انرژی تاریک در فضا چیست ؟

مفاهیم مرموز علمیء می­‌شود که کلمه­ “تاریک” در آنها وجود دارد، توجه همگان به ماده­ تاریک جلب می­ شود. بطور کلی انرژی تاریک ۶۸.۳ درصد، ماده­ تاریک ۲۶.۸ درصد و ماده معمولی ۴.۹ درصد از اجزای کیهان را تشکیل می­‌دهند. در واقع اخترشناسان به ماده­ تاریک اهمیت بیشتری نسبت به انرژی تاریک می دهند.

ماده­ تاریک معطوف کرده‌اند. دلیلش، این است که به احتمال زیاد انرژی تاریک، جزئی از فضا بوده و احتمالا از کف کوانتومی تشکیل شده است که ذرات غیرحقیقی آن دائما به وجود آمده و از بین می­‌روند. همانطور که اینشتین به ما یادآوری کرد، انرژی ساطع­ شده از این ذرات که مختصرا در فضا ظاهر می­ شوند، جرم دارد.

زمانی که اخترشناسان در تلاش برای اندازه‌گیری چگالی انرژی تاریک بودند، به عدد تقریبی ۹-۱۰ ژول/متر۳ دست یافتند. عدد فوق بسیار کوچک بوده اما تاثیرگذار است. اگرچه این مقدار که به ثابت کیهانی معروف است، اصلا به آن مقداری که توسط نظریه میدان­‌های کوانتومی پیش‌­بینی شده، نزدیک نیست. همانطور که در بخش مقدمه­ کتاب “نسبیت عام” اشاره شده است:

نیل دگراس تایسونِ اخترشناس در کتاب جدید خود،”اخترفیزیک برای افراد بی قرار” می گوید: «بله ما سر نخی نداریم اما حرف­‌هایی برای گفتن داریم. انرژی تاریک سرگردان نبوده و هیچ نظریه‌­ای برای توضیح آن وجود ندارد. انرژی تاریک درون یکی از امن‌­ترین مکان‌هایی که ما می­‌شناسیم زندگی می­ کند: معادله­ نسبیت عام اینشتین.» چگالی انرژی رصد شده در فضای خلا به خوبی با مدل استاندارد کیهان­‌شناسی “بیگ­ بنگ” مطابقت دارد؛ این مدل تابش پس زمینه کیهانی، فراوانی عناصر اساسی و شتاب ِ انبساط کیهان، را توجیح می­ کند. نسبیت عام، یکی از موفق­‌ترین نظریات تاریخ، در بطن این مدل قرار دارد. بنابراین می­‌توان گفت در نبرد میان انرژی تاریک و مکانیک کوانتوم، انرژی تاریک حرف­‌های بیشتری برای گفتن دارد.»

“در ساده­ ترین محاسبات نیز باید انرژی نقطه صفر مکانیک کوانتومی تمام میدان­‌های شناخته­ شده در طبیعت جمع شود که حاصل آن عددی ۱۲۰ مرتبه (۱۰۱۲۰) بیشتر از حد بالای تعیین ­شده توسط مشاهدات کیهانی می­‌‎باشد. شاید بتوان گفت این مسئله بدترین پیش ­بینی نظری در تاریخ علم فیزیک می­‌باشد! کسی نمی­داند چگونه می‌توان آن را درک کرد. قاعدتا باید مکانیزم‌­های فیزیکی وجود داشته باشد تا باعث کوچک­ شدن ثابت کیهانی شده باشند.» شاید هم درک فیزیک کوانتوم از میدان­‌ها و سراسر کیهان از پایه مشکل دارد! گرچه احتمال صحت­ داشتن این مسئله بسیار پایین است و شواهد مشاهداتی بسیاری این مسئله را رد می‌­کنند. فیزیکدانان کوانتومی کمی در تنگنا قرار دارند. پیشرفت در محاسبات باعث کاهش چشمگیر این خلا می­‌شوند اما بهترین نظریات مکانیک کوانتومی ما، تاثیر انرژی تاریک را بالغ بر ۱۰۶۰ مرتبه بیشتر می‌­باشد.