رسانه سلامت و دانش

کیهان مرموزتر شد/ ماجرای حیرت دانشمندان از کشف یک کهکشان بدون ماده تاریک چیست؟

به عنوان مثال، اخیراً گروهی از ستاره شناسان در دانشگاه گرونینگن هلند، شناسایی کهکشان هایی را گزارش کردند که عاری از ماده تاریک هستند. این کشف جدید اخترشناسان و فیزیکدانان سراسر جهان را سردرگم کرده و این سوال را به وجود آورده است که آیا این کشف می تواند با نظریه دیرینه ماده تاریک در تضاد باشد. ماده تاریک نوعی ماده است که در نجوم و کیهان شناسی برای توضیح پدیده هایی که به نظر می رسد ناشی از آن هستند، فرضیه شده است.

مقدار مشخصی از جنایات وجود دارد که بیش از تعداد جرایم مشاهده شده در جهان است. دانشمندان بر این باورند که ماده تاریک به عنوان چسبی عمل می کند که کهکشان ها را کنار هم نگه می دارد. واقعیت این است که جرم کهکشان ها برای جلوگیری از فروپاشی آن ها کافی نیست و برای پایدار نگه داشتن کهکشان ها به یک جاذبه قدرتمند دیگر نیاز است. فرو می ریزد و نور را که ماده تاریک نامیده می شود، به عقب پرتاب می کند. این امر وجود ماده تاریک را تأیید می کند، اما اخیراً ستاره شناسان مؤسسه نجوم هلندی فیلیپو فرنرنالی و همکارانش کهکشانی مرموز به نام AGC 114905 را کشف کردند که در آن هیچ اثری از ماده تاریک یافت نمی شود. AGC 114905 یک کهکشان ابری کوچک است که حدود 250 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد، تقریباً به اندازه کهکشان راه شیری ما، اما با ستاره هایی هزار بار کوچکتر. ایده برتری این است که همه کهکشان ها، به ویژه کهکشان های فوق کوچک، تنها زمانی می توانند وجود داشته باشند که ماده تاریک آنها را کنار هم نگه دارد. با وجود اندازه گیری های دقیق و عملیات رصدی در یک دوره بیش از 40 ساعته با استفاده از تلسکوپ های پیشرفته، ستاره شناسان هلندی هیچ اثری از ماده تاریک در کهکشان پیدا نکردند. دانشمندان می گویند ماده تاریک AGC 114905 ممکن است توسط کهکشان های بزرگ همسایه نابود شده باشد. اکنون محققان در حال بررسی جزئیات دیگری از کهکشان دماغه های بسیار پراکنده هستند. اگر محققان ردی از ماده تاریک در آنجا پیدا نکنند، شواهد کهکشان ها قوی تر از ماده تاریک خواهد بود. حال سوال این است که آیا کهکشان AGC 114905 و کهکشان های مشابه مشکل یا مشکلی را در نظریه های فعلی ماده تاریک نشان می دهند؟ برای دانستن پاسخ این سوال خیلی زود است، زیرا تحقیقات بیشتری باید با استفاده از تلسکوپ های فضایی انجام شود، اما در فایل Life Life امروزی، نکات کمتری شناخته شده است.

ماده تاریک، راز عجیب کیهان / ماده تاریک دیده نمی شود و به هیچ چیز شناخته شده ای شبیه نیست، پس چگونه بدانیم؟

مریم ملی | لیسانس اخترفیزیک

کهکشانی مشاهده شده که ماده تاریکی ندارد! پس این چیز تاریک چیست که اگر در کهکشان نباشد پیام شنیده می شود و دانشمندان شگفت زده می شوند؟ ماده تاریک بخشی عجیب و مرموز از جهان است که نامرئی است و طیف نوری برای تعیین جنسیت آن ندارد. ماده ای که هیچ شباهتی به دیگر عناصر عالم ندارد و نامرئی است; از کجا بدانیم که وجود دارد و چه کاربردی در جهان دارد و چرا وجودش شگفت انگیز است؟

اولین علائم

اولین نشانه های ماده تاریک در دهه 1930 ظاهر شد. فریتز زویکی دانشمندی بود که روی تعادل کهکشان ها کار می کرد و می خواست بداند تعادل کهکشان ها چگونه به هم می رسد. اما جرمی که او بر اساس سرعت و حرکت کهکشان ها و قوانین نیوتن محاسبه کرد، 400 برابر جرمی بود که بر اساس شدت نور و مشاهدات محاسبه کرد. بنابراین، زوئیجی به این نتیجه رسید که این جرم نمی تواند نیروی گرانشی مورد نیاز برای خنثی کردن نیروی ناشی از انبساط گازها را ایجاد کند و خوشه باید فرو بریزد، اما این اتفاق نیفتاد، بنابراین باید یک عامل ناشناخته وجود داشته باشد. این عامل «ماده تاریک» یا «ماده ناشناخته» نام داشت که جرم زیادی دارد اما قابل مشاهده نیست و ما فقط اثرات آن را درک می کنیم.

جهان مرموزتر شده است شگفتی دانشمندان در کشف یک کهکشان بدون ماده تاریک چیست؟

محاسبات خانم فضانورد

پس از تسوئیکی، فردی که در هزارتوی ماده تاریک افتاد، ورا روبین بود. زنی که شیفته بهشت ​​و پرسش های بی پایان آن بود. او زمان و سرعت ستارگان کهکشان ها را محاسبه کرد و به تناقضاتی رسید. مثلاً ستارگان خیلی سریع به دور مرکز کهکشان می چرخیدند و البته کهکشان باید پراکنده می شد، اما همه چیز کاملاً متعادل بود. این یکی دیگر از دلایل وجود ماده تاریک بود. او معتقد بود که در داخل و خارج کهکشان ها، ماده نامرئی وجود دارد که نیروی گرانشی ایجاد می کند تا از فروپاشی کهکشان ها جلوگیری کند.

وقتی نور خم می شود

وقتی به تصویر خوشه کهکشانی آبل 1689 نگاه می کنید، 2.2 میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد.

متوجه اعوجاج نور در وسط تصویر خواهید شد. این زمانی اتفاق می افتد که نور یک چشمه درخشان از فاصله دور به ما می رسد و از مسیر یک جرم بزرگ مانند این کهکشان ها عبور می کند. به این اجسام که باعث اعوجاج نور می شوند، «عدسی های گرانشی» می گویند. طبق نظریه نسبیت عام، جرم می تواند فضا-زمان را خم کند و در نتیجه یک میدان گرانشی برای پراکنده کردن نور ایجاد کند. سال ها قبل از کشف ماده تاریک، انیشتین در نسبیت عام گفته بود که نیروی گرانش می تواند نور را خم کند. یعنی وزن یک جسم سنگین حتی تحت تاثیر نور قرار می گیرد. قدرت یک عدسی گرانشی غول‌پیکر به جرم آن بستگی دارد، اما ماده مرئی کهکشان‌های این خوشه تنها یک درصد از جرم مورد نیاز برای ساختن چنین کمانی را در خود دارد. بنابراین بقیه جرم باید در جایی پنهان شود تا وزن آنقدر قوی باشد که نور خم شود. به نظر می رسد گرانش شدید این خوشه کهکشانی ماده تاریک را نامرئی می کند و چنین کمان های نوری عجیب و جذابی را ایجاد می کند.

راه حل برای درک بهتر ماهیت ماده تاریک / ماده تاریک هیچ یک از خواص ماده را که در زندگی با آن سروکار داریم، ندارد. پس چگونه می توان این را بهتر درک کرد؟

ماده تاریک را می توان با سبک فیلم های علمی تخیلی تشخیص داد، بنابراین شما بیشتر با علم سر و کار دارید تا فانتزی، اما وقتی راهی برای درک علمی آن وجود نداشته باشد و فقط به دلیل تعدادی از اثرات گرانشی که فکر می کنیم ضروری هستند، تبدیل به یک موضوع می شود. داستان شگفت انگیز در کهکشان مبنی بر اینکه پایداری کهکشان به یک معما تبدیل می شود زیرا نیروی گرانش مانع از فروپاشی کهکشان با انبوهی از مواد معمولی و قابل مشاهده نمی شود و علم وارد چالش بزرگی شده است، اما باید بر این مشکل غلبه کنیم. برای درک بهتر ماده تاریک است، نمی توانیم دقیقاً بگوییم که چیست، بنابراین می توانیم آن را از ماده معمولی تشخیص دهیم. بنابراین، ما به سه سوال مهم در مورد ماده تاریک پاسخ می دهیم.

تفاوت بین “ماده تاریک” و ماده معمولی چیست؟

ماده ای که ما هر روز با آن سروکار داریم از واحد کوچکی به نام اتم تشکیل شده است و خود اتم از ذرات کوچکتری به نام الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شده است. تمام موادی که در کیهان می بینید و لمس می کنید همه موادی هستند که ما با آن آشنا هستیم و قوانین فیزیک به آن تعلق دارند، اما ماده تاریک هیچ یک از این ویژگی ها را ندارد و تنها راه برای درک آن گرانش است. جرم شامل اجسام دیگر می شود.

ذرات خانواده ماده تاریک کدامند؟

پس از سال ها تحقیق، کیهان شناسان هنوز در مورد اینکه ماده تاریک چیست و از چه ذراتی ساخته شده است، اختلاف نظر دارند. پیشنهادها و فرضیه های زیادی مطرح شده است، اما با گذشت زمان صحت اکثر آنها رد یا اثبات نشده است. اکنون پنج ذره نامزد ماده تاریک وجود دارد که هر کدام به دلیلی انتخاب شده اند و طرفدارانی نیز دارند. آزمایش‌های آینده احتمالاً نکات جدیدی در مورد چگونگی تشکیل ماده تاریک به ما می‌دهند، بنابراین می‌توانیم به طور دقیق‌تر بگوییم که ذرات ماده تاریک چیست و چه ویژگی‌هایی دارند. برای مثال، Wimps یک جایگزین احتمالی برای ماده تاریک است. ذرات فرضی که محاسبات و شبیه‌سازی‌های ریاضی می‌گویند باید پنج برابر بزرگ‌تر از ماده معمولی باشند، که مطابق با فراوانی ماده تاریکی است که در جهان می‌بینیم، اما این ذرات در حال حاضر توسط کیهان‌شناسان و فیزیکدانان ذرات در حال آزمایش هستند. .

ماده تاریک چیست؟

اصطلاح ماده تاریک ممکن است شما را به یاد سیاهچاله ها، ستارگان مرده و مرموز بیاندازد، اما در واقعیت هیچ ارتباطی با یکدیگر ندارند. ستارگان پر جرمی که در پایان عمر خود منفجر می شوند و هسته های بسیار متراکمی دارند سیاهچاله نامیده می شوند. سیاهچاله ها دارای نیروی گرانشی قوی هستند که حتی نور نیز نمی تواند از گرانش آنها فرار کند. سیاهچاله ها بر اساس قوانین آشنای فیزیک هستند و بخشی از زندگی ستارگان غول پیکر هستند. از طرف دیگر ماده تاریک ماهیت کاملاً ناشناخته ای دارد و ربطی به جنسیت ستارگان و ماده آن گونه که ما می شناسیم ندارد. با در نظر گرفتن این موضوع، اکنون می دانیم که ماده تاریک چیست و چه نقشی در همزیستی کهکشان ها ایفا می کند. با این محاسبه، کهکشان های بدون ماده تاریک می توانند سرآغاز توضیحات جدیدی در کیهان شناسی باشند.

2323

.

دیدگاهتان را بنویسید