انجمن نجوم لیرا
ماده‌ی تاریـــک - بخش آخـــر

   اختلاف بین ماده تاریک و ماده معمولی بین محیط های اختر فیزیکی مختلف به طور قابل توجهی متفاوت است، ولی برای چیزهای بزرگ مانند کهکشان ها و خوشه‌های کهکشانی، شدید تر است. برای اشیای کوچک، مانند قمر ها و سیاره ها، تفاوتی وجود ندارد. مثلاً گرانش سطح زمین را کاملاً می توان بر اساس ماده ای که زیر پای ما قرار دارد، توضیح داد. ماده تاریک برمدار ماه به دور زمین، و یا بر حرکت سیاره ها به دور خورشید، نیز تأثیری ندارد _ ولی همانطور که دیدیم، برای توضیح دادن حرکت ستاره ها به دور مرکز کهکشان به آن نیاز داریم.

 

   آیا نوع متفاوتی از فیزیک گرانش در مقیاس کهکشانی حاکم است؟ احتمالاً نه. به احتمال بیشتر، ماده تاریک از نوعی ماده‌ تشکیل می‌شود که ما هنوز ماهیت آن را نشناخته ایم، و پراکنده تر از ماده‌ی معمولی جمع می شود. در غیر این صورت، می توانستیم گرانش توده های متراکم ماده تاریک را که در گیتی جمع شده اند، شناسایی کنیم _ دنباله دارهای ماده تاریک، سیاره‌های ماده تاریک و کهکشان‌های ماده تاریک. تا جایی که ما می دانیم، اوضاع به این صورت نیست.

 

   آنچه می دانیم این است که ماده‌ای که در گیتی می‌شناسیم تنها رویه‌ای نازک بر روی کیک کیهانی است، کفی شناور بر سطح اقیانوس پهناور کیهانی از چیزی که همچون هیچ به نظر می رسد.

 

اعتبار تصویر: EarthSky

 

   بدترین اتفاقی که ممکن است بیفتد، این است که کشف کنیم که ماده تاریک اصلاً از ماده تشکیل نشده است، بلکه از چیز دیگری تشکیل شده است.

آیا آنچه می‌بینیم اثرات نیروهایی از یک بُعد دیگر است؟

آیا آنچه حس می‌کنیم گرانش معمولی ماده معمولی پس از عبور از غشای یک جهان خیالی مجاور ما است؟

 

اگر چنین باشد، ممکن است این فقط یکی از همه‌ی، بی نهایت گیتی هایی باشد که بس‌گیتی را تشکیل می‌دهند. عجیب و باورنکردنی به نظر می‌رسد؛ ولی آیا دیوانه وارتر از زمانی است که برای نخستین بار گفته شد که زمین به دور خورشید می‌چرخد؟ اینکه خورشید یکی از یکصد میلیارد ستاره در راه شیری است؟ یا اینکه راه شیری تنها یکی از یکصد میلیارد کهکشان در عالم است؟

 

   حتی اگر هر کدام از این فرضیه‌های تخیلی درست از آب درآید، هیچ کدام از آن‌ها به کار گیری موفقت آمیز گرانش ماده‌ی تاریک را در معادلاتی که از آن برای فهمیدن شکل‌گیری و تکامل گیتی استفاده می‌کنیم، تغییر نخواهد داد.

 

   شاید برخی دیگر از افراد دیر باور خستگی‌ناپذیر بگویند که « باید دیده شود» رویکردی برای زندگی که در بسیاری از کارها موثر واقع می‌شود، ولی برای علم مناسب نیست. علم فقط درباره‌ی دیدن نیست، درباره اندازه گیری کردن است، ترجیحاً با چیزی غیر از چشمان شما که پیوندی ناگسستنی با اضافات مغز دارد. این اضافات غالباً شامل مجموعه ای از افکار از قبل تعیین شده، تحصیلات از قبل تعیین شده و سوی گیری آشکار است.

 

ذرات ماده تاریک نیز ممکن است از طریق برهم‌کنشهای نادر مشابه، خود را نشان بدهند و یا شگفت انگیزتر اینکه ممکن است خودشان را از طریق نیروهایی غیر از نیروی هسته‌ای قوی، نیروی هسته‌ای ضعیف و الکترومغناطیس آشکار سازند. این سه نیرو، به اضافه گرانش، چهار نیروی شگفت انگیز گیتی را تشکیل می‌دهند و واسطه همه برهمکنش ها میان همه ذرات شناخته شده هستند؛ بنابراین انتخاب ها روشن هستند.

یا ذرات ماده‌ی تاریک باید منتظر شوند که ما یک نیروی جدید یا دسته‌ای از نیروهای جدید را کشف کنیم و کنترل نماییم، یا اینکه ذرات ماده تاریک از طریق نیروهای نرمال، ولی به طور بسیار ضعیف، برهمکنش انجام دهند.

 

   بنابراین، تأثیرات ماده‌ی تاریک واقعی است. فقط نمی‌دانیم ماده تاریک چیست. به نظر می‌رسد که ماده تاریک از طریق نیروهای هسته‌ای قوی برهمکنش نشان نمی‌دهند، لذا نمی‌تواند هسته بسازد، یا مشاهده نشده که ماده تاریک از طریق نیروی هسته‌ای ضعیف نیز برهمکنشی داشته باشد، کاری که حتی نوترینوها هم انجام می‌دهند. و به نظر هم نمی رسد با نیروی الکترومغناطیسی نیز برهمکنش داشته باشند از این رو مولکول هم نمی سازند و به صورت گلوله‌های چگال ماده‌ی تاریک متراکم نمی شوند. نور را هم جذب، گسیل، منعکس یا متفرق نمی کند. به طوری که از آغاز می دانستیم، ماده‌ی تاریک گرانش اعمال می کند، که ماده‌ی معمولی هم به آن پاسخ می‌دهد، ولی فقط همین. بعد از این همه سال هیچ واکنش دیگری را در آن کشف نکرده ایم.

 

اختـــر فیزیک برای افراد بــی قرار، ماده تـــاریک

 astrophysics for people in a hurry, c2017


برچسب‌ها: ماده تـــــاریک


ادامه مطلب
نوشته شده در سه شنبه ۳۰ آذر ۱۴۰۰ ساعت ۹:۳۰ ب.ظ توسط |