية، والسفن الحربية، والأكسيونات، والحقول التاكيونية، أو حتى نموذج الطاقة المظلمة الديناميكي، من بين العديد من الأفكار الأخرى.

من الصعب التنبؤ بما إذا كنا سنتمكن من حل لغز الطاقة المظلمة خلال السنوات العشر المقبلة، ولكن في الوقت الحالي، يسير علماء الفضاء بالتأكيد على الطريق الصحيح لفهم دورها. هناك الكثير من البيانات التي يمكن أن ترشدنا في هذه الرحلة، ومن المؤكد أننا نحرز تقدماً في فهم ماهية الطاقة المظلمة وأصولها الكونية.