هل انبثقت الطاقة المظلمة من الفراغ الكمي ؟

هل انبثقت الطاقة المظلمة من الفراغ الكمي ؟ اقترحت دراسة جديدة أن أصول الطاقة المظلمة الغامضة التي تقود التمدد المتسارع للكون قد ترجع إلى “طاقة الفراغ”.

وقد قال جون سولا: «نظن أن ما يحدث هو تأثير ديناميكي للفراغ الكمي وهو معامل رياضي يمكن حساب قيمته.»

Image: © ESA

لا شيء أكثر إمتلاء من الفراغ الكمي حيث أنه ملئ بالتغيرات المستمرة في الطاقة التي تساهم بشكل أساسي في القيم التي نلاحظها ونقوم بحسابها.

على الرغم من أن الطاقة المظلمة تشكل حوالي 75% من الكون إلا أن العلماء لا يعرفون تحديدا ماهيتها.

لقد قاموا بتطوير العديد من الأفكار بما في ذلك “نظرية القوة الخامسة Theory of quintessence” والتي تقترح وجود معامل مضاد للتجاذب يقوم بالنفر/الطرد بدلا من الجذب.

وهناك مبدأ آخر يفترض وجود مجال طيفي Phantom field تستمر كثافته فى الإزدياد مع الوقت وهذه النظرية تتوقع تسارع التمدد بشكل قوي جدًا لدرجة أنه سيؤدي إلي تحطّم الروابط التي تربط الذرات سويا، ممزقة الكون (فيما يُسمى بنظرية التمزق العظيم) بعد 20 مليار سنة من الآن.

يعتمد بناء فرضيتي القوة الخامسة والحقل الطيفي جزئيًا على البيانات التي تمّ جمعها عن طريق مسبار ويسكنسون الخاص بوكالة الفضاء ناسا (WMAP) ومركبة فضاء بلانك الخاصة بوكالة الفضاء الأوروبية واللذان اِستُخدِما لدراسة الإشعاع الحراري المسمي بالخلفية الميكروية الكونية (CMBR) والذي نتج عن الإنفجار العظيم، وهي الأشعة القديمة جدا التي بدأت تغمر الكون منذ 380 ألف عام بعد الإنفجار العظيم.

في الدراسة الجديدة قام سبايرس باسيليكوس ومساعده سولا من أكاديمية أثينا باليونان بتحليل نفس المشاهدات الخاصة يمركبة الفضاء ووجدوا أن دعمها قليل سواء لنظرية العنصر الخامس أو لفكرة الحقل الطيفي.

وقد قال سولا: «إن دراستنا النظرية توضح أن معادلة الحالة للطاقة المظلمة يمكن أن تحاكي حقل العنصر الخامس أو أيضا تحاكي الحقل الطيفي مع أنهما في الحقيقة ليسوا شيئا واحدا. ومن ثم، حين نرى التأثيرات التي اظهرتها المشاهدات، فإن ما نظنه هو أن ذلك سراب.»

واقترح الباحثان فكرة بديلة وهي أن الطاقة المظلمة تعد نوع من طاقة الفراغ الكمي الديناميكية، وهي شيء مختلف عن ثابت أينشتاين الكوني (Einstein’s cosmological constant) والذي يصف كثافة طاقة الفراغ الساكنة وهو وصف آخر لطبيعة الطاقة المظلمة.

وقد اعترفا بوجود بعض الإشكاليات في نظرية طاقة الفراغ الكمي ولكنهم يرونها فكرة واعدة.

وقد قال سولا: «على الرغم من ذلك فإن نظريتَي القوة الخامسة والحقل الطيفي تحتويان على إشكاليات أكثر، لذلك فإن الوصف المبني على الفراغ الكمي الديناميكي يعد انسب وأكثر بساطة.»