ماده تاریک وجود دارد

ستاره شناسان نمی‌توانند ماده تاریک را به طور مستقیم ببینند اما می‌توانند اثرات آن را مطالعه کنند. آنها می‌توانند نور خم شده از گرانش اشیاء نامرئی را که همگرایی گرانشی نام دارد، مشاهده کنند. همگرایی گرانشی هنگامی روی می‌دهد که نور یک چشمهٔ درخشان بسیار دور(مانند یک اختروش) در مسیرش تا رصدگر، از کنار جسم پرجرم دیگری(مانند یک خوشهٔ کهکشانی) بگذرد و مسیرش خمیده شود.

ستاره شناسان همچنین می‌توانند این موضوع را که ستاره‌ها در کهکشان‌های خود سریع‌تر از آنچه باید، در حال چرخش هستند نیز اندازه گیری کنند. این ماده به مقدار زیادی در جهان وجود دارد اما وجود آن فقط به صورت غیر مستقیم و اخیراً مورد سوال قرار گرفته است. اکنون طی این مطالعه محققان مشاهداتی را که طی آن محققان دیگر درباره وجود ماده تاریک شک داشتند را تکذیب کرده‌اند. این مطالعه بینش‌های مفصلی درباره درک ماهیت ماده تاریک و ارتباط آن با ماده عادی ارائه می‌دهد. ماده تاریک(Dark Matter)، نوعی از ماده است که فرضیه وجود آن در اخترشناسی و کیهان‌شناسی ارائه شده‌ است تا پدیده‌هائی را توضیح دهد که به نظر می‌رسد ناشی از وجود میزان خاصی از جرم باشند که از جرم موجود مشاهده‌ شده در جهان بیشتر است. جهان دائما در حال تغییر است. از گسترش جهان تا حرکت ستارگان در کهکشان‌ها، پدیده‌های زیادی وجود دارد که حضور ماده معمولی به تنهایی قادر به توضیح آنها نیست. نیروی جاذبی که این ماده ایجاد می‌کند، کافی نیست. این امر به ایجاد نظریه وجود ماده تاریک و این ایده که کهکشان‌ها در هاله‌های کروی آن تعبیه شده بودند منجر شده است.

"چیارا دی پائولو"(Chiara Di Paolo) دانشجوی دکترای اخترفیزیک در موسسه مطالعات پیشرفته در تریسته ایتالیا(SISSA)، گفت: سه سال پیش، تعدادی از محققان دانشگاه کیس وسترن رزرو(Case Western Reserve University) آمریکا درک ما راجع به جهان و کار عمیق بسیاری از محققان را زیر سؤال بردند و بر وجود ماده تاریک در کهکشان‌ها شک کردند. آنها با تجزیه و تحلیل منحنی‌های چرخش ۱۵۳ کهکشان(به طور عمده نوع مارپیچی کلاسیک)، رابطه تجربی بین شتاب گرانشی کل ستاره‌های مشاهده شده و مؤلفه‌ای را که ما در حضور ماده معمولی تنها در نظریه نیوتون کلاسیک مشاهده کرده بودیم بررسی کردند. این رابطه تجربی که در تمام کهکشان‌هایی که مورد تجزیه و تحلیل بودند و در هر شعاع کهکشانی، معتبر به نظر می‌رسید، بدون اینکه لزوماً ماده تاریک را زیر سؤال ببرد انگیزه‌ای برای توضیح شتاب گرانشی ایجاد می‌کند اما شامل تئوری‌های گرانش اصلاح شده مانند دینامیک نیوتونی اصلاح‌ شده نیز است.

در فیزیک٬ دینامیک نیوتونی اصلاح‌شده(Modified Newtonian Dynamics)، یا به طور خلاصه MOND، فرضیه‌ای است که تلاش می‌کند با اصلاح قانون گرانش نیوتون، مسئله چرخش کهکشانی را توضیح دهد. در کهکشان‌ها، سرعت چرخش ستاره‌ها و گازها به دور مرکز کهکشان یکنواخت است که با پیش‌بینی قانون جهانی گرانش نیوتن مغایر است. این قانون پیش‌بینی می‌کند که اجرام دورتر باید با سرعت کمتری بچرخند. مانند سامانه خورشیدی که سیاره‌های دورتر با سرعت کمتری به دور خورشید می‌چرخند.

اخترشناسان می‌گویند ماده تاریک در هر کهکشان قابل مشاهده وجود دارد و می‌تواند دلیل ایجاد کهکشان‌ها باشد. علاوه بر این اعتقاد بر این است که ماده تاریک می‌تواند همانند چسبی عمل کند که ماده قابل مشاهده را میان این کهکشان‌ها نگه می‌دارد.

"پیتر ون دوکوم"(Pieter van Dokkum) از دانشگاه ییل گفت: ما تصور می‌کنیم همه کهکشان‌ها دارای ماده تاریک است و آن ماده دلیل تشکیل کهکشان‌ها است. این ماده نامرئی و مرموز غالب‌ترین ماده کهکشان است. بنابراین یافتن یک کهکشان بدون آن موضوعی غیرمنتظره است. این موضوعات ایده‌های استاندارد درباره چگونگی درک ما از کهکشان‌ها را به چالش می‌کشد و نشان می‌دهد ماده تاریک واقعی است و جدا از سایر اجزای کهکشان‌ها وجود جداگانه خودش را نیز دارد.

یافته‌های این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که ممکن است بیش از یک راه برای تشکیل یک کهکشان وجود داشته باشد. علاوه بر این ، وجود ماده تاریک در کهکشان‌ها می‌تواند چگونگی حرکت ستاره‌ها و جمع شدن آنها به شکل خوشه‌ای را که ماده عادی نمی‌تواند توضیح دهد، توضیح دهد.

"پائولو سالوچی"(Paolo Salucci) استاد اخترفیزیک موسسه مطالعات پیشرفته در تریسته ایتالیا و یکی از نویسندگان این تحقیق گفت: ما رابطه بین شتاب کل و اجزای معمولی آن در ۱۰۶ کهکشان را بررسی کردیم و نتایج متفاوتی را از آنچه قبلاً مشاهده شده بود به دست آوردیم که این یافته‌ها شک و تردید در مورد وجود ماده تاریک در کهکشان‌ها را از بین می‌برد. علاوه بر این، رابطه جدید کشف شده می‌تواند اطلاعات مهمی در اختیار ما قرار دهد و درک ما را از ماهیت این مؤلفه/جز نامشخص افزایش دهد.

یافته‌های این مطالعه در مجله "Astrophysical Journal" منتشر شده است.

منبع: ایسنا

24