پژوهشگران دانشگاه استنفورد : ماده تاریک سبک تر و فرارتر از تصور ماست

به گزارش عاشق وب پژوهشگران دانشگاه ˮاستنفوردˮ(Stanford University) آمریکا در مطالعه اخیرشان به این نتیجه رسیده اند که ˮماده تاریکˮ(dark matter) سبکتر و غیرقابل دسترس تر از آن چیزی است که پیش تر تصور می شد.
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از گیزمگ، پژوهشگران دانشگاه “استنفورد”(Stanford University) و “آزمایشگاه ملی شتاب دهنده اسلک”(SLAC National Accelerator Laboratory) طی این مطالعه اظهار کرده اند باآنکه ماده تاریک حدود ۸۵ درصد از کل ماده در جهان را تشکیل می دهد، اما درک ساختار آن بسیار مشکل است. طی این مطالعه فیزیکدانان به بررسی دقیق آن پرداخته اند.
پژوهشگران با بررسی کهکشان راه شیری دریافتند که ماده تاریک احتمالاً سبک تر از آنچه قبلاً تصور می شد است و علاوه بر این مورد با مواد طبیعی دیگر هم تعامل کمتری دارد.
ماده تاریک(Dark Matter)، نوعی از ماده است که فرضیه وجود آن در اخترشناسی و کیهان شناسی عرضه شده است تا پدیده هایی را توضیح دهد که به نظر می آید ناشی از وجود میزان خاصی از جرم باشند که از جرم موجود مشاهده شده در جهان بیشتر است.
علت نامگذاری این پدیده به “ماده تاریک” به این علت است که هیچ نوری را منتشر نمی کند و نسبت به هیچ نوری هم واکنش نشان نمی دهد و به ندرت با “ماده متعارف”(regular matter) ارتباط برقرار می کند و تنها نکته ای که سبب شده پژوهشگران متوجه آن شوند اثرات گرانشی آن بر ماده های دیگر است.
دانشمندان درباره جزئیات ماده تاریک اطلاعات دقیقی ندارند ازاین رو تصمیم گرفتند تا طی این مطالعه یکی از مدلهای معروف در رابطه با ماده تاریک را مورد بررسی قرار دهند.
یکی از این مدلها که بسیار شناخته شده هم است “لامبدا-سی دی ام” یا “ماده تاریک سرد لامبدا”، Lambda-CDM (ΛCDM) نام دارد و می تواند چند معمای ماده تاریک را برای ما حل کند. واژه سرد که در این مدل به کار رفته به این مفهوم است که سرعت این ماده بسیار کندتر از سرعت نور است و ضد برخورد است به این معنا که به ندرت با ماده متعارف برخورد می کند.
لامبدا-سی دی ام حاصل پارامتری سازی مدل مه بانگ در کیهان شناسی فیزیکی است. در این مدل جهان شامل یک ثابت کیهانی که وجود آن به انرژی تاریک نسبت داده می شود – و همینطور ماده تاریک سرد(CDM) است. اغلب از این مدل با نام مدل استاندارد کیهان شناسی مه بانگ یاد می شود.
مدل لامبدا-سی دی ام همینطور به ما می گوید که ماده تاریک نقش مهمی در شکل گیری جهان هستی ایفا کرده است. در ایام اولیه، کیهان اساساً مسطح و یکنواخت بود، اما به علت آنکه حرکت آن کند است ماده تاریک تمایل داشت تا به شکل چاله درآید. در نهایت، گرانش، ماده منظم را وارد این چاله ها کرده و سبب شده تا کهکشان هایی که همانند تارعنکبوت به نظر می رسند، ایجاد شوند.
در صورتی که این مدل به خوبی ساختارهای بزرگ در مقیاس را توضیح می دهد اما در صورت استفاده از آن برای مقیاس های کوچک، مانند کهکشان های تکی، نمی توان انتظار زیادی از آن داشت.
محققان طی این مطالعه جدید از این مدل بعنوان نقطه شروع استفاده کردند و شبیه سازی هایی از چگونگی جهان هنگامی که با ماده تاریک پر می شد، انجام دادند و سپس داده های این مطالعه را با ساختار شناخته شده کهکشان های کهکشان راه شیری ترکیب کردند.
بعد از انجام بررسی ها پژوهشگران دریافتند همه مواد با یکدیگر به خوبی هماهنگ هستند و این به آن معناست که ماده تاریک می بایست سبکتر و گرم تر از آن چیزی باشد که پیش تر تصور می شد. منظور از واژه گرم تر به این معنا است که حرکت آن کمی سریع تر شده است اما از جانب دیگر ارتباط آن با ماده متعارف کمتر از پیش شده است.
“اتان نادلر”(Ethan Nadler) نویسنده ارشد این مطالعه اظهار داشت: نکته ای که مطالعه ما را هیجان انگیز کرده است این است که طی آن کهکشان های کم نور را با نظریه های ماده تاریک مورد بررسی قرار داده ایم. ما تعداد خیلی از قطعات پازل را کنار هم قرار دادیم و اطلاعاتی حتی جز درباره ماده تاریک دریافتیم. گرچه ما هنوز به صورت کامل ساختار ماده تاریک را درک نکرده ایم اما نتایج مطالعه ما می تواند یک گام مهم در درک بهتر آن باشد.
یافته های این مطالعه در مجله Astrophysical منتشر گردید.