تینا مزدکی_قرنهاست که دانشمندان به دنبال یک «چسب نامرئی» میگردند که به باور بسیاری، اجزای کیهان ما را در کنار هم نگه داشته است. آنها هنوز موفق به رصد مستقیم این «ماده تاریک» نشدهاند، اما نشانههای متقاعدکنندهای از وجود آن در دست دارند؛ به عنوان مثال، اثرات گرانشی که این ماده بر روی اجرام و اجسام مجاور خود میگذارد، کاملاً قابل مشاهده است. از این رو، کسب اطلاعات بیشتر درباره آن میتواند کلید حل عمیقترین اسرار جهان باشد.
به تازگی اخترشناسان به سرنخ ارزشمندی دست یافتهاند که میتواند سرانجام به آنها در رصد این ماده مرموز کمک کند. بیشتر دانشمندان تئوریزه میکنند که ماده تاریک تقریباً ۸۵ درصد از کل ماده موجود در جهان را تشکیل میدهد، اما آنها بر این باورند که این ماده از چیزهایی ساخته شده که برای تلسکوپهای ما غیرقابل مشاهده است. دلیل دیگری که رصد آن را دشوار میکند این است که به عقیده برخی دانشمندان، این ماده مجهول میتواند «بدون برخورد» (Collisionless) باشد؛ به این معنی که ذرات آن با یکدیگر و با سایر مواد پیرامون خود، تنها به صورت غیرمستقیم تعامل دارند.
با این حال، مطالعه جدیدی که در مجله معتبر علمی Physical Review Letters منتشر شده، این فرض قدیمی را کاملاً دگرگون کرده است. نویسندگان این مطالعه نوع جدیدی از ماده تاریک را پیشنهاد میکنند که به ادعای آنها میتواند «خودبرهمکنشگر» (Self-interacting) باشد. برخلاف تصور سنتی از ماده تاریک، این ذرات نه تنها با یکدیگر، بلکه با مواد اطراف خود نیز تعامل و برخورد دارند.
«های-بو یو» (Hai-Bo Yu)، پزشک و فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید و یکی از نویسندگان این مطالعه، این پدیده را به زبان ساده انسانی اینگونه توضیح میدهد:«ماده تاریکِ خودبرهمکنشگر مانند جمعیتی از مردم رفتار میکند که به جای عبور آرام و بیسروصدا از کنار یکدیگر، تعمداً به هم برخورد میکنند.»
تحقیقات دکتر «یو» نشان میدهد که این ماده به جای اینکه از موادی بدون برخورد و «سرد» (یا کندحرکت) ساخته شده باشد، میتواند برخی از ساختارهای کیهانی را که امروزه با تلسکوپها میبینیم، به خوبی توضیح دهد.
اما به گفته «یوناتان خان» (Yonatan Khan)، فیزیکدان دانشگاه تورنتو که در این مطالعه مشارکت نداشته است، یکی از چالشهای اثبات تئوری دکتر یو این است که ما هنوز نمیدانیم ذرات ماده تاریک اصلاً از چه چیزی ساخته شدهاند. او میگوید: «ما نمیدانیم وزن آن چقدر است، نمیدانیم آیا از طریق نیروهای جاذبه آشکار با ماده معمولی تعامل دارد یا خیر، و همچنین نمیدانیم که آیا با خودش برهمکنش دارد یا نه.»
دکتر خان اشاره میکند که «یو» اولین کسی نیست که این شکل از ماده را پیشنهاد کرده است، اما دلیل اینکه این ادعا تا کنون اثبات نشده، به چالشهای رصدی بازمیگردد: «بخشی از چالش، تلاش برای یافتن مشاهدات اخترفیزیکی مناسبی بوده است که به طور مشخص بر روی نشانهها و ردپای ماده تاریک خودبرهمکنشگر تمرکز داشته باشند.»
اما اگر ماده تاریک بتواند با خودش برهمکنش داشته باشد، دکتر یو استدلال میکند که برخورد این ذرات با یکدیگر، انرژی چنان عظیمی تولید میکند که میتواند هستههای فوقالعاده متراکم و فشردهای را به وجود آورد. در حال حاضر، ابرشتابدهندههای ما (ماشینهایی که ذرات را با سرعتهای سرسامآور به هم میکوبند) هنوز آنقدر قدرتمند نیستند که بتوانند ذرات مرتبط با ماده تاریک را کشف کنند. اما به گفته یو، اگر ما در نهایت این هستههای متراکم را پیدا کنیم، آنها میتوانند سه معمای بزرگ و مهم کیهانی را حل کرده و پرده از مکانیزمهای درونی جهان ما بردارند:
زخمهای عمیق بر پیکر جهان
یک رشته جریان ستارهای به نام GD-۱ که در فاصله تقریبی ۲۵ سال نوری از ما قرار دارد، به نظر میرسد دچار یک «جراحت و زخم کیهانی» شده است؛ این ردپا احتمالاً ناشی از انرژی جرمی است که مدتها پیش از میان آن عبور کرده و صدمه زده است. در سال ۲۰۲۵، دکتر یو عضو تیمی بود که مقالهای را در The Astrophysical Journal Letters منتشر کردند و پیشنهاد دادند که این جرم ناشناخته باید بسیار متراکم و ساختهشده از فرم خودبرهمکنشگرِ ماده تاریک بوده باشد. این تیم استدلال کرد جراحتی که روی این جریان ستارهای باقی مانده، بزرگتر از آن است که بتوان آن را با چگالی ماده تاریک سرد معمولی توجیه کرد.
یو میافزاید که برای تایید این فرضیه، به مشاهدات بیشتری از جریانهای ستارهای مختلف نیاز است. این یک رویای دور و دراز نیست؛ مطالعه این باندهای ستارهای در پنج سال آینده با ورود تلسکوپهای میدان وسیع جدید به مدار (مانند تلسکوپ فضایی در شرف تاسیس "ورا سی. روبین" در شمال شیلی) کاملاً ممکن خواهد بود. یو میگوید: «در آن زمان، ما ممکن است بتوانیم توضیحات دیگر را رد کنیم؛ فرضیاتی مثل اینکه آیا چاه گرانشی یک کهکشان در طول زمان تغییر میکند و جریانهای ستارهای را تغییر شکل میدهد یا خیر.»
جلوههای گرانشی عجیب و غریب
ستارهشناسان اغلب از «ذرهبینها» در فضا استفاده میکنند. اینها ابزارهای کارآگاهی نمادینی نیستند که در کودکی با آنها بازی میکردید؛ بلکه پدیدههایی هستند که وقتی یک جرم بسیار متراکم—مانند یک کهکشان—نور جرمی را که در پشت آن قرار دارد (از زاویه دید ناظر روی زمین) بزرگنمایی میکند، رخ میدهند. این پدیده به منجمان اجازه میدهد تا ستارهها یا کهکشانهای کمنوری را ببینند که در غیر این صورت، تماشای آنها تنها با تلسکوپ بسیار دشوار بود.
ماده تاریک خودبرهمکنشگر ممکن است کلید کسب اطلاعات بیشتر درباره این ذرهبینها باشد. یو پیشنهاد میکند که یک جرم ماده تاریکِ فوقمتراکم در یکی از این سیستمهای عدسی گرانشی، موسوم به JVAS B۱۹۳۸+۶۶۶ وجود دارد. با این حال، او تحقیقات اخیر را نیز تایید میکند که نشان میدهند عوامل متعددی میتوانند در ایجاد این عدسی نقش داشته باشند؛ از جمله گرانش یک کهکشان بیضوی (بیضیشکل) در همان نزدیکی.
چالش اثبات یا رد این تئوری این است که عدسی مذکور بسیار دور است و فهم دقیق آنچه در حال رخ دادن است کار سختی است. «این کار در علم نجوم بسیار دشوار است، زیرا این پدیده فرسنگها دورتر از ما رخ میدهد و شما نمیتوانید آن را در یک آزمایشگاه بازسازی کنید.»
خوشههای ستارهای غیرعادی
یک کهکشان کوتوله مرموز، کوچکتر از کهکشان راه شیری ما وجود دارد که اخترشناس آمریکایی، هارلو شپلی، در سال ۱۹۳۸ آن را کشف کرد. این جرم که به عنوان کهکشان اقماری کوره (Fornax) شناخته میشود، میزبان شش خوشه ستارهای است؛ از جمله خوشه عجیب Fornax ۶. این خوشه ستارهای منحصربهفرد، بسیار کمنورتر از حد انتظار است و شکل نامنظمی دارد.
در حالی که برخی از ستارهشناسان میگویند گرانش کهکشان میزبانِ Fornax ۶ ممکن است ستارهها را به سمت خود بکشد، یو با اصلاح این دیدگاه پیشنهاد میکند که تودهای از ماده تاریک ممکن است ستارهها را در این خوشه به دام انداخته باشد. او با این حال هشدار میدهد که برای یافتن خوشههای مشابه و بخشیدن اعتبار بیشتر به تحقیقاتش، به رصدخانههای مدرنتری نیاز خواهد بود.
دکتر یو و دکتر خان همعقیدهاند که با از راه رسیدن شواهد و مدارک بیشتر، ماده تاریک خودبرهمکنشگر میتواند مسئول حل این سه معمای بزرگ کیهانی باشد و اطلاعات بیشتری را درباره ماهیت جهان—از جمله ذرات موجود در خود زمین—آشکار کند. دکتر خان در پایان میگوید: «من به هیچ وجه فکر نمیکنم که این مطالعه پایان داستان باشد؛ این تازه آغاز راه است.»
منبع: yahoo
۲۲۷۳۲۳
نظر شما