دستاورد جدید فیزیکدانان می‌تواند با تعیین مرزهای مشخص برای آزمایش‌های تجربی، رازهای ماده تاریک  و انرژی تاریک را برملا کند
.جهان پیرامون ما بر پایه چهار نیروی بنیادی شناخته‌شده اداره می‌شود؛ اما ناتوانی این نیروها در توجیه معماهای بزرگی چون گرانش کوانتومی و ماده تاریک، دانشمندان را بر آن داشته تا به دنبال کشف نیرویی مرموز و پنجم در اعماق کیهان باشند.
به گزارش فرارو به نقل از اسپیس، برای دهه ‌ها دانشمندان و فلاسفه طبیعی به دنبال یافتن نیروی بنیادی پنجم در طبیعت بوده ‌اند. نیرویی فرضی که بتواند جنبه‌های مرموز و ناگشوده جهان ما، از جمله «انرژی تاریک» و «ماده تاریک» را تبیین کند.
این دو پدیده شگفت‌انگیز، بخش اعظم کیهان را تشکیل می‌دهند اما با هیچ‌یک از چهار نیروی بنیادی شناخته‌شده فیزیک مدرن، یعنی نیروی گرانش، الکترومغناطیس، هسته‌ای قوی و هسته‌ای ضعیف قابل توجیه و رمزگشایی نیستند.
در حالی که شکار این نیروی شبح ‌وار و پنهان همواره در جریان بوده است، محققان به طور هم ‌زمان و با نا امیدی به دنبال یافتن نظریه گرانش کوانتومی نیز بوده‌اند.
دلیل این اشتیاق فراوان آن است که گرانش کوانتومی می‌تواند بزرگ‌ ترین و دقیق‌ ترین توصیف ما از جهان در مقیاس ‌های بزرگ (یعنی همان نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین) را با فیزیک قلمرو زیراتمی (یعنی مکانیک کوانتومی) پیوند دهد. این دو نظریه در آغاز قرن بیستم متولد شدند و بارها در بوته آزمایش ‌های تجربی سربلند بیرون آمدند، اما تا به امروز به شکلی سرسختانه از ادغام در یک نظریه واحد سر باز زده‌ اند.
اما اکنون یک گشایش علمی بزرگ رخ داده است. پژوهش ‌های جدید دانشمندان منجر به ساخت یک چارچوب برای گرانش کوانتومی شده که نشانه ‌های ارزشمندی را درباره ویژگی‌ های احتمالی  نیروی پنجم طبیعت در اختیار ما می‌گذارد.
محدود شدن دایره جستجوها برای نیروی پنجم
یافته‌ های این تیم بین‌المللی فاش می‌ کند همه فرضیات پیشین درباره نیروی پنجم با قوانین بنیادی فیزیک همخوانی ندارند. این نیروی مرموز معمولاً خود را به شکل یک انحراف بسیار کوچک از قانون گرانش نیوتن در فاصله‌های بسیار کوتاه نشان می‌ دهد. تحقیق جدید توانسته است محدوده جستجو برای یافتن این نیرو را به شدت کوچک و متمرکز کند.
شکستن سد ذهنی؛ پیوند میان جهان کوانتوم و دنیای واقعی
آلفیو بونانو، پژوهشگر موسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا (INAF)، در این رابطه می‌گوید: «یکی از چالش‌ های اصلی ما، غلبه بر یک مانع کاملاً مفهومی و ذهنی بود. گرانش کوانتومی اغلب به عنوان یک موضوع بسیار انتزاعی دیده می ‌شود که اتصال آن به پدیده ‌های قابل مشاهده در دنیای واقعی تقریباً غیرممکن به نظر می‌رسید.
او می‌افزاید: «گام نخست در اینجا تکنیکی نبود، بلکه ذهنی بود. جستجوی یک پیوند ملموس میان فیزیک مقیاس‌ های بی‌نهایت کوچک و پدیده‌ هایی که پتانسیل دیده شدن در جهان ماکرو را دارند، مسیر ما را روشن کرد.»
نظریه «ایمنی مجانبی» چیست؟
چارچوب گرانش کوانتومی که توسط این تیم بررسی شده، «ایمنی مجانب» (Asymptotic Safety) نام دارد. این نظریه اثبات می‌ کند که گرانش می‌تواند حتی در انرژی ‌های بسیار بالا نیز سازگار و پایدار باقی بماند.
بونانو و همکارانش دریافتند که بر اساس این نظریه، دامنه و شدت نیروی بنیادی پنجم نمی‌تواند هر مقداری باشد و به شدت محدود خواهد شد؛ امری که منجر به حذف بخش بزرگی از پارامترهای فرضی قبلی شد. این بدان معناست که اندازه‌گیری‌ های با دقت بالا از نیروی گرانش در آینده نزدیک، می ‌تواند به طور مستقیم این مدل ‌ها را آزمایش کند.
رویکردی نوین در فیزیک مدرن؛ عصر جدید آزمایش‌های نجومی
به طور معمول، فیزیکدانان ابتدا نیروهای جدیدی را فرض می‌کنند و سپس به دنبال راهی برای اثبات آن می‌گردند. اما این پژوهش راهبرد متفاوتی پیش گرفت؛ آن‌ ها با رد کردن برخی احتمالات، مسیر را مهیا کرده‌اند.
این تحقیقات نوین، فیزیک ذرات را در ریزترین مقیاس‌ های کوانتومی به مقیاس اجرام بزرگ آسمانی پیوند می ‌دهد. بنابراین، نشانه ‌های این نظریه با طیف وسیعی از آزمایش‌ها قابل سنجش خواهند بود.
این آزمایش ‌ها شامل بهره‌گیری از تکنیک‌ های پیشرفته ‌ای نظیر «تداخل‌سنجی اتمی»، استفاده از حسگرهای کوانتومی در سراسر منظومه شمسی و سنجش دقیق حرکت سیارات دوردست است. دانشمندان امیدوارند این رویکرد نوآورانه، قفل اسرار تاریک کیهان را یک ‌بار برای همیشه بگشاید.