ماده تاریک: راز بزرگ کیهان

در دهه 1930 یک ستاره شناس سوئیسی به نام فریتز زویکی متوجه شد کهکشان هایی که در خوشه های دوردست قرار دارند با سرعتی بسیار بیشتری از آنچه بر اثر جرم قابل رویت آنها محاسبه می شود، به دور خود می گردند.

سرعت گردش یک کهکشان به دور مرکز گرانشی خود به جرم آن بستگی دارد. هرچه جرم یک کهکشان بیشتر باشد، با سرعت بیشتری به دور مرکز گرانشی خود می گردد. زویکی با محاسبه سرعت واقعی چرخش کهکشانها متوجه شد گویی یک ماده نامرئی که می توان آن را ماده تاریک نامید، بر کهکشانها اثر گرانشی عظیمی وارد می سازد و به آنها شتاب گردش دورانی قابل ملاحظه ای تحمیل می کند.

از آن زمان تاکنون پژوهشگران تایید کرده اند که این ماده اسرارآمیز در سراسر عالم یافت شده و شش بار فراوانتر از ماده معمولی است که اشیای عادی و بدن ما انسانها را می سازد. با وجود مشاهده آثار این ماده در سراسر گیتی، دانشمندان هنوز پی به ماهیت آن نبرده اند. در مورد این ماده پرسش های بدون پاسخ فراوانی باقی مانده و هم اکنون یکی از بزرگترین رازهای علمی فراروی انسان است.

تا اینجا وجود ماده تاریک تنها یک فرضیه و حدس علمی است، زیرا بدون آن، رفتار ستاره ها، سیارات و کهکشانها غیرقابل توجیه می شود.

1. ماده تاریک چیست و چرا قابل دیدن نیست؟

ماده تاریک کاملا نامشهود است. هیچ نور یا انرژی ساتع نمی کند بنابراین با حسگرها و آشکارسازهای معمولی قابل مشاهده نیست. به باور دانشمندان، ترکیب شیمیایی این ماده باعث ماهیت غیرعادی آن می شود.

ماده مرئی که به آن ماده باریونیک نیز گفته می شود از باریون ها ساخته شده است – عنوانی گسترده که برای اشاره به ذرات درون اتم مانند پروتونها، نوترونها و الکترونها بکار می رود. دانشمندان تنها می توانند حدسیاتی درباره ماهیت این ماده ابراز کنند. بیشتر دانشمندان بر این باورند که ماده تاریک از ماده غیرباریونیک ساخته شده است. مهمترین داوطلب برای این ذرات ویمپ ها هستند – یعنی ذرات جسیم با برهم کنش ضعیف. این ذرات ممکن است ده تا صد برابر سنگین تر از پروتون بوده ولی برهم کنش ضعیف آنها با ماده معمولی آشکار سازیشان را دشوار سازد. ذرات پیشنهادی دیگر نوترالینوها هستند، ذرات جسیم فرضی سنگین تر و کندتر از نوترینوها. اما این ذرات هنوز آشکارسازی نشده اند. نوترینوهای استریل داوطلب بعدی هستند. نوترینوها ذراتی هستند که ماده عادی را نمی سازند. جریان پیوسته ای از نوترینوها از سوی خورشید صادر می شود اما از آنجایی که با ماده عادی بندرت واکنش می کنند، به آسانی از درون زمین و ساکنان آن می گذرند.

 سه نوع شناخته شده از نوترینو وجود دارد. نوع چهارم که نوترینوی استریل نامیده می شود ذره پیشنهادی سازنده ماده تاریک است. نوترینوی استریل تنها از طریق گرانش می تواند با ماده عادی برهم کنش داشته باشد. اما سوال اساسی این است که درصد هر کدام از این چهار نوع نوترینو چقدر است.

ذرات فرضی آکسیونهای خنثای کوچکتر و فوتینوهای بدون بار نیز داوطلبهای دیگری برای ساختار ماده تاریک هستند.

چیزی به نام ضدماده نیز وجود دارد که همانند ماده تاریک نیست. ضد ماده شامل ذراتی است که اساسا معادل ماده مرئی معمولی هستند لیکن بار مخالف دارند. این ذرات ضدپروتون یا ضد الکترون نامیده می شوند. وقتی ضد ذرات با ذرات معمولی تلاقی پیدا می کنند، انفجاری روی می دهد که نتیجه نابودی هر دو نوع ماده و ضد ماده است. ما در دنیایی زندگی می کنیم که ماده معمولی در آن شکل غالب دارد و ضد ماده آزادی یافت نشده است. در غیر ینصورت همه چیز در دنیا در اثر واکنش میان ماده و ضد ماده از میان می رفت. برخلاف ماده تاریک، فیزیکدانان می توانند ضد ماده را بطور عملی در آزمایشگاههای خود بسازند.

2. آیا ماده تاریک واقعا وجود دارد؟

دانشمندان بطور قطع پاسخ این سوال را نمی دانند. آنچه می دانیم این است که اگر به یک کهکشان نوعی نگاه کنیم، با در نظر گرفتن تمام ماده ای که به صورت ستارگان، گاز و غبار می بینیم و استفاده از قانون گرانش و حرکت نیوتن یا حتی شکل درست تر آن، قانون نسبیت عام اینشتاین، تلاش برای توصیف جنبش های این ماده مشهود ما را به پاسخ نادرست می رساند. به عبارتی سرعت گردش کهکشان به دور مرکز خود بسیار کمتر از آنچه دیده می شود، محاسبه خواهد گردید. اشیای موجود در کهکشان بسیار سریعتر از آنچه قوانین فیزیکی پیشنهاد می کند، حرکت می کنند. ماده قابل دیدن آنقدر کافی نیست که این شتاب های گرانشی بزرگ در کهکشان ها یا خوشه های کهکشانی را ایجاد کند. برای این واقعیت دو تفسیر ممکن وجود دارد:

1. ماده بیشتری وجود دارد که توسط تلسکوپها قابل دیدن نیست. ما آن را ماده تاریک می نامیم.

2. قوانین نیوتن و حتی نسبیت عام در مقیاس کهکشانها و هرچیزی بزرگتر از آنها صدق نمی کنند. بلکه باید به دنبال قانون دیگری بود که آن را قانون تغییریافته گرانش یا دینامیک تغییر یافته نیوتنی می توان نامید.

بیشتر کیهان شناسان فرض وجود ماده تاریک را معتبر می دانند. بخشی از دلیل آنها این است که نگاشتن یک نظریه موفق برای دینامیک تغییریافته نیوتنی بسیار دشوار است و نیز این که تابش پس زمینه کیهانی، یعنی امواج مایکرو ویوی که بیش از 13 میلیارد سال پیش و به هنگام جوانی عالم تشکیل شده اند نیاز به فرض همین مقدار ماده تاریک را الزام می نمایند.

3. آیا ماده تاریک دارای جرم است؟

اگر ماده تاریک براستی وجود داشته باشد باید دارای جرم باشد. ماده فاقد جرم، اثر گرانشی بر اجرام عالم نمی گذارد.

4. ما چگونه به دنبال ماده تاریک می گردیم؟

از آنجایی که ماهیت ماده تاریک بر ما معلوم نیست، برای هر فرضیه خاص در این باره یک روش جستجوی متفاوت مناسب خواهد بود. دانشمندان آشکارسازهای غول آسایی در اعماق زمین قرار داده اند تا آنها را از اثرات هرگونه جریان ذرات مزاحم پیرامونی محفوظ دارند و به دنبال سیگنال هایی که از ماده تاریک می آید گشته اند.

5. چرا تصور می کنیم ماده تاریک واقعا وجود دارد؟

پاسخ در اثرات گرانشی نهفته است. از دهه 1920 ستاره شناسان بر این باور بوده اند که کیهان بایستی ماده بیشتری از آنچه می توانیم ببینیم در خود داشته باشد زیرا نیروهای گرانشی موجود بسیار نیرومندتر از آنی هستند که ماده مشهود بتواند ایجاد کند.

ستاره شناسانی که در دهه 1970 کهکشانهای مارپیچی را مطالعه می کرده اند انتظار داشتند ماده موجود در مرکز این کهکشانها سریعتر از لبه های بیرونی حرکت کند. اما معلوم شد ستارگان در هر دو مکان با سرعت یکسانی می گردند که بدین معناست که کهکشانها جرم بیشتری از آنچه قابل مشاهده است دارند.

مطالعه گاز موجود درون کهکشانهای بیضوی نیز بر وجود جرم بیشتری درون کهکشانها دلالت داشت. اگر تنها جرم موجود درون خوشه های کهکشانی همان جرم مشهود بود، این خوشه ها بسیار پیش تر از این از هم پاشیده شده بودند.

به نظر می‌رسد کهکشانهای مختلف دارای مقادیر متفاوتی از ماده تاریک باشند. در 2016 تیمی از ستاره شناسان کهکشانی به نام سنجاقک 44 یافتند که تقریبا تماما از ماده تاریک ساخته شده بود. از سوی دیگر از سال 2018 ستاره شناسان کهکشانهایی یافته اند که به نظر می‌رسد به کلی عاری از ماده تاریک هستند.

نیروی گرانش نه تنها بر مدار ستارگان درون کهکشانها، بلکه بر مسیر نور تابش شده نیز تاثیر می گذارد. آلبرت اینشتاین در اوایل دهه 1920 نشان داد که اشیای جسیم در کیهان مسیر پرتو نور را تحت اثر گرانش خود خم کرده و تغییر می‌دهند. این پدیده لنز گرانشی نامیده می شود. با مطالعه نحوه اعوجاج در مسیر نور توسط خوشه های کهکشانی دانشمندان توانسته اند نقشه ای از ماده تاریک در کیهان ترسیم کنند. اکثریت بزرگی از جامعه ستاره شناسی دنیا هم اکنون بر وجود ماده تاریک باور دارند. با این وجود هنوز این احتمال نیز وجود دارد که ماده تاریک اساسا غیرواقعی باشد. در اینصورت باید تمامی قوانین فیزیک در ابعاد بزرگ تغییر داده شوند.

6. ماده تاریک از کجا می آید؟

بنظر می رسد ماده تاریک در سراسر کیهان به شکل یک الگوی شبکه ای منتشر شده است که خوشه های کهکشانی گره‌های این شبکه را در محل تلاقی رشته های آن تشکیل می دهند. موضوع زمانی پیچیده تر می‌شود که بنظر می رسد علاوه بر ماده تاریک نوعی انرژی تاریک نیز وجود دارد، نیروی مرموزی که باعث شتاب گرفتن انبساط عالم علیرغم مخالفت گرانش می شود.

الگوی شبکه مانند ماده تاریک که در سراسر گیتی پراکنده است.

اما ماده تاریک از کجا می آید؟ پاسخ روشنی نداریم. اما چند نظریه در این مورد وجود دارد. پژوهشی که در سال 2021 در نشریه آستروفیزیکال چاپ شد پیشنهاد کرد که ماده تاریک ممکن است در سیاهچاله ها متمرکز شده باشد، دروازه‌های نیرومندی به عالم ناچیز که بواسطه نیروی عظیم گرانشی هرچیزی در مجاورت خود را به درون می بلعند. بنابراین ماده تاریک ممکن است همراه با تمامی عناصر تشکیل دهنده عالم امروزین در سیاهچاله ها تشکیل شده باشد.

چنین پنداشته می شود که باقیمانده های ستارگان مانند کوتوله های سفید و ستارگان نوترونی نیز حاوی مقادیر عظیمی ماده تاریک باشند. و نیز به اصطلاح کوتوله های قهوه ای، ستارگان ناکامی که به اندازه کافی ماده برای آغاز واکنش هسته‌ای در مرکز خود گرد نیاورده اند.

با استفاده از حسگرهای نیرومند تلسکوپ فضایی جیمز وب و تلسکوپ اقلیدس آژانس فضایی اروپا، دانشمندان امیدوارند شواهد مستحکم تری درباره وجود و ماهیت ماده تاریک بدست آورند.

Source: Live Science

برای ویدیویی جذاب درباره ماده تاریک به لینک زیر در یوتیوب مراجعه فرمایید:

https://www.youtube.com/watch?v=PUnoYS_cYO0

ماده چیست؟ مفهومی ساده و در عین حال غامض

 

کمی بیش از یک سوم کائنات – یعنی حدود 31 درصد – از ماده ساخته شده است. محاسبات جدید ما را به این عدد رسانده است. ستاره شناسان از مدتها پیش بر این باور بوده اند که چیزی به غیر از ماده ملموس بیشتر واقعیت دنیای پیرامون ما را می سازد. پس در این صورت، ماده دقیقا چیست؟

یکی از نکات برجسته نظریه نسبیت خاص اینشتاین این است که ماده و انرژی قابل تفکیک نیستند. تمامی اجرام دارای انرژی ذاتی هستند. این معنای معادله مشهور اینشتاین E = mc² است. وقتی کیهان شناسان عالم هستی را وزن کردند، هم جرم و هم انرژی را با هم اندازه گرفتند. و 31 درصد این مقدار برابر ماده موجود در هستی است، چه مشهود باشد یا نامشهود.

این اختلاف کلیدی است: تمامی ماده یکسان نیست. مقدار کمی از آن اشیایی را می سازد که می‌توانیم ببینیم یا لمس کنیم. عالم از نمونه هایی ماده که بسیار شگفت تر هستند پر شده است.

ماده چیست؟

وقتی به ماده فکر می کنیم، ممکن است اشیایی را تصور کنیم که قادر به مشاهده آنها هستیم یا شاید اجزای ساختمانی بنیادی ماده، یعنی اتمها را در نظر آوریم.

مفهوم اتم در طی سالها تکامل یافته است. اندیشمندان در طول تاریخ ایده های مبهمی درباره قابلیت تقسیم هستی به اجزای بنیادی داشته اند. اما ایده نوین درباره اتم به جان دالتون نسبت داده می شود. در 1808 این دانشمند بزرگ بریتانیایی این ایده را مطرح کرد که ذرات نادیدنی ماده را می سازند. مواد بنیادی مختلفی به نام عنصرها از اتمهایی با اندازه، جرمها و خواص متفاوت ساخته شده اند.

طرح دالتون مبتنی بر 20 عنصر بود. با ترکیب این عناصر ترکیبات شیمیایی پیچیده تر ساخته می شوند. هنگامی که شیمی دان روسی دیمیتری مندلیف یک جدول تناوبی اولیه در سال 1869 ساخت، 63 عنصر را فهرست کرد. امروزه ما 118 عنصر را می شناسیم.

اما ای کاش موضوع به همین سادگی بود. از ابتدای قرن بیستم فیزیکدانان دانسته اند که اجزای سازنده ریزتری درون اتم در گردش اند: الکترونهای سرگردان با بار منفی و هسته های چگالی که از پروتونهای مثبت و نوترونهای خنثی ساخته شده اند. اکنون می دانیم که هر عنصر دارای تعداد ثابتی پروتون در هسته اتمهای خود است.

به مرور زمان باز هم بر پیچیدگی تصویر ما از ماده افزوده شد. تا اواسط قرن بیستم فیزیکدانان به این واقعیت پی بردند که پروتونها و نوترونها نیز از ذرات ریزتری به نام کوارکها ساخته شده اند. به بیان دقیق تر، پروتونها و نوترونها هرکدام از سه کوارک ساخته شده اند: نوعی پیکربندی که فیزیکدانان به آن باریون ها می گویند. به این دلیل ماده ای که از پروتونها و نوترونها ساخته شده است ماده باریونیک نامیده می شود.

ماده ای شگفت در آسمان

در جهان پیرامون، ماده باریونیک به یکی از چهار نوع یافت می شود: جامد، مایع، گاز و پلاسما.

اما بازهم ماده به این سادگی نیست. تحت شرایطی شدید، ماده می تواند اشکال شگفت تری به خود بگیرد. در فشارهایی به قدر کافی بالا مواد می توانند به صورت مایع ابربحرانی موجود باشند که همزمان هم مایع و هم گاز است. در دماهایی بسیار پایین اتمهای متعددی ممکن است به هم بچسبند و عصاره موسوم به بوز-اینشتاین را بسازند. این اتمها به صورت یک پیکره واحد عمل می کنند و به تمامی شیوه های کوانتومی مختلف رفتار می‌کنند.

این مواد غریب منحصر به محیط های آزمایشگاهی نیستند. فقط به ستاره های نوترونی نگاه کنید: هسته های آنها که هنوز نمرده است به قدری جسیم نیستند که بتوانند در هنگام انفجار ابرنوستاره ای به شکل سیاهچاله فروریزند. در عوض هسته های آنها به درون رمبیده و نیروهای سهمگین گرانشی هسته های اتمها را از هم می گسلند و با جذب الکترونها توسط پروتونها و تبدیل آنها به نوترونها، توپ غول آسا و بسیار فشرده ای از نوترون ساخته می‌شود. یک قاشق از ماده این ستارگان نوترونی می تواند یک میلیارد تن وزن داشته باشد.

بطور بالقوه صدها میلیون ستاره نوترونی تنها در کهکشان راه شیری وجود دارد. دانشمندان بر این باورند که در اعماق این ستاره های نوترونی فشار و دماهایی چنان بالا وجود دارند که نوترونها از هم گسیخته شده و کوارکها آزاد می شوند.

فیزیکدانها برای شناخت رویدادهای نخستین پیدایش عالم به مطالعه ستارگان نوترونی م یپردازند. ماده ای که پیرامون خود می بینیم از ابتدا وجود نداشته است، بلکه پس از مهبانگ پدید آمده است. پیش از اینکه اتمها شکل بگیرند، پروتونها و نوترونها در سراسر عالم شناور بودند. حتی زودتر، پیش از آن که پروتون یا نوترونی درکار باشد تنها یک دوغاب ابرداغ از کوارک ها وجود داشت. دانشمندان می توانند این وضعیت را به گونه‌ای در شتاب دهنده‌های ذرات دوباره خلق کنند.  اما این وضعیت تنها کسری از ثانیه پایدار مانده و بسرعت ناپدید می شود. این وضعیت را با حالت دائمی درون یک ستاره نوترونی نمی توان یکسان دانست. اینجا آزمایشگاهی است که برای همیشه موجود است.

ماده در طرح فراگیر کائنات

در طی چند دهه گذشته، ستاره شناسان روشهای متعددی برای درک پارامترهای بنیادین کائنات ابداع کرده اند. آنها ساختار بزرگ مقیاس کائنات را بررسی کرده و نوسانات طریفی در چگالی ماده مشهود شناسایی کرده اند. آنها می توانند ببینند گرانش چگونه مسیر نور عبوری را تغییر می دهد.

یک روش ویژه برای اندازه گیری چگالی ماده – یعنی نسبت ماده مشهود و نامشهود سازنده کائنات- ثبت تابش مایکروویو پس زمینه کیهانی ناشی از مهبانگ است. از سال 2009 تا 2013 رصدخانه پلانک مووسه فضایی اروپا این تابش پس زمینه را مورد کاوش قرار داده تا بهترین محاسبه از چگالی ماده را در اختیار دانشمندان قرار دهد: 31 درصد کائنات از ماده ساخته شده است.

تازه ترین پژوهش ها از فن متفاوتی به نام رابطه غنای جرم (mass-richness relation) استفاده می کند که با بررسی خوشه های کهکشانی و شمارش تعداد کهکشان ها در هر خوشه برای محاسبه جرم هر گروه و مهندسی معکوس چگالی ماده استفاده می کند. این فن جدید نیست لیکن هنوز تا حدی خام و پالایش نایافته است.

باز هم یادآوری می کنیم: موضوع به این سادگی نیست. تنها بخش کوچکی، حدود 15 درصد از ماده یا 3 درصد از کائنات، قابل مشاهده است. مابقی، به باور دانشمندان عبارت از ماده تاریک است. ما می توانیم موجک هایی که ماده تاریک در گرانش به جا می گذارد آشکارسازی کنیم. اما نمی توانیم آن را بطور مستقیم مشاهده کنیم.

در نتیجه، درباره ماهیت ماده تاریک مطمئن نیستیم. برخی دانشمندان بر این باورند که ماده تاریک از نوع ماده باریونیک است اما به شکلی که ما بسادگی نمی توانیم ببینیم: شاید سیاهچاله هایی باشد که در ابتدای پیدایش کائنات پدید آمده اند. سایرین بر این بارند که ماده تاریک از ذراتی تشکیل شده که با ماده معمولی بندرت واکنش می‌کنند. ممکن است مخلوطی از هر دو نوع باشد. برخی دانشمندان نیز وجود ماده تاریک را به کلی منکر می‌شوند.

اگر ماده تاریک وجود داشته باشد، ممکن است آن را با نسل جدیدی از تلسکوپها ببینیم، مانند eROSITA، رصدخانه Rubin، تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن و اقلیدس که می تواند حتی بخش های بزرگتریمده اندآ

 از عالم را رصد کرده و کهکشان های متنوع تری را ببیند. این ابزارهای مدرن درک ما از کل عالم را تغییر خواهند داد.

منبع: Popular Science

فوتون های پنهان می توانند نوری بر ماده تاریک رازآمیز بیافکنند

یک روش جدید می تواند به دانشمندان کمک کند نوری بر رازآمیزترین ماده عالم بیافکنند: با جستجوی یک داوطلب خاص ماده تاریک، یعنی فوتونهای تاریک.

ماده تاریک حدود 85 درصد محتوای ماده عالم را می سازد، با این وجود این ماده با نور، برهمکنش بسیار ضعیفی دارد و عملا غیرقابل مشاهده است. این حقیقت که، بنظر می رسد ماده تاریک برهمکنش الکترومغناطیسی با مواد دیگر ندارد به این معناست که نمی تواند از اتمهای سازنده ماده معمولی که ستارگان، سیارات یا بدن ما را می سازند ساخته شده باشد.

راز ماده تاریک مساله غامضی برای دانشمندان است، زیرا معنای آن این است که ماده ای که قادر به دیدن آن هستیم تنها 15 درصد دنیا را می سازد و تازه انرژی موجود در کیهان را بحساب نیاورده ایم. از این روست که باید به دنبال اشکال عجیب تری از ماده بود.

فوتونهای عادی ذرات بدون جرمی هستند که نور را می سازند اما فوتونهای تاریک دارای جرم هستند. جرم آنها بیست مرتبه کمتر از الکترون است. این ماهیت بسیار سبک آنهاست که از آنها کاندیدای خوبی برای ماده تاریک می سازد و آشکارسازی آنها را سخت تر می کند.

فوتونهای تاریک برهمکنش ضعیفی با فوتونهای عادی دارند بنابراین می توانند نقشی در گرم کردن عالم نخستین داشته باشند. این عمل می تواند توضیح دهد که چرا تار کیهانی، یعنی ساختار بزرگ مقیاسی در عالم که کهکشان ها را به هم پیوند می دهد وقتی توسط تلسکوپ فضایی هابل کشف شد، داغتر از مقدار پیش بینی شده بود.

یک تیم تحقیقاتی با استفاده از آمپلی فایرهای کوانتومی توانسته اند روشی برای شکار فوتونهای تاریک توسط رادیوتلسکوپ پروژه SHUKET بیابند. جستجوی آنها در محدوده دمایی منهای 272.9 و منهای 273.149 درجه یعنی تنها اندکی بالاتر از پایین ترین دمای ممکن – صفر مطلق – صورت می پذیرد. این محدوده دمایی سطح پایین ترین سیگنال قابل جستجو را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. اگر این جستجو به نتیجه برسد یکی از بزرگترین رازهای عالم فیزیک از پرده برون خواهد افتاد.

منبع:

https://news.yahoo.com/hidden-photons-could-shed-light-200051904.html

با کلیک بر روی برچسب های پایین این صفحه مقالات مرتبط با ماده تاریک را مطالعه کنید.

---

هزارمین پست وبلاگ دنیای علم و تکنولوژی

مطلبی که مطالعه کردید هزارمین پست وبلاگ من بوده است. از تمامی دو میلیون و نود و دو هزار و سیصد و پنجاه بازدید کننده گرامی که در طول 18 سال فعالیت این وبلاگ از آن بازدید کرده اند سپاسگزارم. یکی از صمیمانه ترین پیامهای دریافتی را در اینجا بازنشر می کنم:

سلام
آقا ما از اوایل دهه 90 یه روز تو وب می‌گشتیم و خیلی هم علاقه‌مند بودیم اتفاقی به وبلاگی با عنوان دنیای علم و تکنولوژی برخورد کردیم که از اون روز برای من تبدیل شد به یکی از بهترین وبلاگ‌های تو اینترنت و نگم که چه قدر خاطره از وبلاگ شما دارم و مخصوصا مقالات نظامی که منو با دنیای میلیتاری آشنا کرد و دنبال میلیتاری رفتیم
نگم که هی با گذر زمان و بزرگتر شدن وقتمون گرفته شد و درس و ... ریخت رو سرمون و یهو دیدیم بزرگ شدیم و اون وبلاگ رو فراموش کردیم و اون زمان هم قالب جذابی داشت نه الان که دیکتاتور طور بلاگ‌اسکای فقط یه نوع قالب داره ... و الان یادم اومد جستجو کنم آیا هنوز پابرجاست و وقتی که وبلاگ رو دیدم خیلی خوشحال شدم و باید بگم یک دنیا، یک دنیا به وسعت کل هستی از شما متشکرم بابت اداره این وبلاگ و نوشتن و آموزش دادن  خیلی مدیون شما هستم تشکر فراوان 

با آرزوی سلامتی و موفقیت مدام برای همگی شما دوستان و همراهان.

تلسکوپ فضایی اقلیدس در شکار ماده و انرژی تاریک

چهار شنبه 28 ژوئن 2023

این تصویر از آینه 1.2 متری اصلی تلسکوپ فضایی اقلیدس در طی مونتاژ و تست گرفته شده است.

تلسکوپ فضایی اقلیدس که توسط موسسه فضایی اروپا ساخته شده، در روز شنبه 1 جولای از کیپ کاناورال فلوریدا در آمریکا به فضا پرتاب خواهد شد. این فضاپیما به تلسکوپ فضایی جیمز وب در نقطه لاگرانژ 2، واقع در 1.5 میلیون کیلومتری زمین ملحق خواهد شد تا به بررسی شواهد انرژی تاریک و ماده تاریک با مطالعه توزیع کهکشان ها در جهان دوردست بپردازد.

ماده تاریک، ماده ای نادیدنی است که بیش از 80 درصد کل ماده تشکیل دهنده جهان را می سازد و ستاره شناسان بر این باورند برای معنا پیدا کردن وضعیت کنونی جهان باید وجود داشته باشد. تنها از روی نیروهای گرانشی شکل دهنده عالم می توان به وجود ماده تاریک پی برد. انرژی تاریک در سوی دیگر، مشابه نیروی نادیدنی است که باعث گسترش عالم می شود. اقلیدس شش سال فرصت خواهد داشت به این پرسش پاسخ دهد که آیا این دو نیروی رازآمیز واقعا وجود دارند یا نه.

منبع:

https://www.space.com/34-image-day.html

---

دستیار پژوهش در انجام پروژه های دانشگاهی

با بهترین کیفیت و ارزانترین قیمت

شمار ه پیامک: 09360771981

---

راز ماده تاریک می‌تواند در حلقه‌های اینشتاین نهفته باشد

ممکن است پژوهشگران یک گام به شناسایی ماهیت ماده تاریک نزدیک شده باشند، این دانش از مطالعه مواردی غیرعادی از لنزهای گرانشی بدست آمده که توسط هاله های ماده تاریک احاطه کننده کهکشان های دوردست ایجاد شده است.

اجرام بزرگ باعث خمیده شدن نور و تشکیل حلقه‌های عجیب اینشتاین و اشکال گرانشی دیگری می‌شوند. پژوهشگران بر این باورندکه ماده تاریک حدود 85 درصد ماده تشکیل دهنده عالم را می سازد. اما در حالی که آثار گرانشی این ماده بروشنی قابل مشاهده است، دانشمندان ایده ای در ورد مکان حضور ماده تاریک و ماهیت واقعی آن ندارند. این سردرگمی توسط این واقعیت ایجاد می‌شود که ماده تاریک نور یا هیچ شکلی از تابش الکترومغناطیسی از خود مانند ماده باریونیک (ماده معمولی ساخته شده از ذرات بنیادی) ساتع نمی‌کند.

از قرن نوزدهم که نظریه ماده تاریک برای اولین بار مطرح شد، دانشمندان گمانه زنی های متعددی درباره ماهیت آن ارائه کردند. لیکن در حال حاضر جامعه علمی دو نظریه داوطلب برای این ماده دارد: ذرات جسیم با برهم کنش ضعیف (WIMPs) که طبق پیش بینی ها بسیار شبیه سایر ذرات عمل می کنند؛ و آکسیون ها، ذرات بسیار خردی که به واسطه تداخل کوانتومی بسیار شبیه امواج عمل می کنند. اما با وجود سالها آزمایش در شتاب دهنده‌های ذرات، نه WIPM ها و نه آکسیون ها کشف نشده اند.

در مطالعه جدیدی که 20 آوریل سال جاری در نشریه Nature Astronomy منتشر شده است، پژوهشگران با تحلیل اشیاء غیرعادی ناشی از لنزهای گرانشی سعی در یافتن ماهیت ماده تاریک کرده اند (پدیده لنز گرانشی به نظریه نسبیت عام اینشتاین اشاره دارد که طبق آن مسیر نور هنگام عبور از اجرام عظیمی مانند سیاهچاله ها و کهکشان ها خمیده شده و این اجرام همانند لنز عمل می کنند، بنابراین موجب بزرگنمایی ستارگان دوردست تر می شوند - مترجم). این اشیاء ناشی از لنز گرانشی، اجرام بسیار دوردستی هستند که با عبور نور از درون فضا-زمان خمیده شده تحت گرانش یک شیء نزدیکتر، بزرگنمایی می شوند.

در حالت عادی پدیده لنز گرانشی موجب می شود نوری که از یک شیء دوردست مانند یک کهکشان بسوی ما می آید، در هنگام عبور از یک شی جسیم نزدیکتر تحت اثر گرانش آن خمیده شود. جرم عظیم شیء نزدیکتر که می تواند یک کهکشان، کوآزار یا سیاهچاله باشد، یک نیروی گرانشی قوی ایجاد می کند که فضا-زمان پیرامون خود را خم می کند، بنابراین چشم که عادت دارد مسیر نور را مستقیم ببیند، اشیا دوردست را بزرگتر از آنچه هستند خواهد دید، درست مانند اتفاقی که در مورد یک لنز نوری معمولی می افتد.

وقتی حلقه نور پیرامون شیء نزدیکتر یک داریه کامل می سازد، به نام حلقه اینشتاین نامیده می شود که نخستین بار در سال 1912 توسط این دانشمند بزرگ پیش بینی شد. در آگوست 2022، تلسکوپ فضایی جیمز وب یک تصویر خیره کننده از یکی از کاملترین حلقه های اینشتاین به زمین مخابره کرد.

نحوه شکل گیری حلقه های اینشتاین. نوری که از یک جرم آسمانی دوردست می آید توسط یک جسم پرجرم نزدیکتر خمیده شده و در مسیرهای متفاوت حرکت می کند طوری که یک حلقه به دور جسم دوردست تر دیده می شود.

لیکن برخی حلقه های اینشتاین ممکن است تکرار شده باشند، به عبارتی تصاویر متعددی از یک شیء دوردست بزرگنمایی شده مشاهده شود. دانشمندان بر این باورند که این گرداله های عجیب زمانی ایجاد می شوند که فضا-زمان توسط "هاله‌های ماده تاریک" بیش از حد معمول خمیده می شوند – حلقه های فرضی ماده تاریک پیرامون کهکشانها که هیچگاه مستقیما آشکارسازی نشده اند.

هنوز راه زیادی تا شناخت ماهیت واقعی ماده تاریک باقی مانده است. اما اکنون دانشمندان می دانند که در کدام پدیده های عالم بیکران پیرامون باید به دنبال این موجودیت اسرارآمیز بگردند.

منبع: Live Science