ساخت دقیق‌ترین نقشه‌ی توزیع ماده‌ی تاریک در جهان

مجله‌ علمی ایلیاد - محققان دانشگاه ییل، یکی از دقیق‌ترین نقشه‌های ماده‌ی تاریک را خلق کرده‌اند که به ما کمک می‌کند، اسرار کیهان را بشناسیم. ما هنگام مشاهده‌ی کیهان، تقریباً کور هستیم! بر اساس یافته‌های دقیق، ۲۷ درصد جهان ماده‌ی تاریک، ۶۸ درصد آن انرژی تاریک و حدود ۵ درصد آن ماده‌ی معمولی است. از این ۵ درصد نیز تا کنون مقدار کمی را دیده‌ایم. اما همه‌ی چیزی که می‌توانیم ببینیم، همان ۵ درصد است و بقیه‌ي ۹۵ درصد باقیمانده، از دید ما پنهان است.

 

ماده‌ي تاریک نوعی ماده‌ی ناشناخته است که هیچ نوع انتشار و یا برهم‌کنشی ندارد که مثل نور، از جنس تابش الکترومغناطیس باشد. بنابراین، ما نمی‌توانیم واقعاً آن را ببینیم. اما می‌دانیم که این ماده به نوعی وجود دارد؛ چرا که تأثیرات گرانشی آن را می‌تولنیم ببینیم. مانند پدیده‌ای که هم‌گرایی گرانشی نامیده می‌شود.

پدیده‌ي لنز گرانشی زمانی مشاهده می‌شود که توزیعی از ماده، مانند خوشه‌ای از کهکشان‌ها، مابین رصدگر و یک منبع نور، در فاصله‌ی دور قرار گیرد. نور طی سفر خود، از منبع به سمت ناظر، وقتی به نزدیکی خوشه‌ی کهکشانی می‌رسد، خم می‌شود. با مطالعه‌ی شکل و جهت تعداد زیادی از کهکشان‌های دوردست و میانگین‌گیری از جهت آن‌ها، میدان هم‌گرایی در هر ناحیه، اندازه‌گیری می‌شود.

از این روش می‌توان برای اندازه‌گیری توزیع جرم، در آن ناحیه نیز استفاده کرد. به‌ویژه توزیع زمینه‌ی ماده‌ی تاریک را می‌توان بازسازی کرد.

«پریاموادا ناتاراجان»، محقق اصلی این کار می‌گوید: «با استفاده از داده‌های سه خوشه، دانه دانه بودن ماده‌ی تاریکِ درون خوشه‌ها را با جزئیات دقیق و با موفقیت نقشه‌برداری کرده‌ایم. ما تمام توده‌های ماده‌ی تاریک که داده‌ها، اجازه‌ی آشکارسازی آن‌ها را می‌دادند، نقشه‌برداری کرده‌ و دقیق‌ترین نقشه‌ی توپولوژی ماده تاریک را تولید کرده‌ایم.»

آن‌ها اساساً هم‌گرایی مربوط به اجرام عادی را مشاهده کرده‌اند. بقیه‌ی همگرایی‌های مشاهده شده، یعنی آن‌هایی را که نمی‌توان به‌ وسیله‌ی ماده‌ی معمولی توضیح داد، حاکی از حضور ماده‌ی تاریک هستند. در صورتی که این مشاهدات را بارها و در جهت‌های مختلف انجام دهید، در پایان نقشه‌ای از توزیع ماده‌ی تاریک خواهید داشت.

ناتاراجان اضافه کرد: «با وجود اینکه در حال حاضر، ما محتوای دقیق کیهان و مقادیر ماده‌ی تاریک و نحوه‌ی توزیع آن را می‌دانیم، اما موجودیت آن همچنان دست نیافتنی باقی مانده است.»

نکته‌ی قابل توجه این است که این نقشه شباهت نزدیکی به شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیشین دارد که نشان می‌دهد، اخترشناسان تصور بسیار خوبی از وقایع جهان پیرامون دارند. این حقیقت که اخترشناسان تنها توسط شواهد غیرمستقیم، ماده‌ی تاریک را با چنان دقت قابل توجهی پیش‌بینی کرده‌اند، شاهدی است بر اینکه، این بخش از علم تا چه اندازه در سال‌های اخیر پیشرفت داشته است.

 

نوشته: zmescience
ترجمه: فاطمه صفایی - مجله‌ علمی ایلیاد