يشير بحث جديد، إلى أنه بعد ما يقرب من 13.8 مليار سنة من التوسع المستمر، يمكن للكون أن يتوقف قريبا عن التمدد، ثم يبدأ ببطء في الانكماش.

في الورقة الجديدة التي نشرت في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، حاول ثلاثة علماء تصميم نموذج لطبيعة الطاقة المظلمة - وهي قوة غامضة يبدو أنها تتسبب في توسع الكون بشكل أسرع - بناءً على الملاحظات السابقة للتوسع الكوني.

وفي هذا النموذج، الطاقة المظلمة ليست قوة ثابتة للطبيعة، ولكنها كيان يسمى الجوهر، والذي يمكن أن يتحلل بمرور الوقت.

 

وجد الباحثون أنه على الرغم من تسارع توسع الكون لمليارات السنين، إلا أن القوة الطاردة للطاقة المظلمة قد تضعف. وفقا لنموذجهم، يمكن أن ينتهي تسارع الكون بسرعة خلال الـ 65 مليون سنة القادمة ثم في غضون 100 مليون سنة، يمكن أن يتوقف الكون تماما، وبدلاً من ذلك يمكن أن يدخل حقبة من الانكماش البطيء الذي ينهي مليارات السنين من الآن مع موت - أو ربما إعادة ميلاد - الزمان والمكان.

ويمكن أن يحدث كل هذا بسرعة "ملحوظة"، كما قال المؤلف المشارك في الدراسة بول شتاينهاردت، مدير مركز برينستون للعلوم النظرية في جامعة برينستون في نيو جيرسي.

وتابع شتاينهاردت لموقع "Live Science": "بالعودة بالزمن إلى 65 مليون سنة، حدث ذلك عندما ضرب كويكب Chicxulub الأرض وقضى على الديناصورات"، مؤكدا: "على نطاق كوني، 65 مليون سنة قصيرة بشكل ملحوظ".

ويقول غاري هينشون، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كولومبيا البريطانية والذي لم يشارك في الدراسة، إنه "لا شيء حول هذه النظرية مثير للجدل أو غير معقول".

ومع ذلك، ولأن النموذج يعتمد على الملاحظات السابقة للتوسع وحده - ولأن الطبيعة الحالية للطاقة المظلمة في الكون هي لغز كبير - فإن التنبؤات الواردة في هذه الورقة يستحيل اختبارها حاليا، وفي الوقت الحالي لا يمكن إلا أن تظل نظريات.

ومنذ التسعينيات، أدرك العلماء أن توسع الكون يتسارع؛ تتسع المسافة بين المجرات بشكل أسرع الآن مما كانت عليه قبل مليارات السنين.



وأطلق العلماء على المصدر الغامض لهذا التسارع الطاقة المظلمة - كيان غير مرئي يبدو أنه يعمل عكس الجاذبية، ويدفع الأجسام الضخمة في الكون بعيدا عن بعضها البعض بدلا من تجميعها معا.



على الرغم من أن الطاقة المظلمة تشكل ما يقرب من 70٪ من إجمالي طاقة الكون، إلا أن خصائصها تظل لغزا كليا.



نظرية شائعة، قدمها ألبرت أينشتاين، وهي أن الطاقة المظلمة هي ثابت كوني - شكل ثابت من الطاقة منسوج في نسيج الزمكان، وإذا كان الأمر كذلك، والقوة التي تمارسها الطاقة المظلمة لا يمكن أن تتغير أبدًا، فيجب أن يستمر الكون في التوسع (والتسارع) إلى الأبد.

ومع ذلك، تشير نظرية منافسة إلى أن الطاقة المظلمة لا تحتاج إلى أن تكون ثابتة لكي تتناسب مع ملاحظات التوسع الكوني السابق، وقد تكون الطاقة المظلمة شيئا يسمى الجوهر - وهو مجال ديناميكي يتغير بمرور الوقت.

ومنذ حوالي خمسة مليارات سنة، أصبح الجوهر المكون المهيمن وتسبب تأثير تنافر الجاذبية في تسارع توسع الكون.

موت الطاقة المظلمة

في دراستهم، شتاينهارت وزملاؤه، آنا إيجاس من جامعة نيويورك وكوزمين أندريه من برينستون، كيف يمكن أن تتغير خصائص الجوهر على مدى عدة مليارات من السنين القادمة.



للقيام بذلك، ابتكر الفريق نموذجًا فيزيائيًا للجوهر، يُظهر قوته الطاردة والجذابة بمرور الوقت، ليتناسب مع الملاحظات السابقة لتوسع الكون. بمجرد أن تمكن نموذج الفريق من إعادة إنتاج تاريخ توسع الكون بشكل موثوق، قاموا بتوسيع توقعاتهم في المستقبل.



قال هينشون: "لدهشتهم، يمكن أن تتحلل الطاقة المظلمة في نموذجهم مع مرور الوقت.. يمكن أن تضعف قوتها. وإذا فعلت ذلك بطريقة معينة، فإن الخاصية المضادة للجاذبية للطاقة المظلمة في النهاية تختفي وتتحول مرة أخرى إلى شيء يشبه المادة العادية".

وفقا لنموذج الفريق، يمكن أن تكون القوة الطاردة للطاقة المظلمة في خضم تدهور سريع قد بدأ منذ مليارات السنين.

في هذا السيناريو، فإن التوسع المتسارع للكون يتباطأ بالفعل اليوم. قريبا، ربما في غضون 65 مليون سنة، يمكن أن يتوقف هذا التسارع تماما - ثم في غضون 100 مليون سنة من الآن، يمكن أن تصبح الطاقة المظلمة جذابة، مما يتسبب في بدء الكون بأكمله في الانكماش.



بعبارة أخرى، بعد ما يقرب من 14 مليار سنة من النمو، يمكن أن يبدأ الفضاء في الانكماش.



قال شتاينهاردت: "سيكون هذا نوعا خاصا جدا من الانكماش نسميه الانكماش البطيء.. بدلا من التوسع، يتقلص الفضاء ببطء شديد جدا".



في البداية، سيكون تقلص الكون بطيئا جدا لدرجة أن أي إنسان افتراضي لا يزال على قيد الحياة على الأرض لن يلاحظ أي تغيير، على حد قول شتاينهاردت.

وفقا لنموذج الفريق، سيستغرق الكون بضعة مليارات من السنين من الانكماش البطيء حتى يصل إلى نصف حجمه اليوم.