“ماده تاریک” چیست؟

بیگ بنگ: مادۀ تاریک ، در اخترشناسی و کیهان‌شناسی، 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.

ستاره‌شناسان به منظور بررسی ماده تاریک به خوشه کهکشانی ابل 1689 که در حدود 2.2 میلیارد سال نوری با زمین فاصله دارد، نظاره می کنند.

ستاره‌شناسان به منظور بررسی ماده تاریک به خوشه کهکشانی ابل ۱۶۸۹ که در حدود ۲٫۲ میلیارد سال نوری با زمین فاصله دارد، نظاره می کنند.

تاریخچه ماده تاریک

به گزارش بیگ بنگ، اختر-فیزیک‌دانان 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.

مشاهده و تاثیرات ماده تاریک

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 که جز با اثر گرانشی‌اش به هیچ روش شناخته‌شده دیگری قابل تشخیص نیست.

واضح است که ماده‌ی تاریک در مقیاس بزرگ‌تر نمود بیشتری پیدا می‌کند، به همین دلیل دانشمندان با بررسی ۱۳۵ تصویر عدسی گرانشی از ۴۲ کهکشان دوردست در خوشه کهکشانی آبل ۱۶۸۹ موفق شدند نقشه ماده تاریک درون این خوشه کهکشانی را بدست بیاورند. این ۴۲ کهکشان دوردست بین ۷ تا ۱۲ میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارند و اگر عدسی گرانشی آبل۱۶۸۹ نبود، امکان نداشت آنها را مشاهده کرد. صورت گرفته‌است. محققان معتقدند ماده تاریک و انرژی تاریک تشکیل دهنده بخش زیادی از جرم موجود در جهان قابل مشاهده هستند. اجزای ماده تاریک جرم بسیار بیشتری از قسمت دیده شدنی کائنات دارند.

dark-matter-what-is-it1

هرچند با اطلاعات جدیدتر از جمله نقشه‌های تلسکوپ فضایی پلانک متوجه شده‌ایم که ماده تاریک ۲۶.۸ از محتوای ماده-انرژی کیهان را تشکیل می‌دهد، اما ماهیت آن هنوز یک معما است. در صدر فهرست کاندیداهای ماده تاریک، ذرات سنگین با برهمکنش ضعیف (WIMP) قرار دارند. آکسیون‌ها که ذراتی به مراتب سبک‌تر و سردترند، در ردیف بعدی جای گرفته‌اند. آشکارسازهای متعددی در سراسر دنیا به دنبال شکار این دو نامزد ماده تاریک هستند. پیش از این سیگنال‌هایی از WIMP دیده شده بود، اما این مشاهده‌ها قطعی نبودند، حال آنکه تنها مورد مشاهده سیگنال اکسیون، بعدها رد شد. به تازگی نیز دانشمندان با بررسی سیگنال های مرموز و مشابهی که در بیش از ۷۰ خوشه کهکشانی مشاهده کردند و آن را به واپاشی “نوترینوهای استریل” ، ذرات ناباروری که تاکنون یافته نشده اند و به سختی با ماده ی معمولی برهم کنش انجام می دهند نسبت دادند و این ذرات را کاندیدی برای ماده تاریک محسوب کردند.

آشکارسازی 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 در زیر نام می بریم: 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.

نویسنده: سام / بیگ بنگ – منابع: popsci , nasa , Dark matter , newscientist , space

image_pdfimage_print
(45 نفر , میانگین : 4٫67 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=16620

سمیر الله وردی

کارشناس عمران، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فیزیک و تکنولوژی های جدید می باشد و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۲۰ پاسخ‌ها

  1. فرزاد گفت:

    آیا وجود ماده تاریک قطعیه و اثبات شده؟ و فقط مشکل در شناسایی خواص و ماهیتشه؟ یا اینکه هنوز هم در حد یک نظریه و برای توجیه ناآگاهی های ماست.
    شاید این تئوری هم مثل در نظر گرفتن «اتر» باشه که برای توجیهات کیهانی نیاز بود و با ارائه نظریه های جدید دیگه کنار گذاشته شدن.

    • عبدالرسول یزدی گفت:

      سلام
      همونطور که در پاراگراف اول متن بالا اومده وجود ماده تاریک از مقایسه و 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) اثبات شده ، اما هنوز ماهیت اون هنوز مبهمه و به بزرگترین پرسش قرن بدل شده

  2. ع. قاضی زاده گفت:

    بسیار عالی و پر فایده بود دوست عزیز. خوشحالم که تحقیقات آماتوری در زمینه نجوم و اختر فیزیک در ای مرز و بوم، هنوز طرفدارانی دارد. من هم از نوجوانی شیفته ی این زمینه از علوم بوده و هستم. امیدوارم تا بیگ بنگ بعدی خداوند تورا سلامت بدارد سمیر عزیز….

  3. بهروز گفت:

    عالی بود.استفاده.کردیم.

  4. Farid گفت:

    از نویسنده ی این مقاله تشکر میکنم . من پسری پانزده ساله هستم و میخاستم طرحم را در رابطه با ماده ی تاریک به شما بیان کنم . اگه مایل بودید میتوانید ار طریق ایمیلم به من پاسخ بدهید .
    Dr.farid32@yahoo. Com

  5. دکتر علیرضا محجوبیان لنگرودی گفت:

    جهان هستی از دو ماده تاریک وانرژی تاریک ساخته شده است ماده تاریک هسته اولیه کهکشانها را تشکیل می دهد ولی ماهیت آن را دقیقا نمی دانیم این ماده چند برابر ماده معمولی در جهان وزن دارد و قادر است پرتو های کیهانی را به سوی خویش جذب نموده و از مسیر اصلی منحرف سازد در حقیقت فلسفه کشف ماد تاریک نیز همین خمیدگی پرتوهای نوری بوده است. این ماده مانند چسبی است که کهکشانها یاامپراتوری ستارگان را در کنار هم نگهمیدارد از سوی دیگر انرژی تاریک اجزای کهکشانها را از هم دور می سازد و این دو ماده در حالت مساوی جهان هستی را به وجود آورده اند اینکه در نهایت از نبرد بین ماده تاریک و انرژی تاریک پیروزی اژآن چه کسی خواهد بود کسی نمی داند. یا حق

  6. ازاد گفت:

    باسلام جناب اقای محجوبیان ومدیریت سایت درباره ی این که جهان از دو ماده تاریک وانرژی تاریک ساخته شده است باید عرض کنم جهانی که ما در ان زندگی می کنیم از سه محصول اساسی درست شده است که یک پایه ان جهان تاریکی یا جهان …میباشد وانرژی تاریکی موتور کمکی ومتولد همان جهان تاریکی می باشد که چند میلیارد سال طول کشید تا به تکامل برسد واصلا جهان تاریکی وجهان انرژی تاریک دو جهان متفاوت نیستند زیراهردو متعلق به یک جهان بوده وهدفشان بعد از تکامل کمک به تکامل دو دنیای دیگر بود که پس از انها جهان ما برای رسیدن به هدف …باکمک این جهانها شکل گرفته ودارد به تکامل خود ادامه می دهد این مطالب صرفا جهت کمک به همه عزیزان ثبت می شود وهدف دیگری در میان نیست باتشکر

    • نیما گفت:

      شما گمراه نکن، نمی خواد کمک کنی. یه چیزی گفتی که بگی یه چیزی گفتی.
      اولا اگر بنا بر نظر گذاشتن است. جای بعضی کلمات نقطه چین نذار. نظرتو بگو و بعد دفاع کن. ثانیا منظور از تکامل رو نمی فهمم. کی گفته جهان به سمت تکامل می ره. بعضی به خاطر معنی فرگشت که به اشتباه تکامل ترجمه می گردد. همیشه به دنبال هدف و تکامل هستند. این در حالی است که فرگشت به هیچ وجه هدف ندارد. ما ماشینی از مم ها هستیم که به سوی کپی و باز کپی از خودمون می پردازیم، بدون هدف، خودخواهانه و این دنیا به بقای خود ادامه می دهد و خودخواهانه تولید می کند. لزوما تکامل باقی نمی ماند بلکه سازگارتر به بقا ادامه می دهد.
      در مورد تقسیم بندی ماده تاریک و انرژی تاریک. برادر من بزمانی قبل از رابطه هم ارزی جرم و انرژی انیشتین، بشر نمی دانست که نور که یک پدیده فیزیکی است را در طبقه بندی ماده قرار دهد. به عبارتی نمی توانست به چشم ماده به نور نگاه کند. شاید هر شی فیزیکی برای بشر جرم داشت. اما این امر در مورد نور صادق نبود. پس از اینکه انیشتین هم ارزی جرم و انرژی را ارئه داد مشخص گردید که نور بسته هایی از انرژی بوده که می توان در صورتی که آن را متوقف فرض کرد حاوی جرم سکون در نظر گرفت. از این رو جرم و انرژی یک رابطه تنگاتنگ با یکدیگر دارند.
      اینکه عنوان می شود که جرم جهان شامل ماده تاریک و انرژی تاریک است به خاطر تقسیم بندی پدیده های فیزیکی به دو دسته جرم و انرژی می باشد. و مسائلی که شما بیان می کند بیشتر یک اظهار نظر بی معنی است.

  7. امیدشه پور گفت:

    ماده تاریک ایا گازه؟

    • نیما گفت:

      نه خیر گاز نیست چرا که اگه گاز بود اسمش ماده تاریک نبود. ماده تاریک ماده ای که نه خود اثری بصری داره و نه بر اثر برخورد نور با آن هیچگونه اثری نظیر پدیده فوتوالکتریک یا کاهش در طول موج نورایجاد نخواهد شد.
      به این دلیل اسم ماده تاریک بر اون گذاشتند چرا که با تکنولوژی کنونی قابل تشخیص نیست. شاید زمانی بتوانیم اثرات این پدیده رو آشکار کنیم. اما در حال حاظر پیش بینی بوده که بخاطر توجیه نیروی لازم برای نگه داشتن ستاره ها در یک کهکشان و یا خوشه کهکشانی به آن استناد می شود.
      اگرچه ادعا می شود که تا حدودی می توانند اثرات ماده تاریک را آشکار کنند. ولی باید دانست که ماده تاریک قوی ترین نظریه است که انحراف نور عبوری در فواصل میان ستاره ای را می تواند توجیح کند. شاید زمانی برسد که دلیل انحراف مسئله دیگری عنوان شود.
      خود مقاله رو هم بخونید و فقط کامنت نگذارید.

  8. مجید سبزعلی گفت:

    آیا احتمال داره ماده تاریک و انرژی تاریک در بعد دیگری از این جهان باشند و ما فقط اثرات آنها را مشاهده میکنیم و قادر به دیدن آن بعد نیستیم؟ شاید همان بعدی که در فیزیک کوانتم هم باعث نتایج شگفتی نظیر درهمتنیدگی کوانتمی می شوند؟

  9. مجید سبزعلی گفت:

    سوال مهم دیگر این است که آیا اثرات ماده تاریک و انرژی تاریک در منظومه شمسی مشاهده شده است؟ چنین ماده و انرژی عظیمی در محاسبات پرتاب سفینه ها و کاوشگرها دیده شده است؟

  10. Amir گفت:

    یه سوال….جنس سیاه چاله ها از همین ماده تاریکه یا اصلا بهم ربطی ندارن؟؟؟

  11. حمید گفت:

    بسته های با میزان ثابت نور فقط به کمک اینشتین کشف نشد. ماکس پلانک از عوامل اصلی ارائه نظریه بود.

  12. مهدیه و زهرا گفت:

    هر ماده ای پاد ماده خود را دارد
    آیا ماده تاریک هم پاد ماده دارد؟

  13. erfane گفت:

    من بعد کلی خوندن مطلب راجب ماده تاریک و انرژیش نمیتونم وجودشو درک کنم وقتی چندین برابر کل کهکشان جرم وجود داره و انسان حتی نمیتونه وجودشو تشخیص بده چرا باید وجود داشته باشه؟و این عدم شکست میتونه انرژی مابین اجرام کهکشان باشه

  14. faraz گفت:

    سلام من از توضیحاتی که در بالا دادید کاملاً متوجه نشدم جای ماده تاریک در کیهانکجاست و چه شکلی است یا اصلان چیه
    ممنون میشم پاسخ سوالم و بدین.

پاسخ دهید

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