تلسکوپ فضایی جدید جهت آزمودن نظریه‌ نسبیت عام

به نقل از انجمن فیزیک ایران، آژانس فضایی اروپا قصد دارد در سال ۲۰۲۱ به کمک تلسکوپ فضایی اقلیدس، از میلیاردها کهکشان دوردست تصویربرداری کند. این تصاویر می‌تواند منجر به درکی جدید از نحوۀ عملکرد گرانش در اعماق فضا گردند. باور عمومی بر این است که در حال حاضر نظریه‌ نسبیت عام، بهترین روش توصیف گرانش است. این نظریه با داده‌های تجربی در منظومه‌ شمسی و کهکشان‌های نزدیک سازگار است اما در مقیاس‌های بزرگ، کمی قضیه متفاوت است. مشاهداتی که از ابرنواخترها صورت گرفته، بیانگر شتاب‌دار بودن انبساط کیهان است. نظریه‌ی نسبیت عام، برای آن که بتواند این نوع انبساط را توجیه کند، نیازمند وجود «انرژی تاریک» در کیهان است. بسیاری از فیزیک‌دانان به وجود انرژی تاریک معتقد شده‌اند، با این وجود عده‌ای در جستجوی یک توضیح متفاوت هستند.

پروفسور کویاما که مسئولیت هدایت پروژۀ CosTesGrav را بر عهده دارد، معتقد است با اصلاح نظریه‌ نسبیت عام، شاید دیگر نیازی به انرژی تاریک نباشد. این پروژه جدید به کمک تلسکوپ فضایی اقلیدس، می‌تواند داده‌هایی فراهم آورد که به اصلاح نظریه نسبیت عام کمک کند. هدف محققان این پروژه رصد کهکشان‌هایی است که فاصله‌‌ آن‌ها ۳/۳ میلیارد سال نوری است. داده‌ها می‌تواند برای بررسی اختلال‌های کوچک که ناشی از گرانش هستند، مورد استفاده قرار گیرد.

مطابق نظریه نسبیت عام، گرانش منجر به انحنای مسیر نور می‌گردد. داده‌های فعلی تیم CosTesGrav از تلسکوپ فضایی هابل، با نظریه نسبیت عام سازگار است. با این وجود پروفسور کویاما معتقد است که در مقیاس‌های بزرگ‌تر، داده‌ها می‌توانند متفاوت باشند و حاکی از اعوجاج‌هایی در مسیر نور باشند. این پروژه نمی‌تواند جواب صریح و قاطعی برای معمای انرژی تاریک فراهم آورد اما می‌تواند به بهبود درک ما از کیهان کمک کند.

پروژه دیگری که نیاز به داده‌های این‌چنینی دارد، پروژه‌ GrInflaGal است. دکتر فابیان اشمیت از موسسه ماکس پلانک که مسئولیت هدایت این پروژه را برعهده دارد، معتقد است برای مدل‌سازی خوشه‌های کهکشانی در مقیاس بزرگ‌، و بررسی توزیع ماده در کیهان و هم‌چنین تاثیرات گرانش بر آن‌ها، به چنین داده‌هایی نیاز است. کیهان در شرایط اولیه حاوی مادۀ چگال و یکنواخت، با دمای بسیار بالا بوده است که به کهکشان‌های پراکنده‌ تحول یافته. رصدهای آینده می‌تواند به حل معمای چگونگی این تحول نیز کمک کند. به باور دکتر اشمیت، فضاپیمای اقلیدس می‌تواند تا حدی محدودیت‌های فعلی را بر طرف سازد و منجر به بهبود درک ما از تورم جهان اولیه گردد.

در حال حاضر، یکی از تئوری‌های جایگزین نظریه‌ نسبیت عام، حاکی از آن است که فضازمان شامل ابعاد اضافی است. این ابعاد را تنها در مقیاس کیهانی می‌توان ردیابی کرد. داده‌های آینده اقلیدس می‌تواند در بهبود درک ما از این تئوری جایگزین نیز موثر باشند. گرانش یکی از بنیادی‌ترین وجوه درک ما از کیهان است. پژوهش‌های پیش‌رو می‌تواند برای ما فرصتی فراهم آورد تا جاذبه را در مقیاس‌های کلان‌تر، واکاوی کنیم.