چهارشنبه , مرداد 30 1398
خانه / نجوم / ماده تاریک و انرژی تاریک
ماده تاریک - انرژی تاریک

ماده تاریک و انرژی تاریک

ماده تاریک ماده‌ای فرضی است که چون از خود نور یا امواج الکترومغناطیسی منتشر یا بازتاب نمی‌کند، نمی‌توان آن را مستقیما” دید . اما از اثرات گرانشی موجود بر روی اجسام مرئی مثل ستاره‌ها و کهکشان‌ها می‌توان به وجود آن پی برد.
انرژی تاریک حجم ناشناخته ای است که تقریبا سه چهارم کیهان را تشکیل داده ، با این حال دانشمندان از جنس و نحوه ی عملکرد آن مطمئن نیستند.

ماده تاریک

فیزیک دانان فرضیه ماده تاریک را مطرح نمودند تا اختلاف میان جرم محاسبه‌شده برای اجرام غول‌پیکر آسمانی توسط دو روش استفاده از تاثیرات گرانشی آنها و یا استفاده از مواد درخشان درون آنها (ستارگان، گاز، غبار) را توضیح دهند.

این فرضیه نخستین بار توسط یان اورت در سال ۱۹۳۲ برای توضیح سرعت‌های مداری ستارگان در کهکشان راه شیری و توسط فریتز زوییکی در سال ۱۹۳۳ برای توضیح شواهد مربوط به «جرم گمشده» در سرعتهای مداری کهکشانها در خوشه‌های کهکشانی، مطرح گردید. در پی آن بسیاری از مشاهدات دیگر نیز مطرح گشت که دلالت بر وجود ماده تاریک در جهان داشتند.

از جمله این مشاهدات می‌توان به مشاهده سرعتهای چرخشی کهکشانها توسط ورا روبین در دهه‌های ۱۹۶۰-۱۹۷۰، همگرایی گرانشی اجسام پس‌زمینه توسط خوشه‌های کهکشانی همچون خوشه گلوله، الگوهای ناهمسانگردی دما در تابش زمینه کیهانی اشاره نمود. کیهان‌شناسان توافق نظر دارند که ماده تاریک عمدتاٌ از نوعی ذره زیراتمی ناشناخته تشکیل شده‌است.  جستجو برای یافتن این ذره با استفاده از وسایل گوناگون یکی از تلاشهای اصلی فیزیک ذرات بنیادی است.

ستاره شناسان قادر به مشاهده مستقیم ماده تاریک نیستند اما می توانند به بررسی تاثیرات آن بپردازند. نزدیک به چهل سال است که اخترشناسان با بررسی اثرات گرانشی در کهکشان‌ها و خوشه های کهکشانی متوجه شده‌اند ماده معمولی که به شکل ستارگان و ابرهای گرد و غبار و توده‌های عظیم گاز دیده می‌شود، عامل حدود ۱۵ درصد از این نیروی گرانشی است. دانشمندان بقیه این نیروی گرانشی عظیم را به ماده مرموزی با نام ماده تاریک نسبت داده‌اند.

تلاش برای کشف ماده تاریک

تحقیقات روی رفتار ماده‌ی تاریک و هویت واقعی آن همچنان ادامه دارد و دانشمندان از تکنیک های مختلفی در اختر فیزیک برای آشکار سازی این ماده مرموز استفاده می کنند که عبارت اند از

۱- در شتاب دهنده بزرگ هادرونی ۲- با استفاده از داده های ماهواره های WMAP و پلانک ۳- آزمایشات تشخیص مستقیم برای شناخت ماده تاریک ۴ – آزمایشات تشخیص غیر مستقیم: آشکار ساز های اشعه گاما ( فرمی در فضا و تلسکوپ چرنکوف در زمین تلسکوپ های نوترینو (lceCube , antares ) آشکار ساز های پاد ماده (Pamela , ams-02) و تجهیزات امواج ایکس و رادیویی استفاده می شود.

جالب است که بعضی از آزمایش ها برای یافتن ماده تاریک حدود یک سال زمان می برد و اکثر اوقات هم جواب قابل توجه ای نمی دهد !

انرژی تاریک

در دهه ی ۱۹۹۰ تیم های مستقل فیزیکدانان توجه خود را به  ابرنواخترهای دوردست معطوف ساختند تا کاهش سرعت انبساط جهان را اندازه بگیرند . زیرا طبق قانون نیوتون اجرام موجود در جهان یکدیگر را جذب می کنند . برخلاف انتظارشان، مشاهده کردند که سرعت انبساط ِ جهان نه رو به کاهش که در حال افزایش بود. پس چیزی باید اثر گرانشی را خنثی کرده باشد . دانشمندان بر آن نام “انرژی تاریک” گذاشتند. 

نظریۀ پیشتاز این است که انرژی تاریک خصیصه ی فضا است. آلبرت اینشتین اولین کسی بود که گفت فضا خالی نیست. او همچنین اذعان داشت که فضای زیادی می تواند به وجود آید. اینشتین در نظریه ی نسبیت عام خود به مسئله ی ثابت ِ کیهانی اشاره کرد. اما بعد از این که ادوین هابل نظریه ی انبساط کیهان را مطرح ساخت، اینشتین نظریه ثابت کیهانی را “بزرگترین اشتباه” خود خواند.

اما اشتباه اینشتین شاید بهترین نظریه متقارن انرژی تاریک باشد. نظریه ی اینشتین اعلام میدارد که فضای خالی می تواند انرژی خود را داشته باشد، ثابت در این نظریه به این معناست که با ظهور فضاهای بیشتر، انرژی بیشتری به جهان اضافه و باعث ِ انبساط آن می شود. اگرچه ثابت کیهانی با مشاهدات مطابقت دارد، دانشمندان هنوز در مورد علت این انطباق مطمئن نیستند.

چند درصد از جهان از اجرام قابل مشاهده تشکیل شده است ؟

انرژی تاریک - ماده تاریک
درصد توزیع اجرام در جهان

مشاهده می کنید که انرژی تاریک قسمت اعظم ِ کیهان ما را تشکیل می دهد که حدود 74 درصد می باشد . اما مادۀ تاریک که اثرات گرانشی دارد ۲۷ درصد از جهان را ساخته است. و فقط 4 درصد از جهان از جرم های قابل مشاهده برای ما ، ساخته شده است .

نظر شما چیست ؟

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *