کشف نخستین شواهد مستقیم از ماده تاریک – سایت علمی بیگ بنگ
بیگ بنگ: دانشمندان شاید برای نخستینبار موفق شده باشند “ماده تاریک” را به طور مستقیم مشاهده کنند؛ آن هم با کمک تلسکوپ فضایی ناسا. اگر این یافته درست باشد، میتواند نخستین کشف مستقیم از رازآلودترین جزء جهان باشد.
به گزارش بیگ بنگ، ماده تاریک مدتهاست موضوعی جذاب و در عین حال مبهم در پژوهشهای فضایی است. ایده وجود آن در سال ۱۹۳۳ توسط ستارهشناس سوئیسی «فریتز زویکی» مطرح شد. او دریافت که کهکشانهای قابل مشاهده در «خوشه گیسو» نیروی گرانشی کافی برای جلوگیری از فروپاشی این خوشه را ندارند. دههها بعد، در دهه ۱۹۷۰، «ورا روبین» و همکارانش نشان دادند که لبههای بیرونی کهکشانهای مارپیچی با سرعتی برابر با نواحی مرکزی میچرخند؛ این رویداد فقط زمانی قابل توضیح است که جرم کهکشان بهطور گستردهتری در سراسر هاله آن پخش شده باشد، نه فقط در مرکز.
این یافتهها مشاهده مستقیم «ماده تاریک» نبودند، بلکه نشانههایی غیرمستقیم بر پایه اثر گرانشی آن روی ماده و نور معمولی به شمار میرفتند. با همین سرنخها، ستارهشناسان به این نتیجه رسیدند که اکثر کهکشانهای بزرگ در هالهای عظیم از ماده تاریک قرار دارند که بسیار فراتر از محدوده ماده مرئی گسترده شده است.
امروزه تخمین زده میشود ذرات ماده تاریک حدود پنج برابر سنگینتر از ذرات سازنده ماده معمولی باشند. به این ترتیب، همه چیزهایی که میبینیم، از ستارهها و سیارهها گرفته تا بدن ما و حتی گربه همسایه، فقط ۱۵ درصد از ماده موجود در جهان را تشکیل میدهند و ۸۵ درصد باقیمانده از ماده تاریک ساخته شده است. این ماده نه نور منتشر میکند، نه جذب و نه بازتاب؛ در نتیجه برای ما عملا نامرئی است. یا حداقل تا همین اواخر چنین تصور میشد.
یک احتمال دیگر این است که ماده تاریک هنگام برخورد و نابودی متقابل، فوتونهای پرانرژی مانند پرتوهای گاما تولید کند؛ مشابه رفتاری که در برخورد ماده و پادماده دیده میشود. نوعی از ذرات پیشنهادی برای ماده تاریک، «ذرات بزرگ با برهمکنش ضعیف» یا WIMPها هستند که در صورت نابودی میتوانند سیگنالهای گاما تولید کنند.
گروهی از محققان به سرپرستی «تومونوری توتانی» از دانشگاه توکیو، با استفاده از «تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی» ناسا، مرکز کهکشان راه شیری را که محل تجمع احتمالی ماده تاریک است، مورد بررسی قرار دادند. “توتانی” میگوید آنها سرانجام به نشانهای مهم دست یافتند.
به گفته او: «پرتوهای گامایی با انرژی حدود ۲۰ گیگاالکترونولت را شناسایی کردیم که به شکل ساختاری هالهمانند، در اطراف مرکز کهکشان گسترش یافتهاند. این الگوی انتشار، بسیار شبیه چیزی است که از یک هاله ماده تاریک انتظار میرود.»
این تنها شباهت موجود نیست. انرژی این پرتوهای گاما نیز بهطور قابل توجهی با الگوی پیشبینیشده از نابودی WIMPها همخوانی دارد. بر اساس انتظار نظری، جرم یک ویمپ چیزی در حدود ۵۰۰ برابر جرم پروتون است.
“توتانی” میگوید: «هیچ پدیده شناختهشده دیگری وجود ندارد که بتواند به سادگی پرتوهای مشاهدهشده توسط تلسکوپ فرمی را توضیح دهد. اگر این یافته درست باشد، تا جایی که میدانم این نخستین مشاهده مستقیم ماده تاریک است و نشان میدهد ماده تاریک از ذرهای کاملا جدید ساخته شده که در مدل استاندارد فیزیک ذرات جایی ندارد. چنین کشفی یک گام بزرگ در ستارهشناسی و فیزیک خواهد بود.» جزئیات بیشتر این پژوهش در Journal of Cosmology and Astroparticle Physics منتشر شده است.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: space.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=109504
