اهمیت نواحی پوچ فضا در درک انبساط جهان

به گزارش ایسنا، یافته‌های اخیرا دانشمندان نشان می‌دهد بررسی نواحی پوچ فضا می‌تواند به آنها کمک زیادی درباره درک انبساط جهان کند. در اخترشناسی، نواحی پوچ(Void) به فضاهای خالی گسترده میان رشته‌های کهکشانی گفته می‌شود که شامل هیچ یا تعداد بسیار کمی کهکشان هستند. نواحی پوچ نخستین بار در سال 1978 در خلال مطالعه‌ای که توسط "استیفن گرگور"(Stephen Gregory) و "لیرد ای. تامسون"(Laird A. Thompson) در "رصدخانه ملی کیت پیک"(Kitt Peak National Observatory) انجام می‌شد، کشف شدند.

فضا ممکن است همانند یک دسته گل خالی باشد اما در واقع بر خلاف اسمش خالی نیست و اجرام زیادی از قبیل ستاره‌ها، سیاه چاله‌ها، ذرات سیارات قدیمی و گازها در آنجا وجود دارند. دانشمندان همچنین بر این باورند که بررسی نواحی پوچ فضا ممکن است به آنها در درک انبساط جهان کمک کند.

محققان از روشی تازه توسعه یافته برای اندازه گیری میزان عبور نور از این نواحی پوچ به طور خاص برای اندازه گیری اثر دوپلر روی نواحی پوچ استفاده کردند. اندازه گیری اثرات دوپلر یا تغییر در شکل نحوه عبور نور از این نواحی، می‌تواند به دانشمندان در درک خواص انرژی و ماده تاریک کمک کند. اثر دوپلر(Doppler effect) در فیزیک امواج می‌گوید که بسامد یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرنده آن تغییر می‌کند. این پدیده را "کریستیان یوهان دوپلر" فیزیکدان اتریشی در مقاله‌ای در سال 1842 بیان کرد. اثر دوپلر در همه امواج مانند امواج صوتی و امواج الکترومغناطیسی(نور) دیده می‌شود.

ماده تاریک(Dark Matter) نوعی از ماده است که فرضیه وجود آن در اخترشناسی و کیهان‌شناسی ارائه شده‌ است تا پدیده‌هائی را توضیح دهد که به نظر می‌رسد ناشی از وجود میزان خاصی از جرم باشند که از جرم موجود مشاهده‌ شده در جهان بیشتر است.

در کیهان‌شناسی، انرژی تاریک نوع ناشناخته‌ای از انرژی است که همهٔ فضا را به صورت فرضی در بر می‌گیرد و سرعت انبساط جهان را می‌افزاید.

 در حالی که به نظر می‌رسد بخش اعظم جهان از "هیچ چیز"(nothing) تشکیل شده است، تخمین زده می‌شود که تقریبا 95 درصد از کل جرم و انرژی موجود در جهان هنوز کشف نشده است. این توده گمشده به عنوان ماده تاریک شناخته می‌شود و انرژی از دست رفته آن نیز به عنوان انرژی تاریک شناخته می‌شود. تصور می‌شود که توده تاریک و انرژی تاریک نقش عمده‌ای را در کنار هم نگه داشتن ماده، اتصال کهکشان‌ها و تسریع در انبساط جهان دارند.

 اگر یک بادکنک خالی از باد را فرض کنیم و روی آن نقاطی را رسم کرده و سپس بادکنک را باد کنیم مشاهده می‌کنیم که هرچه حجم بادکنک بیشتر شود، فاصله نقاط از یکدیگر افزایش می‌یابد. این مفهومِ جهان در حال انبساط است. انبساط جهان به معنی افزایش فاصلهٔ متریک بین اجسام جهان با گذشت زمان است. این انبساط درونی است، یعنی به فاصلهٔ نسبی بین اجزای جهان برمی‌گردد و به معنی حرکت اجسام به سمت فضای بیرون نیست. انبساط جهان از ویژگی‌های مهم کیهان‌شناسی مهبانگ است.

محققان "دانشگاه پورتسموث"(University of Portsmouth) طی این مطالعه از طیف سنج "Baryon Oscillation Survey یا BOSS" برای اندازه‌گیری مقیاس جهان استفاده کردند.

دکتر "سشادری ناداتور"(Seshadri Nadathur) نویسنده اصلی این مطالعه از موسسه کیهان شناسی و گرانش دانشگاه پورتسموث، اظهار داشت: این اندازه‌گیری به طور چشمگیری بهترین نتایج قبلی به دست آمده از BOSS را به روزرسانی می‌کند - دقت، معادل گرفتن اطلاعات از یک بررسی فرضی چهار برابر بزرگتر از BOSS، کاملا رایگان است. این موضوع واقعاً به درک خواص انرژی تاریک کمک می کند.

محققان در هنگام مطالعه نواحی پوچی موجود در این بررسی، تمام اشکال و ترازهای آنها را برای تعیین یک شکل از ناحیه پوچ فهرست بندی کردند. آنها سپس تغییرات در واحی پوچ را در مقایسه با میانگین تعیین شده اندازه گیری کردند تا درک جدیدی درباره ساختار و گسترش جهان ما جمع آوری کنند. این رویکرد تجربی جدید برای درک و مشاهده جهان ما در مقایسه با روش قدیمی BAO یا "نوسان صوتی باریون" یک پیشرفت قابل توجه است.

البته قابل ذکر است که محققان دانشگاه پورتسموث کار ارزیابی خود را تاکنون به اتمام نرسانده اند و هنوز در تلاشند تا آن را کامل کنند.

به طور کلی، این اکتشافات جدید و روش‌های تحلیلی که برای مطالعه انبساط جهان استفاده می‌شود، به دانشمندان کمک می‌کند تا سریع‌تر اطلاعات کلیدی در مورد جهان را بدست آورند. دفعه بعدی که به فضا نگاه می‌کنید، به یاد داشته باشید که نواحی پوچ ممکن است مهمترین قسمت‌های فضا باشند.

یافته‌های این مطالعه در مجله "Physics Review D" منتشر شد.