جهان احتمالا با ذراتی پر شده که سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند

آیا ممکن است کیهان تحت غلبه‌ی ذراتی قرار داشته باشد که سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند؟ دو فیزیکدان کشف کرده‌اند که این مدل از جهان به شکل شگفت‌انگیزی با مشاهدات سازگار است.

فیزیکدان‌ها در پژوهشی جدید که هنوز داوری نشده است، نشان دادند که جهان ما تحت تسلط ذراتی فرضی به نام تاکیون‌ها قرار دارد که سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند. بااین‌حال، تاکیون‌ها تقریبا به‌طور قطع وجود ندارند؛ زیرا حرکت سریع‌تر از نور هر آنچه را که درباره‌ی جریان علت و معلولی از گذشته تا آینده می‌دانیم، نقض می‌کند؛ اما این ذره‌های فرضی هنوز برای فیزیک‌دان‌ها جذابیت دارند، زیرا احتمال کمی وجود دارد که حتی پذیرفته‌شده‌ترین تصورات ما مانند علیت اشتباه باشند.

به باور پژوهشگرها تاکیون‌ها می‌توانند هویت واقعی ماده تاریک باشند. ماده تاریک شکل اسرارآمیزی از ماده است که بیشترین بخش از جرم کهکشان‌های جهان را تشکیل می‌دهد و نسبت آن به ماده‌ی عادی ۵ به ۱ است. ستاره‌شناس‌ها و فیزیکدان‌ها در حال حاضر از ماهیت ماده تاریک چیزی نمی‌دانند، بنابراین باید تمام فرضیه‌های احتمالی را در نظر بگیرند؛ زیرا گاهی یک ایده‌ی بسیار دور از واقعیت می‌تواند صحیح باشد یا حتی اگر اشتباه باشد می‌تواند به درک بهتر مسیر کمک کند.

بر اساس محاسبات پژوهشگرها، جهان در حال انبساط مملو از تاکیون‌ها می‌تواند در ابتدا به کندشدن انبساط و سپس افزایش سرعت انبساط منجر شود. جهان ما در حال حاضر در مرحله‌ی افزایش سرعت انبساط قرار دارد که حاصل پدیده‌ای موسوم به انرژی تاریک است، بنابراین مدل کیهانی تاکیون می‌تواند انرژی و ماده تاریک را همزمان توضیح دهد.

فیزیکدان‌ها برای آزمایش فرضیه‌‌شان مدل خود را روی رصدهای ابرنواخترهای نوع Ia اعمال کردند. این ابرنواخترها نوعی انفجار ستاره‌ای هستند که به کیهان‌شناسان امکان بررسی رابطه‌ی بین فاصله و سرعت انبساط جهان را می‌دهند. ستاره‌شناس‌ها از طریق این نوع ابرنواختر در اواخر دهه‌ی ۱۹۹۰ میلادی متوجه شدند سرعت انبساط جهان در حال افزایش است.

فیزیک‌دان‌ها دریافتند که مدل کیهانی تاکیون به اندازه‌ی مدل کیهانی استاندارد ماده و انرژی تاریک در توضیح داده‌های ابرنواختر عملکرد خوبی دارد. این یافته با توجه به غیرمعمول بودن این فرضیه یک شگفتی به شمار می‌رود.

با این‌حال، این تازه ابتدای راه است. ما اکنون به مجموعه‌ای غنی از داده‌ها درباره‌ی جهان در مقیاس بزرگ، تابش پس‌زمینه کیهانی (پرتوهای باقی‌مانده از بیگ‌بنگ) و آرایش کهکشان‌ها در بزرگ‌ترین مقیاس‌ها دسترسی داریم. گام بعدی ادامه‌ی آزمایش فرضیه در برابر رصدهای بیشتر است.

البته با توجه به ماهیت غیرمحتمل تاکیون‌ها بعید است مدل کیهانی تاکیون بتواند آزمایش‌های تجربی سخت‌گیرانه را پشت سر بگذارد؛ اما ادامه‌ی مسیرهای جدید و حتی غیرعادی در کیهان‌شناسی حائز اهمیت است، چرا که ما هرگز نمی‌دانیم ممکن است در این راه به چه کشف شگفت‌انگیزی برسیم.

دانشمندان از ۵۰ سال پیش در جستجوی ماده‌ تاریک بوده‌اند و ۲۵ سال است که تلاش می‌کنند به ماهیت انرژی تاریک پی ببرند. اما هیچ‌کدام از این تلاش‌ها نتیجه‌ی جامعی به دنبال نداشته است. راه‌حل این معماها ممکن است از مسیرهای غیرمنتظره به دست بیاید.

یافته‌های پژوهش ماه مارس در پایگاه پیش‌انتشار آرکایو منتشر شد.