یافته‌های جدید در مورد ماده‌ی تاریک

بیگ بنگ: شبکه‌ای در فضای بین کهکشانی، یک جنگل انبوه کیهانی که توسط نورهای دور روشن شده است و معمایی برای حل کردن. اینها توصیفات زیبای یک تحقیق علمی است که توسط یک گروه بین‌المللی از محققان مرکز بین‌المللی مطالعات پیشرفته(SISSA)، مرکز بین‌المللی فیزیک نظری عبدالسلام (ICTP) در تریست، موسسه‌ی ستاره‌شناسی کمبریج و دانشگاه واشنگتون انجام شده است. نتیجه‌ی این تحقیقات فهم بهتر یکی از اساسی‌ترین مولفه‌های کیهان به نام ماده‌ی تاریک است.

به گزارش بیگ بنگ، دانشمندان به منظور فهم ویژگی‌های ماده‌ی تاریک تعامل ” شبکه‌ی کیهانی” با نور ساطع شده از اختروش‌ها و کهکشان‌های دوردست را بررسی کرده‌اند. شبکه‌ی کیهانی از رشته‌هایی ساخته شده از گاز و ماده‌ی تاریک موجود در تمام کیهان می‌باشد. فوتون‌ها در واکنش با هیدروژن رشته‌های کیهانی سبب ایجاد رشته‌های جذبی به نام “جنگل لیمان آلفا” می‌شوند. این واکنش‌های میکروسکوپی چندین ویژگی مهم ماده‌ی تاریک در فاصله‌های کیهانی را آشکار کرده‌اند. این نتایج همچنین از نظریه‌ی ماده‌ی تاریک سرد که ترکیبی از ذرات با سرعت بسیار پایین است حمایت می‌کند. علاوه بر آن برای اولین بار با مدل ماده‌ی تاریک فازی که در آن ذرات ماده‌ی تاریک سرعت‌ها بالاتری دارند متناقض است. این تحقیق با شبیه‌سازی‌های انجام شده توسط ابرکامپیوترهای موازی بین‌المللی انجام شده است.

اگرچه ماده‌ی تاریک جزء مهمی از کیهان است اما به طور مستقیم قابل مشاهده نیست چرا که تابش الکترومغناطیسی از خود ندارد و تنها از طریق اثرات گرانشی قابل مشاهده است. ماهیت این ماده پنهان همچنان یک راز است. نظریه‌هایی که سعی در کشف ماهیت این ماده دارند بسیارند. دانشمندان در این تحقیق دو نظریه از این نظریات را بررسی کردند.این دو نظریه شامل نظریه‌ی ماده‌ی تاریک سرد که یک الگوی مدرن کیهان شانسی است و مدلی جایگزین به نام ماده‌ی تاریک فازی (FDM)  است که بر اساس آن ماده‌ی تاریک متشکل از بوزون‌های بسیار سبک با فشار کم در مقیاس‌های کوچک است.

دانشمندان به منظور بررسی‌ شبکه‌ی کیهانی جنگل لیمان آلفا را مورد آزمایش قرار دادند. جنگل لیمان آلفا متشکل از مجموعه‌ی خطوط جذب است که توسط نور ساطع شده‌ی منابع نور درخشان و بسیار دور تولید شده‌اند. این خطوط از فضای بین کهکشانی گذشته و به تلسکوپ‌های ما در زمین می‌رسد. واکنش اتمی فوتون‌ها با هیدروژن موجود در رشته‌های کیهانی برای مطالعه‌ی ویژگی‌های کیهان و ماده‌ی تاریک در فاصله‌های بسیار زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محققان با استفاده از شبیه‌سازی‌های انجام گرفته توسط ابرکامپیوترها، تعامل نور با شبکه‌ی کیهانی را بازتولید کرده‌اند. بنابراین توانستند به برخی از ویژگی‌های ذرات سازنده‌ی ماده‌ی تاریک پی ببرند. محققان بر اساس این شواهد به طور خاص برای اولین بار نشان دادند که توده‌ی ذرات که بر اساس مدل FDM ادعا می‌شود ماده‌ی تاریک را می‌سازند با جنگل لیمان آلفای مشاهده شده توسط تلسکوپ کک در هاوایی و تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه‌ی جنوبی اروپا در شیلی سازگار نیست. اساسا به نظر می‌رسد که این مطالعه نظریه‌ی ماده‌ی تاریک فازی را تایید نمی‌کند. اما داده‌ها از سناریوی بررسی شده توسط مدل ماده‌ی تاریک سرد حمایت می‌کند.

دانشمندان می‌گویند نتایج به دست آمده از این جهت که امکان ساخت مدل‌های نظری جدید توصیف کننده‌ی ماده‌ی تاریک و اضافه کردن فرضیات جدید به ویژگی‌های کیهان را فراهم می‌کند مهم می‌باشند. این نتایج می‌توانند به انجام آزمایشات در آزمایشگاه کمک کرده و تلاشها در راستای پیشرفت در این حوزه‌ی علمی هیجان‌انگیز را هدایت کند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

ترجمه: معصومه رحیمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com

image_pdfimage_print

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *