انرژی های کیهانی
طبق نظریه نور با ماهیت ذرهای و فوتون ها، میدان گرانش نیز متشکل از ذراتی به نام گراویتون خواهد بود. سرعت انتشار گراویتون را با درنظرگرفتن مفاهیم نسبیت، معادل سرعت نور تصور میکنند، هرچند که سرعت برقراری و انفصال میادین گرانشی در عالم تقریباً آنی و بلادرنگ حدس زده میشود که نظریه نسبیت آن را رد کرده است و این تئوری با نظریه نسبیت که گرانش را انحنای فضا - زمان میداند، سازگاری ندارد. انیشتین خود مثال جالبی زده است، وی گفته است: " نور فاصله خورشید تا زمین را تقریباً در هشت دقیقه طی میکند. فرض کنیم خورشید در یک لحظه معدوم گردد. اثر گرانشی آن، همان لحظه از روی زمین برداشته میشود و زمین از مسیر خود منحرف میشود، درحالیکه نور تا هشت دقیقه دیگر، همچنان به زمین میرسد " آنچه که روی میدهد این است که خورشید دیده میشود، درحالیکه وجود خارجی ندارد و اثر گرانشی آن نیز از بین رفته است و این مثال خود دلیل قانعکنندهای است که چون سرعت انفصال میدان گرانشی آنی است، پسسرعت تشکیل و انتشار آن نیز آنی خواهد بود، یعنی موضوعی که با اصول اولیه نسبیت در تناقض است؛ ولی واقعیت فیزیکی دارد. بوزون گراویتون نیز تا به امروز در هیچ آشکارسازی مشاهده نشده است و صرفاً فرضیه است و شاید در آینده، مدعی کشف آن بشوند؛ یعنی همانطور که مدعی شناسایی بوزون هیگز شدهاند. به طور خلاصه نظر نسبیت در مورد گرانش انحنای فضا – زمان است؛ ولی مکانیک کوانتومی خاصیت ذرهای برای گرانش قائل شده است که این دو نظریه با هم سازگاری ندارند .در مقالات بعدی توضیح خواهیم داد که گرانش و امواج گرانشی موج طولی با ماهیت الکترومغناطیس است.
در یک سیستم سیاهچالهای اغلب دو پارامتر جرم و گرانش در حال افزایش است، برای اینکه گرانش تابعی از جرم است؛ ولی هاوکینگ نظر دیگری دارد، "سیاهچالهها بهمرورزمان تبخیر میشوند (جرم از دست میدهند) " که البته ممکن است شرایط برای سیاهچالهها متفاوت باشد و آنها رفتارهای مختلف و غیرقابلپیشبینی داشته باشند؛ ولی در کل، جرم اکثر سیاهچالهها روبهافزایش است مخصوصاً در پیرامون هسته کهکشانها، و از طرفی طبق نظریه مکانیک کوانتومی، امواج الکترومغناطیس حاصل نوسانات الکترونها در لایهها و زیرلایههای (ترازهای انرژی) اتمهاست و چون هسته عناصر نیز دارای نوسانات مشابهی هستند و رفتار آنها نیز کوانتومی محسوب میشود، پس هستهها نیز میتوانند امواج الکترومغناطیس منجمله گاما و ایکس پرانرژی تولید نمایند. البته تواتر در داخل هسته اتمها با دامنه نوساناتی کوتاهتر و با فرکانسهای بیشتری است، هرچند که میدانیم با بالارفتن فرکانس موج الکترومغناطیس، انرژی و قدرت نفوذ آن همافزایش مییابد .
بعضی از کیهانشناسان بر این باور هستند که در سیاهچالهها، نوکلئونها (نوترونها و پروتونها) به علت فشار و تراکم خیلی زیاد به کوارکها تجزیه شده و در واقع ستارگان نوترونی به ستارگان کوارکی تبدیل میشوند. باتوجهبه اینکه ترکیبات بیش از سه کوارک بهشدت ناپایدار است و تشکیل ذرهای به این بزرگی (شکل زیر) بااینهمه کوارک، بعید و دور از انتظار به نظر میرسد، از طرفی تجزیه نوکلئونها به کوارکها نیز انرژی فوقالعاده زیادی میخواهد که بعید به نظر میرسد انفجار ابرنواختری بتواند آن انرژی را تأمین کند. بههرحال امکان ترکیب و یا ادغام کوارکها نیز دورازذهن نیست و بعید هم به نظر نمیرسد که این بار این واکنش (ترکیب و یا ادغام) کوارک با کوارک میتواند انرژی تولید امواج گرانشی و انهدام کیهان را برآورده کند. بهترین گزینه ترکیب و ادغام یک کوارک بالا با یک کوارک پایین است؛ چون همانطور که میدانیم یک پروتون از دو کوارک بالا و یک کوارک پایین تشکیلیافته و یک نوترون از دو کوارک پایین و یک کوارک بالا تشکیل شده است و چنین به نظر میرسد که در هنگام انفجار ابر نو اختران و تشکیل ستارگان نوترونی و روند افزایش جرم آنها و تشکیل سیاهچاله و ... این ذرات بهوفور در آنها موجود و به کوارکهای بالا و پایین به تعداد مساوی تجزیه شوند .
قدرمسلم چون ماهیت نور امواج الکترومغناطیس است، پس نوری که توسط محلول یا مخلوط این ماده با هیدروژن در سطح خورشید جذب میشود بهصورت پدیدههای مغناطیسی خورشیدی آشکار میشود، در واقع این ماده سیاهرنگ همان ماده سوخته (دخان) است که مقدار بسیار کمی از آن در واکنشهای هستهای خورشید تولید و بر سطح آن تجمع میکند که بهمرورزمان از سطح خورشید تبخیر شده و در فضا پراکنده میشود یا با جذب انرژی، مجدداً به اتمهای هیدروژن تبدیل میشود و چنین پیشبینی میشود که نیروی گرانش خورشید قدرت نفوذی کمی در جذب این ماده تاریک دارد و این ماده بهصورت سرباره بر سطح خورشید تجمع میکند ! ماده سوخته بهصورت پودری شکل در فضا پراکنده و معلق است همچون دود آتش، بدون اینکه تجمعی در نقطهای از عالم داشته باشد، پخش میشود مگر اینکه نیرویی باعث آن تجمع باشد و تولید میدان مغناطیسی قوی توسط ماده سوخته به علت جذب امواج الکترومغناطیس و مغناطیسی شدن آن میتواند ذرات آن را همانند برادههای آهن گرد هم آورد و بهصورت لکه بر سطح خورشید تجمع کنند ! آنچه كه مسلم است اینکه فعالیت خورشید هر ۱۱ سال بهگونهای تغییر میکند که میزان تولید ماده سوخته در آن افزایشیافته و خاصیت مغناطیسی در خورشید افزایش مییابد و لکههای خورشیدی در سطح آن توسعه مییابند و میتوانیم قبول کنیم که اگر میادین مغناطیسی در مناطقی از خورشید تولید و پدیدار شود، اجباراً مواد تاریک نیز در این مناطق تجمع خواهند کرد. در هنگام تشدید فعالیت خورشید این لکهها نیز گسترش مییابند . لکههای خورشیدی از سال 1700 میلادی رصد شدهاند . دادههای رصدی از دهه 80 قرن بیستم نشان میدهند که تعداد لکههای خورشیدی با شدت تابش خورشید مرتبط است. جالب اینکه هر چه تعداد لکهها بیشتر باشد، شدت تابش نور خورشید بیشتر است، چون که مناطق اطراف لکهها درخشانترند.
این اولین باری است که تشخیص دادهاند ماده تاریک دارای ساختار منحصربهفردی است که هم با گاز و هم با کهکشانهای موجود در این خوشه تفاوت دارد .
این حلقه که عرض آن ۲٫۶ میلیون سال نوری است در خوشه CL0024 17 كه پنج میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد، کشف شده است.
اگرچه ΛCDM توصیف بسیار خوبی از مشاهدات نجومی ارائه میدهد، اما هنوز برخی مشکلات مفهومی دارد. به عنوان مثال، اگرچه باید ماده تاریک بسیار بیشتری نسبت به ماده معمولی در جهان وجود داشته باشد، اما این موجود مرموز هرگز به طور مستقیم مشاهده نشده است و بنابراین دانشمندان هنوز نمیدانند از چه چیزی ساخته شده است یا اصلاً وجود دارد یا خیر. انرژی تاریک حتی گریزانتر نیز بوده است و تا به امروز هیچ فرضیه قابل قبولی در مورد ترکیب و ماهیت آن ارائه نشده است.
گروهی از فیزیکدانان ایتالیایی دانشگاه رم با همکاری محققان چینی اعلام کردند که ذرات اسرارآمیز ماده تاریک را کشف کردهاند. ماده تاریک بر پایه تمام مدلهای کنونی کیهانشناسی منشأ پویایی و تکامل هستی است. این دانشمندان با استفاده از یک "نمایانکننده ذرات" در لابراتوارهای کوههای "گرن ساسو" توانستند عبور یک باد از ذرات ماده تاریک را که در اطراف خورشید میچرخد نشان دهند. بر اساس این تئوری، ماده تاریک میتواند از ذرات فرضی تشکیل شده باشد که از "انفجار بزرگ" (بیگ بنگ) تشکیل شدهاند. این ذرات فرضی با ماده تاریک واکنش بسیار ضعیفی را برقرار میکنند. این ذرات که با اصطلاح WIMP ( ذرات حجیم با فعل و انفعالی ضعیف) معرفی میشوند میتوانند از طریق سیارهای همانند زمین عبور کنند. بر اساس گزارش نیویورکتایمز، آزمایش Dama (آزمایش ماده تاریک) از "یک نمایانکننده یودید سدیم" استفاده میکند. این نمایانکننده یک نور مختصر را به یک اتم میتاباند و بهاینترتیب با WIMP واکنش میدهد . در آزمایشی که این دانشمندان پیشازاین در دوره سالهای ۱۹۹۶ و ۲۰۰۲ انجام داده بودند از حدود ۱۰۰ کیلوگرم ماده نمایانکننده استفاده کردند، درحالی که در این آزمایش جدید این میزان دوبرابر شد. محققان در هر دو آزمایش مشاهده کردند که بیشترین رقم نوسان نور مختصر مربوط به ماه ژوئن و کمترین میزان آن مربوط به ماه دسامبر است. در حقیقت این دانشمندان توانستند با استفاده از آزمایش Dama حضور ماده تاریک را بار دیگر اثبات کنند .
انرژی تاریک همانند ماده تاریک همچنان موجب سردرگمی دانشمندان شده است و جدا از تشابه اسمی میانشان به وسیله جاذبه به یکدیگر مرتبط میشود؛ ماده تاریک گرانش جهان را افزایش میدهد، ولی انرژی تاریک با این نیرو مقابله میکند.