ماده تاریک چیست؟ (ناشناخته ترین معمای کیهان)

ستاره | سرویس علوم – ماده تاریک یکی دیگر از رازهای سر به مهر کیهان است که کماکان بشر جواب قانع کننده ای برای سوالات خود درباره این ماده نیافته است. البته این بدان معنی نیست که ما هیچ چیزی از ماده تاریک نمیدانیم زیرا تحقیقات و شواهد اطلاعاتی در این باره برای ما به ارمغان آورده اند اما باز هم نتوانسته اند ذهن کنجکاو بشر را قانع کنند. محققان معتقدند که آینده کیهان در دست ماده تاریک است به همین سبب دوست دارند بیشتر از ماده تاریک بدانند و ماهیت اصلی آن را شناسایی کنند.

 

ماده تاریک چیست و چه ماهیتی دارد؟

تقریبا ۸۰ درصد جهان هستی توسط ماده ای دربرگفته شده است که با چشم مسلح هم دیده نمیشود. این ماده که تحت هیچ شرایطی قابل دیدن نیست و هیچ گونه انرژی و یا نوری از خود ساطع نمیکند با عنوان ماده تاریک شناخته میشود. گفته می‌شود ماده‌ی تاریک باید به‌صورت ساختارهای رشته‌ای از مواد اتصال‌دهنده‌ی کهکشان‌ها وجود داشته باشد. حتی دانشمندان دانشگاه واترلو در حال حاضر توانسته‌اند برای اولین بار یکی از رشته‌های یادشده‌ی ماده‌ی تاریک را به تصویر بکشند.

ماده تاریک به شکل عجیبی در حال انبساط است و پیش بینی میشود که آینده کهکشان در دست این ماده قرار دارد و روزی جهان هستی به تاریکی مطلق فرو میرود.

فرضیه ای وجود دارد که بیان میدارد عمر جهان هستی سی و پنج میلیارد سال است و حدوداد چهارده میلیارد سال از سن جهان میگذرد و تنها بیست و یک میلیارد سال دیگر تا پایان جهان زمان باقی مانده است. پس از آن جهان نابود و تاریک میشود. در واقع آینده جهان به نبرد انرژی تاریک با ماده تاریک بستگی دارد.

 

 

ماده تاریک چه زمانی کشف شد؟

تولد فرضیه ماده تاریک عمر زیادی ندارد. در واقع در دهه چهارم قرن ۱۹میلادی بود که زمزمه های وجود این ماده توسط “فریتز زوئیکی” مطرح شد. “فریتز زوئیکی” هیچ ذهنیتی نسبت به ماده تاریک نداشت اما معتقد بود که در مطالعات کهکشانی خود برخی کهکشان ها فاقد ماده مریی لازم برای حفظ ثبات کهکشان مذکور بوده اند. او اظهار داشت که معمایی ناشناخته در کهکشان ها وجود دارد که در گستره بینایی ما جای ندارند. این معما میتواند عاملی برای ثبات کهکشانی باشد.

نظریات “فریتز زوئیکی” جرقه ای را در ذهن دانشمندان و محققین عصر انداخت، برخی از آنان به صورت جدی به حل این معما پرداختند و مقالاتی هم در این زمینه منتشر شد. تا اینکه در اواخر قرن ۱۹ میلادی با پیشرفت دوربین ها و تلسکوپ های نجومی تصاویری با کیفیت و جدید از فضا ثبت شد. این تصاویر نشان دهنده فضاهای خالی و سیاهی در دل کهکشان ها بودند. این فضاهای خالی میتوانستد پاسخ همان معمای مرموز مطرح شده توسط “فریتز زوئیکی” باشند.

 

 

پیشرفت در شناسایی ماده‌ی تاریک تا چه حدی بوده است؟

دانشمندان در راه شناخت ماده تاریک بسیار مصمم هستند. خوشبختانه از دوره کشف این ماده تا کنون حمایت های مناسبی جهت تحقیقات بر روی این ماده انجام شده است و تحقیقات برای کشف ماهیت واقعی آن ادامه داشته است.

البته باید بگوییم که هم اکنون تکه های معمای این پازل بسیار پراکنده هستند و هنوز نتوانسته ایم شمایلی دقیق از ظاهر و ماهیت این ماده را بسازیم و تعریفی قانع کننده بیابیم. با این حال در راه شناسایی ماده تاریک قدم های ابتدایی برداشته شده است.

ویژگی هایی که تاکنون برای ماده تاریک حدس زده میشود عبارتند از :

• ماده‌ی تاریک ماده‌ای کاملا سرد است.
• حرکت جنبشی نسبی در این ماده وجود ندارد.
• ماده تاریک از نوعی ذرات بنیادی تشکیل شده است.
• تأثیر قابل توجهی غیر از تغییرات گرانشی بر فضا زمان نمیگذارد.

 

 

در نبرد سیاهچاله و ماده تاریک کدام برنده است؟

اگر در خاطرتان باشد در مقالات پیشین درباره سیاهچاله ها و نیروی گرانشی فراوان آن ها صحبت کرده بودیم. گفته بودیم که هیچ چیز نمیتواند از قدرت ویرانگر سیاهچاله درامان بماند و توسط آن بلعیده خواهد شد. در آن مقاله حرفی از ماده تاریک نزدیم که ذهن شما را با واژه ای ناشناس درگیر نکنیم. اما هم اکنون باید به تصحیح و تکمیل مقاله پیشین بپردازیم و بگوییم که قطعا ماده تاریک تنها موردی است که در نبرد گرانش سیاهچاله میتواند پیروز باشد.

سیاهچاله به واسطه نیروی گرانش به شدت بالای خود هر ماده ای که دارای جرم باشد را به درون خود میشکد. اما ماده تاریک فاقد زاویه است و این فقدان زاویه بلعیده شدن توسط سیاهچاله را محال میسازد، زیرا ماده تاریک برای سقوط به سیاهچاله باید مستقیما وارد شود.‌
فرضیه ای وجود دارد در صورت سقوط ذرات ماده‌ی تاریک به درون سیاهچاله اشعه‌ی پر قدرت گاما از افق سیاهچاله ساطع شود. در این صورتی که این اتفاق رخ دهد احتمال دارد که امکانی برای مشاهده ماده تاریک فراهم شود و بهتر بتوان آن را تشریح کرد.

 

 

کشف یک کهشکان تازه که ۹۹/۹۹ درصد از جرم آن را ماده تاریک تشکیل میدهد

یکی از کشفیات مهم در راه تحقیقات ماده تاریک کهکشانی است که تقریبا تمام آن از این ماده تشکیل شده است. این کهشکان بی نهایت تاریک است و همین تاریک بودنش دلیل عدم کشف و رویت آن تاکنون بوده است.

قطعا همه از ویژگی های بدیهی یک کهکشان میدانیم. اینکه کهکشان خانه ستاره های بسیاری است و حتما باید درصد قابل قبولی از ستارگان در کنار هم تجمع داشته باشند تا کهکشان از هم فرونپاشد. اما نکته جالبی که برای دانشمندان سوال ایجاد کرده بود عدم فروپاشی این کهکشان بی ستاره بود. چرا این کهشکان تاریک تاکنون از هم فرونپاشیده؟

پاسخ این سوال همان ماده تاریک است. در واقع این پدیده شاه کلید بقای این کهکشان تاکنون بوده است. نیروی گرانشی ستاره ها عامل پایداری و ثبات کهکشانی است که با سرعت بسیار زیادی در حال چرخش است. حال اگر این نیرو وجود نداشته باشد عاملی چسب مانند نیاز داریم تا ثبات را حفظ کند و ماده تاریک دقیقا نقش همین چسب را بازی میکند.

 

سخن آخر

ماهیت ماده تاریک هنوز کشف نشده و ذهن بشر کنجکاو کماکان در پی یافتن پاسخی مناسب و قانع کننده است. قطعا کشف معمای ماده ای که بیش از ۸۰ درصد این جهان پهناور را در هم گرفته مساله ای مهم برای کیهان شناسان است تا بدین وسیله بتوانند گذشته، حال و آینده ما را حدس بزند.