نزدیک به 3000 ستاره در حال انفجار درک ما از جهان را به چالش می کشند

بزرگترین مجموعه ستاره های کوتوله سفید در حال انفجار که تاکنون گردآوری شده است، شواهد تازه ای ارائه می دهد که انرژی تاریک، نیروی اسرارآمیز مسئول انبساط شتابان کیهان، ممکن است در طول زمان تغییر کند. این یافته ها یک فرض اصلی کیهان شناسی مدرن را به چالش می کشد و می تواند به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از چگونگی تکامل کیهان داشته باشند.

یک تیم تحقیقاتی بین المللی به سرپرستی دانشمندان دانشکده ریاضی و فیزیک دانشگاه کوئینزلند، مشاهدات 2884 ابرنواختر نوع Ia را گرد هم آورد. این انفجارهای ستاره ای قدرتمند به عنوان ابزار مهمی برای اندازه گیری فواصل در سراسر جهان عمل می کنند و به اخترشناسان اجازه می دهد تا تاریخچه انبساط آن را ردیابی کنند.

رایان کامیلری، کاندیدای دکترا، گفت که این پروژه استاندارد بین‌المللی جدیدی را برای کیهان‌شناسی ابرنواختر ایجاد می‌کند. محققان با آوردن چندین دهه اندازه گیری در یک مجموعه داده یکپارچه، دقیق ترین تصویر خود را از چگونگی تغییر انبساط کیهانی در طول زمان ایجاد کرده اند.

آقای کامیلری گفت: «ما 3 دهه مشاهدات نجومی را در یک چارچوب منسجم و منسجم بازسازی کردیم.

ما داده‌های خود را با سایر اندازه‌گیری‌های کیهانی از جمله نور باقی‌مانده از انفجار بزرگ و نقشه‌هایی از نحوه توزیع کهکشان‌ها در فضا ترکیب کردیم.

به جای تایید مدل استاندارد کیهان شناسی که انرژی تاریک را ثابت و بدون تغییر فرض می کند، شواهد بیشتری داریم که انرژی تاریک ممکن است در طول زمان تغییر کند.

مجموعه جدید اندازه گیری های تاریخی ابرنواختر و یافته های بررسی انرژی تاریک (DES) منتشر شده در سال 2024 را گرد هم می آورد.

برای اینکه مشاهدات جمع آوری شده در دوره های مختلف به طور مستقیم قابل مقایسه باشند، دانشمندان با استفاده از روش های تحلیلی به روز شده، داده های قدیمی تر را مورد بازبینی قرار دادند. پیشرفت‌ها در درک رفتار ابرنواختر به تیم اجازه داد تا ثبات و دقت اندازه‌گیری‌های جمع‌آوری‌شده در طول دهه‌ها را بهبود بخشد.

آقای کامیلیری گفت: «در طول سال‌ها، ما چیزهای بیشتری در مورد نحوه رفتار ابرنواخترها یاد گرفتیم، بنابراین توانستیم به عقب برگردیم و این درک بهتر را در داده‌های قدیمی‌تر اعمال کنیم.

محققان همچنین مجبور بودند تفاوت‌های بین تلسکوپ‌های مورد استفاده برای جمع‌آوری مشاهدات را در نظر بگیرند. عوامل دیگر، از جمله غبار کیهانی و توده‌های کهکشان‌ها، می‌توانند بر نور دریافتی ستاره‌شناسان از ابرنواخترهای دور تأثیر بگذارند و بنابراین بر اندازه‌گیری فاصله تأثیر می‌گذارند.

کار گسترده‌ای برای پیوند رصدهای تلسکوپ‌های مختلف با ظرفیت‌های مختلف و در نظر گرفتن مسائلی مانند غبار کیهانی و جرم کهکشان‌ها انجام شده است که می‌تواند بر نور ناشی از یک ابرنواختر تأثیر بگذارد.

ما همچنین جلوه‌های ظریف‌تری مانند عدسی‌های گرانشی را که خم شدن و بزرگ‌نمایی نور در اطراف اجرام بزرگ در حین حرکت از یک ابرنواختر به زمین است، وارد کردیم.»

پروفسور تامارا دیویس، اخترفیزیکدان، گفت که مجموعه داده های توسعه یافته نشان دهنده پیشرفت مهمی در تلاش برای درک ماهیت انرژی تاریک است.

تحت مدل استاندارد کیهان شناسی، انرژی تاریک به عنوان یک ویژگی ثابت کیهان در نظر گرفته می شود. با این حال، مشاهدات اخیر سؤالاتی را در مورد اینکه آیا این فرض به طور کامل چگونگی تکامل کیهانی را توضیح می دهد ایجاد کرده است.

پروفسور دیویس گفت: "داده های ابرنواختر ما از DES در سال 2024 برای اولین بار نشانه هایی را نشان داد که انرژی تاریک ممکن است در زمان تغییر کند، و این مجموعه جدید نیز انحراف از مدل استاندارد را مشاهده می کند، هرچند در جهت کمی متفاوت است."

این یافته ها به ویژه جالب هستند زیرا یک پروژه نجومی جداگانه نیز شواهدی را ارائه کرده است که نشان می دهد انرژی تاریک ممکن است ثابت بماند.

نتایج مشابهی از ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI) در بررسی‌های خود از امواج صوتی باقی‌مانده از کیهان اولیه، نشانه‌هایی از تغییرات انرژی تاریک را یافت.

بنابراین، 2 اندازه گیری کاملا مستقل نشانه هایی از تغییرات زمانی در انرژی تاریک پیدا کرده اند که مدل استاندارد را که انرژی تاریک تغییر نمی کند به چالش می کشد.

اگرچه اندازه‌گیری‌های مختلف دقیقا به انحراف یکسان از مدل استاندارد اشاره نمی‌کنند، اما دلایل بیشتری برای بررسی اینکه آیا انرژی تاریک با افزایش سن جهان تغییر می‌کند یا خیر ارائه می‌کنند.

درک انرژی تاریک می تواند پیامدهایی فراتر از گسترش کیهان داشته باشد. محققان بر این باورند که یادگیری بیشتر در مورد رفتار آن ممکن است بینش هایی را در مورد یکی از بزرگترین مشکلات حل نشده در فیزیک نظری ارائه دهد: آشتی دادن گرانش با فیزیک کوانتومی.

همه این تحقیقات همچنین ممکن است سرنخی برای توضیح چگونگی تناسب گرانش و فیزیک کوانتومی با هم داشته باشند.

ما می دانیم که این 2 نظریه هرکدام در قلمرو خود بسیار موفق هستند، بنابراین اگر بتوانیم نحوه کنار هم قرار دادن آنها را بیابیم، گام بزرگی در فیزیک نظری خواهد بود.

محققان قصد دارند با در دسترس قرار گرفتن مشاهدات اضافی، مجموعه داده را گسترش دهند. یکی از منابع مهم، برنامه ابرنواختر تمام آسمان بستر انرژی تاریک (DEBASS) خواهد بود که صدها ابرنواختر را در فواصل نزدیک‌تر به زمین نسبت به آنچه توسط DES بررسی شده است، شناسایی می‌کند.

ترکیب این انفجارهای نزدیک اندازه گیری های بیشتری را ارائه می دهد که دانشمندان می توانند برای بررسی انبساط کیهان و آزمایش اینکه آیا انرژی تاریک واقعا در طول زمان تغییر می کند یا خیر، استفاده کنند.

یافته‌های کیهان‌شناسی در arXiv در اینجا موجود است، در حالی که اندازه‌گیری‌های توده‌های کهکشان میزبان را می‌توان در arXiv در اینجا یافت.

نتایج جدید بر اساس دهه ها کار صدها ستاره شناس و محقق در سراسر جهان است. پروژه های مشارکت کننده شامل بررسی انرژی تاریک، بررسی بنیاد ابرنواختر، پان استارز I، بررسی آسمان دیجیتال اسلون، بررسی میراث ابرنواختر، پروژه ابرنواختر کارنگی، و بررسی ابرنواختر مرکز اخترفیزیک است.

مواد ارائه شده توسط دانشگاه کوئینزلند. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.

دانشمندان کشف کردند که یک منبع پروتئینی رایج، التهاب روده را بسیار بدتر می کند

دانشمندان یک پوشش جدید قابل توجه برای نیروگاه های سلول های ما ایجاد کردند

فوران آتشفشانی عظیم 7300 سال پیش ژاپن را ویران کرد - اما بازماندگان راهی برای رشد یافتند

مطالعه نشان می دهد قطب شمال می تواند یخ دریا را بسیار بیشتر از پیش بینی دانشمندان از دست بدهد