சூப்பர்நோவா பற்றிய புதிய ஆய்வு இருண்ட ஆற்றலின் இருப்பை நீக்குகிறது மற்றும் அண்டவியலில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும்

சூப்பர்நோவா என்று அழைக்கப்படும் தொலைதூர நட்சத்திரங்கள் வெடித்துச் சிதறும் ஒளியை 1998 இல் வானியலாளர்கள் பிரபஞ்சம் விரிவடையவில்லை – அதன் விரிவாக்கம் துரிதப்படுத்துகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தனர். ஆனால் இந்த முடுக்கம் என்ன?

இருண்ட ஆற்றல். இது நவீன இயற்பியலின் மிகவும் விவாதிக்கப்பட்ட மற்றும் புதிரான புதிர் துண்டுகளில் ஒன்றாகும் – ஆற்றல் ஒரு மர்மமான வடிவம் அனைத்து விண்வெளியையும் ஒரே மாதிரியாக ஊடுருவி இருப்பதாக நம்பப்படுகிறது. நவீன அண்டவியலின் தற்போதைய மிகவும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட மாதிரியில், இருண்ட ஆற்றல் என்பது பிரபஞ்சத்தின் விரைவான விரிவாக்கத்தை இயக்குகிறது.

ஆனால் இருண்ட ஆற்றலை உள்ளடக்கிய மற்றொரு விளக்கம் இருந்தால் என்ன செய்வது? சூப்பர்நோவா தரவுகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு சமீபத்திய ஆய்வு உண்மையில் மாற்று விளக்கம் இருக்கலாம் என்று கூறுகிறது, மேலும் இது “டைம்ஸ்கேப் மாதிரி” என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த கண்டுபிடிப்பு காஸ்மோஸ் பற்றிய நமது புரிதலை ஆழமாக சவால் செய்யக்கூடும். எனவே விஷயத்தை ஆழமாக ஆராய்வோம்.

இருண்ட ஆற்றல் என்றால் என்ன?

நவீன அண்டவியலின் முதுகெலும்பு மாதிரி லாம்ப்டா – குளிர் இருண்ட பொருள் (கோல்ட் டார்க் மேட்டர்-லாம்ப்டா, அல்லது லாம்ப்டா-சிடிஎம், ஆங்கிலத்தில் அதன் சுருக்கம்). இது ஒரு பிரபஞ்சத்தை விவரிக்கிறது, இதில் இருண்ட ஆற்றல் – Λ ஆல் குறிக்கப்படுகிறது, கிரேக்க எழுத்து லாம்ப்டா – இது பிரபஞ்சத்தின் விரைவான விரிவாக்கத்தை இயக்கும் பொறிமுறையாகும்.

இந்த மாதிரியின்படி, விண்மீன் திரள்கள் எதனுடனும் தொடர்பு கொள்ளாத கனமான துகள்களால் ஆன இருண்ட பொருளின் கண்ணுக்கு தெரியாத நெட்வொர்க்கின் விளைவின் கீழ் ஒன்றாக நடனமாடுகின்றன. இந்த குளிர் இருண்ட பொருளின் விளைவுகளை புவியீர்ப்பு மூலம் மட்டுமே கவனிக்க முடியும்.

லாம்ப்டா-சிடிஎம் மாதிரியின் படி, பிரபஞ்சத்தின் காலவரிசை.NASA/LAMBDA Archive/WMAP அறிவியல் குழு

பிரபஞ்சத்தின் மொத்த ஆற்றலில் கிட்டத்தட்ட 70% இருண்ட ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அதன் சரியான தன்மை இயற்பியலில் மிகப்பெரிய மர்மங்களில் ஒன்றாக உள்ளது.

இருண்ட ஆற்றலை வெற்றிட ஆற்றலுடன் இணைக்கலாம் என்று சில விளக்கங்கள் தெரிவிக்கின்றன, மற்ற ஆய்வுகள் அதை விண்வெளி முழுவதும் பரவியுள்ள புதிய, வளரும் ஆற்றல் புலமாக விவரிக்க முயற்சித்தன.

மேலும் பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தைக் கண்காணிக்கும் சர்வதேச DESI ஒத்துழைப்பின் சமீபத்திய ஆய்வு, காலப்போக்கில் இருண்ட ஆற்றல் பலவீனமடையக்கூடும் என்பதைக் குறிக்கிறது.

நமது தற்போதைய புவியீர்ப்புக் கோட்பாடு (ஐன்ஸ்டீனின் பொதுச் சார்பியல் கோட்பாடு) முழுமையடையாமல் இருக்கவும் வாய்ப்புள்ளது. அண்டவியல் அளவீடுகளில் ஈர்ப்பு தொடர்புகளை விவரிக்க ஒரு நீட்டிப்பு தேவைப்படலாம் – மில்லியன்கள் முதல் பில்லியன் கணக்கான ஒளி ஆண்டுகள் வரையிலான தூரங்கள்.

டைம்ஸ்கேப் மாடல் என்றால் என்ன?

பொருள் – இருண்ட பொருள், வாயு, விண்மீன் திரள்கள், நட்சத்திரக் கூட்டங்கள் மற்றும் சூப்பர் கிளஸ்டர்கள் – காஸ்மோஸ் முழுவதும் சமமாக பரவவில்லை.

ஆனால் லாம்ப்டா-சிடிஎம் மாதிரியைப் பொறுத்தவரை, பிரபஞ்சம் ஒரே மாதிரியானது மற்றும் ஐசோட்ரோபிக் என்று நாங்கள் கருதுகிறோம். இதன் பொருள் அண்ட அளவீடுகளில், பொருளின் விநியோகம் சீராகவும் சீராகவும் தோன்றும். மொத்தத்தின் பெரிய அளவு காரணமாக நாம் காணக்கூடிய எந்த கொத்துக்களும் இடைவெளிகளும் முக்கியமற்றதாகக் கருதப்படலாம்.

மறுபுறம், டைம்ஸ்கேப் மாதிரியானது பொருளின் சீரற்ற விநியோகத்தை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது. நமது சிக்கலான அண்ட வலை – விண்மீன் திரள்கள், கொத்துகள், இழைகள் மற்றும் பரந்த அண்ட வெற்றிடங்களால் ஆனது – பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தை நாம் எவ்வாறு விளக்குகிறோம் என்பதை நேரடியாகப் பாதிக்கிறது என்று அவர் பரிந்துரைக்கிறார்.

இது பிரபஞ்சம் ஒரே மாதிரியாக விரிவடையவில்லை என்று அர்த்தம்.

டைம்ஸ்கேப் மாதிரியின்படி, பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்க விகிதம் வெவ்வேறு பகுதிகளுக்கு இடையே அவை எவ்வளவு அடர்த்தியாக உள்ளன என்பதைப் பொறுத்து மாறுபடும்.

டைம்ஸ்கேப் மாதிரியின் முக்கிய அளவுரு “வெற்றுப் பின்னம்” ஆகும்: இது வெற்றிடங்களை விரிவாக்குவதன் மூலம் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட இடத்தின் விகிதத்தைக் கணக்கிடுகிறது.

அடர்த்தியான பகுதிகளை விட வெற்றிடங்கள் விரைவாக விரிவடையும் என்று புவியீர்ப்பு ஆணையிடுகிறது – அவற்றைத் தடுத்து நிறுத்துவதற்கு அவை குறைவான பொருளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இடத்தை சுதந்திரமாக நீட்டிக்க அனுமதிக்கிறது. இது லாம்ப்டா-சிடிஎம்மில் இருண்ட ஆற்றலுக்குக் காரணமான முடுக்கப்பட்ட விரிவாக்கத்தைப் பிரதிபலிக்கக்கூடிய சராசரி விளைவை உருவாக்குகிறது.

சுருக்கமாக, டைம்ஸ்கேப் மாதிரியானது, நமக்கு, பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கம் துரிதப்படுத்துவதாகத் தோன்றலாம். விரிவாக்கத்தின் வேகம் நீங்கள் பிரபஞ்சத்தில் இருக்கும் இடத்தைப் பொறுத்தது.

ஆய்வில் கண்டறிந்தது என்ன?

புதிய ஆய்வின் ஆசிரியர்கள் “Pantheon+ தரவுத்தொகுப்பு” எனப்படும் வகை Ia சூப்பர்நோவாக்களின் மிகப்பெரிய தொகுப்புகளில் ஒன்றை ஆய்வு செய்தனர். இந்த சூப்பர்நோவாக்கள் அண்டவியல் மாதிரிகளை சோதிக்க பயன்படுத்தப்படும் நம்பகமான தரநிலையாகும்.

குழு இரண்டு முக்கிய மாடல்களை ஒப்பிட்டது: நிலையான லாம்ப்டா-சிடிஎம் (எங்கள் “அடிப்படை” யுனிவர்ஸ் செய்முறை) மற்றும் டைம்ஸ்கேப் மாதிரி.

அருகிலுள்ள பிரகாசமான சூப்பர்நோவாக்களைக் கவனிக்கும் போது, ​​டைம்ஸ்கேப் மாதிரியானது எங்களின் நிலையான மாதிரியை விட விஷயங்களை சிறப்பாக விளக்கியது. இருப்பினும், இது புள்ளிவிவர ரீதியாக மட்டுமே இருந்தது, புள்ளிவிவர பகுப்பாய்வு “மிகவும் வலுவான” விருப்பத்தைக் காட்டுகிறது.

அவர்கள் அதிக தொலைதூர சூப்பர்நோவாக்களைப் பார்த்தபோதும், விஷயங்கள் மிகவும் சமமாக விநியோகிக்கப்பட வேண்டும், டைம்ஸ்கேப் வழக்கமான மாதிரியை விட சற்று சிறப்பாக இருந்தது.

முடிவு? டைம்ஸ்கேப் மாதிரியானது, பிரபஞ்சத்தின் வளர்ச்சியைப் பார்க்கும் விதத்தை அண்ட “கிளம்புகள் மற்றும் வெற்றிடங்கள்” எவ்வாறு மாற்றுகின்றன என்பதை மையமாகக் கொண்டது, நமது பிரபஞ்சத்தின் விரிவாக்கத்தின் உண்மையான தன்மையைக் கைப்பற்றுவதில் சிறப்பாக இருக்கலாம். அருகிலுள்ள பிரபஞ்சத்திற்கு இது குறிப்பாக உண்மையாக இருக்கும் – நமக்கு அருகில் நிறைய வெற்றிடங்கள் மற்றும் இழைகள் உள்ளன, அவை விரிவாக்கத்தை நாம் பார்க்கும் விதத்தைப் பாதிக்கும்.

அப்படியானால் ஆதாரம் எவ்வளவு வலிமையானது?

முக்கியமான எச்சரிக்கைகள் உள்ளன. விண்மீன் திரள்களின் சிறிய, சீரற்ற இயக்கங்கள் – சூப்பர்நோவாக்களின் அளவீடுகளை பாதிக்கக்கூடிய விசித்திரமான வேகங்களை பகுப்பாய்வு கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளவில்லை. ஒளிமயமான சூப்பர்நோவாக்களைக் கண்டறிவது எளிதாக இருப்பதால், அவை தரவுகளில் சேர்க்கப்படுவதற்கான வாய்ப்புகள் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​மால்ம்க்விஸ்ட் சார்புகளையும் அவை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளாது.

இந்த சாத்தியமான பிழை ஆதாரங்கள் உங்கள் முடிவுகளை தீவிரமாக பாதிக்கலாம். கூடுதலாக, ஆய்வு மிக சமீபத்திய DES5yr சூப்பர்நோவா தரவுத்தொகுப்பைப் பயன்படுத்தவில்லை. இது Pantheon+ ஐ விட அதன் தரவு சேகரிப்பில் மிகவும் சீரானது மற்றும் சீரானது, இது ஒப்பிடுவதற்கு மிகவும் நம்பகமானதாக இருக்கும்.

தற்போது லாம்ப்டா-சிடிஎம் மாதிரியை ஆதரிக்கும் சூப்பர்நோவாக்கள் தவிர மற்ற அம்சங்களும் உள்ளன, முக்கியமாக பேரியன் ஒலி அலைவுகள் மற்றும் ஈர்ப்பு லென்சிங். எதிர்கால வேலைகள் டைம்ஸ்கேப் மாதிரியில் அவற்றை ஒருங்கிணைக்க வேண்டும்.

ஆனால் இந்த புதிய ஆய்வின் மூலம், டைம்ஸ்கேப் மாதிரியானது Lambda-CDM க்கு ஒரு புதிரான மாற்றீட்டை வழங்குகிறது. இதன் முக்கிய அம்சம் என்னவென்றால், நமது பிரபஞ்சத்தின் முடுக்கம் என்பது பொருளின் சீரற்ற விநியோகத்தின் காரணமாக ஒரு மாயையாகும், பெரிய அண்ட வெற்றிடங்கள் அடர்த்தியான பகுதிகளை விட வேகமாக விரிவடைகின்றன.

உறுதிப்படுத்தப்பட்டால், இது அண்டவியலில் ஒரு புரட்சிகர முன்னுதாரண மாற்றத்தைக் குறிக்கும்.

Rossana Ruggeri ஆஸ்திரேலிய ஆராய்ச்சி கவுன்சிலின் (ARC) டிஸ்கவரி எர்லி கேரியர் ரிசர்ச்சர் விருது (DECRA) வழங்கப்பட்டது, இது “பிரபஞ்சத்தின் மிகப்பெரிய 3D வரைபடத்துடன் இருண்ட ஆற்றலை ஆய்வு செய்தல்” என்ற தலைப்பில் தனது சுயாதீன ஆராய்ச்சி திட்டத்தை ஆதரிக்கிறது.