در هفتههای اخیر مقالهای جدید در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society سروصدای زیادی به پا کرده است: پژوهشی که مدعی است دادههای مربوط به ابرنواخترهای نوع Ia — ابزار کلیدی کیهانشناسان برای سنجش فاصلهها — ممکن است ما را به اشتباه انداخته باشند و در نتیجه شواهدی که از «شتابگیری» انبساط جهان برداشت میکردیم، قابل بازبینی است.
یک بازنگری جسورانه در دلِ استانداردِ کیهانشناسی
برای نزدیک به سه دهه، ابرنواخترهای نوع Ia بهعنوان «شمعهای استاندارد» شناخته شدهاند: انفجار سفیدچالههایی که در سامانههای دوتایی رخ میدهند و فرض میشود روشنایی ذاتی مشابهی دارند. با مقایسه روشنایی ظاهری و روشنایی ذاتیِ فرضی، میتوان فاصله را اندازه گرفت و از نرخ انبساط کیهان سر درآورد. در اواخر قرن بیستم، همین مشاهدات منجر به نتیجهگیریای شد که انبساط جهان شتاب میگیرد و برای توضیح آن نیرویی نامرئی بهنام «انرژی تاریک» پیشنهاد شد.
مبحث جدید: سنِ ستارهها همهچیز را تغییر میدهد
تیم به سرپرستی یونگ-ووک لی از دانشگاه یونسی در کره جنوبی استدلال میکنند که یک عامل ساده اما حیاتی در اندازهگیریها کمتر مورد توجه قرار گرفته: سنِ ستارههای سازندهٔ ابرنواختر. آنها با بررسی نمونهای شامل حدود 300 کهکشان نشان میدهند که تفاوت در سنِ پروسۀ تکامل ستارهها میتواند روشنایی ظاهری ابرنواخترهای نوع Ia را تغییر دهد و بنابراین آنچه تا امروز بهعنوان «کمنورتر شدن بهخاطر دوری» تفسیر میشد، ممکن است تا حدی ناشی از تأثیرات فیزیک ستارهای باشد — نه صرفاً افزایش فاصله.
روششناسی و نتایج کلیدی
- تیم پژوهشی مدلهای نورانیت ابرنواخترها را با توجه به سن جمعیت ستارهای در کهکشانهای میزبان بازبینی کردند.
- نتیجه: هنگامی که تأثیر سن ستارهها محاسبه میشود، شاخصهای مشاهدهای که قبلاً بهعنوان شاهدی بر شتابِ انبساط برداشته میشد، تضعیف میشوند.
- پیام پژوهش این است که انبساط جهان ممکن است در حدود 1.5 میلیارد سال پیش وارد فازی از کندشدن شده باشد و حتی احتمال بازگشت کامل و شکلگیری «انفجار بزرگ معکوس» (Big Crunch) در سناریوی آینده مطرح میشود.
این ادعاها بلافاصله با بازخوردهای محتاطانه و انتقادی مواجه شد. آدام ریس، فیزیکدانی که به خاطر همین نوع اندازهگیری برنده جایزه نوبل شد، در گفتوگو با رسانهها یادآور شد که تعیین «سن» دقیق سیستمهای منجر به ابرنواختر نوع Ia کار آسانی نیست و هنوز بسیاری از جنبههای تحول این سیستمها ناشناخته باقی مانده است. او عملاً گفت که پایهٔ نظریِ جدید تا حدی ضعیف است، زیرا عدم قطعیت در چگونگی شکلگیری و رشدِ این ستارهها بالاست.
کالِروس فرنک، کیهانشناس دانشگاه دورهام، پژوهش را «تهییجکننده» و در عین حال احتمالاً اشتباه توصیف کرد؛ بهگفتهٔ او این مقاله شواهد جذابی ارائه داده اما نتایج قابل رد هم هستند و نیاز به بررسیهای بیشتر دارند.
اگر تحلیلهای لی و همکارانش تأیید شود، پیامدها عمیق خواهد بود: مفهوم انرژی تاریک بهشکل کنونیاش باید بازنویسی شود، و بسیاری از مدلهای ساختار و تکامل کیهان نیاز به اصلاحات بنیادین خواهند داشت. این تغییر پارادایم، نه فقط در نظریه، که در پیشبینی سرنوشت بلندمدت جهان — از جمله احتمالِ پایانِ جهان — تاثیر خواهد گذاشت.
آینده: نقش رصدخانه وربا سی روبین
خبر خوب این است که در چند سال آینده دادههای بسیار بیشتری در دسترس قرار میگیرد. رصدخانه وربا سی روبین در شیلی (Vera C. Rubin Observatory) قرار است دهها هزار ابرنواختر نوع Ia را شناسایی کند. چول چونگ، همنویسندهٔ مقاله، گفته است که با بیش از 20,000 کهکشان میزبان جدید و اندازهگیریهای دقیقتر سن، میتوان آزمونی قاطع و آماری برای اعتبار یا ردِ این ادعاها انجام داد.
تحلیل فنی: چالشهای تعیین سن ابرنواخترها
مشکل اصلی فنی این است که «سن» مؤلفههای مختلف در یک کهکشان — مانند مجموعهای از ستارههای جوان و پیر — میتواند نور کلی را تحت تأثیر قرار دهد. جداکردن اثرات پیری ستارهها از اثرات مربوط به فاصله نیاز به طیفسنجی دقیق و مدلسازی پیشرفته دارد. همچنین سازوکاری که در آن یک سفیدچاله به آستانه انفجار میرسد (انتقال جرم از همدم یا ادغام دوتایی) به پارامترهای فیزیکی وابسته است که هنوز کاملاً شناختهشده نیستند.
در انتظار دادههای جدید، بحثها و تحلیلهای بیشتر در مجلات و کنفرانسها ادامه خواهد یافت. آیا ما به دورهٔ تازهای از فهم دربارهٔ نیروهای بنیادین کیهان وارد میشویم؟ یا اینکه این ادعاها در برابر بار سنگین شواهدِ جمعآوریشده تضعیف خواهند شد؟ پاسخ در دادههای آینده نهفته است.