هیچ نشانی از نیرویی پنهان که کهکشان‌ها را خم کند نیست
اندازه‌گیری‌های اخیر انبساط کیهان جا را برای انرژی تاریکی که با زمان تحول می‌یابد باز می‌گذارند، به جای یک ثابت کیهان‌شناختی ثابت. یکی از توضیح‌های پیشنهادی این است که انرژی تاریک با مادهٔ تاریک برهم‌کنش دارد. این یکی از ستون‌های فیزیک، یعنی اصل هم‌ارزی را که می‌گوید همه چیز به یک شکل سقوط می‌کند، زیر پا می‌گذاشت، اما تنها در بخش تاریک.
چنین مدل‌هایی یک نیروی پنجم پدید می‌آورند که تنها بر مادهٔ تاریک اثر می‌کند. آزمون‌های آزمایشگاهی اصل هم‌ارزی به دقت یک در 10¹³ تا 10¹⁵ می‌رسند، اما بنا به طراحی‌شان نمی‌توانند نیرویی را ببینند که مادهٔ معمولی را نادیده می‌گیرد. بهترین حدهای تاکنون از کیهان‌شناسی آمده‌اند، در حد چند هزارم گرانش، و برخی تفسیرهای تازه‌ترین داده‌ها حتی نیرویی به همین اندازه را ترجیح می‌دهند.
قرصی که جا می‌ماند
هری دزموند (دانشگاه پورتسموث) و پدرو جی. فریرا (دانشگاه آکسفورد) آن را درون کهکشان‌ها جست‌وجو می‌کنند. یک کهکشان مارپیچی قرصی از ستارگان و گاز است که درون هاله‌ای بسیار بزرگ‌تر از مادهٔ تاریک قرار دارد. اگر نیروی پنجمی هاله را به سوی ساختارهای همسایه بکشد اما ستارگان را نه، هاله جلو می‌رود و قرص به اندازهٔ چند ده پارسک عقب می‌ماند.
قرص به هاله مقید می‌ماند، اما کشش بازگرداننده‌ی هاله به سمت حاشیه‌ها ضعیف می‌شود. بنابراین ستارگان بیرونی باید بیشتر از ستارگان درونی جابه‌جا شوند و قرص به شکل U خم می‌شود، فنجانی که دهانه‌اش رو به سوی مخالف نیرو باز است. عمق فنجان دقیقاً با شدت نیرو متناسب است.
نیرویی که تنها بر مادهٔ تاریک اثر می‌کند چگونه یک قرص را خم می‌کند: هاله کشیده می‌شود (پیکان سبز)، قرص بیرون از مرکز جای می‌گیرد و به شکل U درمی‌آید. — شکل 1، Desmond و Ferreira (2026)، arXiv:2610.24618، CC BY 4.0.
هزاران قرصِ از لبه دیده‌شده
خمیدگی پیش‌بینی‌شده بسیار کوچک‌تر از آن است که در هیچ کهکشان منفردی دیده شود، و کهکشان‌های واقعی به دلایل معمولی بسیاری خمیده‌اند. بنابراین آزمون آماری است. نویسندگان خط میانی 3,968 قرصِ از لبه دیده‌شده را در تصاویر پیمایش رقمی آسمان اسلون اندازه گرفتند، با سنجه‌ای که تنها به خمیدگی‌های U شکل پاسخ می‌دهد و خمیدگی‌های S شکل را که در مارپیچی‌ها رایج‌اند نادیده می‌گیرد.
از نقشه‌ای از ماده در کیهان محلی، تا فاصلهٔ 290 مگاپارسک، برای هر کهکشان جهت و شدت نیروی پنجمی را که حس می‌کرد محاسبه کردند. اگر این نیرو وجود داشت، خمیدگی‌ها با این پیش‌بینی‌ها هم‌راستا می‌شدند.
نمی‌شوند. خمیدگی‌های اندازه‌گیری‌شده هیچ نشانی از هم‌بستگی پیش‌بینی‌شده نشان نمی‌دهند، و حتی بسیار اندکی به سوی دیگر متمایل‌اند، اثری که نویسندگان تقریباً به‌طور کامل به یک کهکشان نسبت می‌دهند که یک ستارهٔ پیش‌زمینه در تصویرش باقی مانده بود.
حدی سه برابر سخت‌گیرانه‌تر
نتیجه یک حد بالاست: نیروی پنجم باید برای بردهای 8 مگاپارسک و بیشتر، ضعیف‌تر از 7.7 × 10⁻⁴ گرانش باشد (با اعتبار 95٪). پس از آزمودن پانزده گونه از فرض‌هایشان، نویسندگان حد محتاطانهٔ 1.7 × 10⁻³ را اعلام می‌کنند.
ناحیهٔ طردشده (خاکستری) برای شدت یک نیروی بخش تاریک بر حسب بردش؛ در سمت راست، حالت برد بی‌نهایت، که در آن چند مقدار ترجیح‌داده‌شده توسط برازش‌های داده‌های DESI (آبی، بنفش) بالای حد تازه قرار می‌گیرند. — شکل 3، Desmond و Ferreira (2026)، arXiv:2610.24618، CC BY 4.0.
برای بردی عملاً بی‌نهایت، حتی حد محتاطانه سه برابر قوی‌تر از سخت‌ترین حد کیهان‌شناختی است، و 43 تا 360 برابر قوی‌تر از آزمون‌های اخترفیزیکی پیشین. این حد، جفت‌شدگی‌هایی را که چند برازش اخیر انرژی تاریکِ برهم‌کنش‌کننده با داده‌های پیمایش DESI ترجیح می‌دهند، در سطح حدود 2 تا 3 سیگما مردود می‌شمارد.
این دو رویکرد مکمل یکدیگرند. حدهای کیهان‌شناختی به این بستگی دارند که میدان در طول تاریخ کیهانی چگونه رفتار کرده است؛ آزمون خمیدگی نیرویی را که امروز بر مادهٔ تاریک اثر می‌کند می‌سنجد. در بردهای میانی، تحلیل کیهان‌شناختی ساده‌ترین مدل هنوز حدی سخت‌تر از حد محتاطانهٔ این پژوهش به دست می‌دهد.
راه‌های گریز
یک نظریه هنوز می‌تواند نیرو را درون کهکشان‌ها با سازوکار «پوشش» (screening) پنهان کند. نویسندگان نشان می‌دهند که انواع رایج پوشش نمی‌توانند چنین کنند و در عین حال نیرو را برای کیهان‌شناسی معنادار نگه دارند. دو گزینهٔ عجیب‌تر، پوشش واینشتاین و جفت‌شدگی موسوم به دیسفرمال (disformal)، همچنان باز می‌مانند و به کارهای آینده واگذار شده‌اند. تا آن زمان، پیشنهاد آن‌ها این است که برازش‌های انرژی تاریکِ برهم‌کنش‌کننده 1.7 × 10⁻³ گرانش را سقف در نظر بگیرند.