اندازه‌گیری چگالی ماده‌ی تاریک در جهان

مجله ايلياد/ طي مطالعه‌اي جديد، ستاره‌شناسان دريافتند که چگالي مرکز ماده‌ي تاريک، بيشتر از چگالي مناطق دورتر از مرکز آن است. ستاره‌شناسان دانشگاه بيرمنگام و دانشگاه‌هاي تايوان و ژاپن، شواهد جديدي يافته‌اند که نشان مي‌دهد ماده‌ي تاريک طبق پيش‌بيني تئوري «ماده‌ي تاريک سرد (CDM)» رفتار مي‌کند و هر چقدر از مرکز آن دورتر شويد چگالي آن کمتر مي‌شود. تقريباً هشت سال پس از اينکه اولين شواهد درباره‌ي ماده‌ي تاريک به‌دست آمد، تعدادي از دانشمندان در وجود آن شک کردند. به هر حال، ماده‌ي تاريک به خودي خود قابل ديدن نيست و فيزيکدانان نيز هنوز در آزمايش‌هاي خود، ذرات تشکيل دهنده‌ي اين ماده را شناسايي نکرده‌اند. گروه محققين به رهبري «نوبوهيرو اوکابه» و «گراهام اسميت» با استفاده از تلسکوپ سوبارو در هاوايي، ماهيت ماده‌ي تاريک را با اندازه‌گيري چگالي آن در ۵۰ خوشه‌ي کهکشاني بررسي کرده‌اند. خوشه‌هاي کهکشاني عظيم‌ترين اجسام موجود در جهان هستند. براي درک بهتر خوشه‌هاي کهکشاني، اسميت اينگونه توضيح داده است: «خوشه‌ي کهکشاني مثل اين است که يک شهر را در تاريکي شب با چراغ‌هاي روشن از بالا نگاه کنيد. هر نقطه‌ي نوراني در شهر نمايانگر يک کهکشان است و فضاهاي تاريک بين آن‌ها با ماده‌ي تاريک پر شده است. در واقع ماده‌ي تاريک به‌عنوان پس‌زمينه‌اي براي زندگي کهکشان‌ها عمل مي‌کند.» چگالي ماده‌ي تاريک بستگي به مشخصات ذرات آن دارد. موفق‌ترين تئوري در زمينه‌ي ماده‌ي تاريک، همان CDM است. اين تئوري پيش‌بيني مي‌کند که ذرات ماده‌ي تاريک با يکديگر داراي فعل و انفعال هستند و با مواد ديگر فقط از طريق نيروي گرانش ارتباط دارند و همچنين از خود نور منتشر نمي‌کنند و نورهاي عبوري را نيز جذب نمي‌کنند. اين نظريه پيش‌بيني مي‌کند که چگالي ماده‌ي تاريک در خوشه‌هاي کهکشاني عظيم از چگالي آن در کهکشان‌هاي تنها، کمتر است. گروه محققين با استفاده از دوربين سوبارو به رصد خوشه‌هاي کهکشاني پرداخته و چگالي ماده‌ي تاريک آن‌ها را با استفاده از اثر لنز گرانشي اندازه‌گيري کردند. همان‌طور که اينيشتين پيش‌بيني کرده است، لنز گرانشي در واقع تغيير در جهت و شکل پرتوهاي نوري در هنگام عبور از فضاهاي منحني در نزديکي اجسام بسيار بزرگ است. گروه محققين با رصد ۵۰ خوشه‌ي کهکشاني عظيم، دريافتند که نحوه‌ي تغيير چگالي از مرکز به سمت بيرون خوشه‌ها با تئوري CDM مطابقت دارد. در گذشته دانشمندان با اندازه‌گيري اين وضعيت در کهکشان‌هاي منفرد دريافته بودند که نظريه‌ي CDM در مورد آن‌ها صادق نيست. اسميت مي‌گويد: «ما در اين نقطه متوقف نمي‌شويم. ما مي‌توانيم کار خود را با اندازه‌گيري چگالي ماده‌ي تاريک در مقياس‌هاي کوچک‌تر ادامه دهيم. اين کار به ما کمک مي‌کند تا بيشتر درباره‌ي ماده‌ي تاريک بدانيم.» ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد