بیگ بنگ: دانشمندان به منظور درک انبساط کیهان، یک نقشۀ پیشگانه و دقیق از توزیع “ماده تاریک” به تصویر کشیدند. نقشه جدید از نور تابش زمینه کیهانی(CMB) به‌ عنوان نور پس‌زمینه استفاده می‌کند تا تمام ماده میان ما و بیگ بنگ را نشان دهد.

به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایسنا، جهان کیهانی مملو از رازهایی است که دانشمندان قرن‌ها در تلاش برای کشف آن بوده‌اند. ماده تاریک یکی از این رازهای گیج کننده است و درک آن می‌تواند به ما کمک کند تا در مورد تکامل و ساختار جهان بیشتر بدانیم.

اکنون پژوهشگران با استفاده از تلسکوپ کیهان شناسی آتاکاما (ACT) نقشه دقیقی از ماده تاریک نامرئی ایجاد کرده‌اند. این تصویر جدید و پیشگامانه، ماده تاریک مرموز را به تصویر می‌کشد که در یک چهارم کل آسمان توزیع شده است.

ایجاد این نقشه، نظریه آلبرت اینشتین را در مورد چگونگی رشد ساختارهای عظیم کیهانی و منحنی نور در گستره ۱۴ میلیارد سال عمر جهان تأیید می‌کند. “بلیک شروین” استاد کیهان‌شناسی در دانشگاه کمبریج و سرپرست گروه ACT در بیانیه‌ای گفت: «از ماده تاریک نامرئی در آسمان تا بیشترین فواصل نقشه‌برداری کرده‌ایم و به وضوح ویژگی‌های این جهان نامرئی را می‌بینیم که صدها میلیون سال نوری وسعت دارد و به نظر می‌رسد دقیقاً همانطور است که نظریه‌های ما پیش‌بینی می‌کنند.»

بیش از ۱۶۰ پژوهشگر داده‌های ACT تحت نظر بنیاد ملی علوم آمریکا را بررسی کردند. با این حال، ثبت ویژگی‌های ماده تاریک که ۸۵ درصد از جهان را تشکیل می‌دهد، کار دشواری بود. از آنجایی که ماده تاریک با نور یا سایر انواع تابش الکترومغناطیسی برهمکنش ندارد، بررسی آن دشوار است و گرانش تنها چیزی است که می‌تواند اطلاعاتی در مورد ماده تاریک آشکار کند.

“ماده تاریک” گونه‌ای از ماده است که فرضیه وجود آن در اخترشناسی و کیهان‌شناسی ارائه شده‌ است تا پدیده‌هایی 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. ماده تاریک به‌ طور مستقیم با استفاده از تلسکوپ قابل مشاهده نیست. به همین دلیل «تاریک» نامیده می‌شود که ظاهراً هیچ کنشی با میدان الکترومغناطیسی ندارد؛ به این معنی که تشعشعات الکترومغناطیسی (مانند نور) از خود منتشر نمی‌کند، آن را بازتاب نمی‌دهد و جذب هم نمی‌کند؛ بنابراین قابل رویت نیست.

به بیان دیگر، “ماده تاریک” واکنشی نسبت به نور نشان نمی‌دهد؛ در عوض، وجود و ویژگی‌های آن را می‌توان به‌طور غیرمستقیم و از طریق تأثیرات گرانش بر روی ماده مرئی، تابش و ساختار بزرگ مقیاس جهان نتیجه گرفت.

طبق داده‌های تیم ماموریت پلانک در سال ۲۰۱۳ و بر پایه مدل استاندارد کیهان‌شناسی، کل جرم-انرژی موجود در جهان شناخته‌ شده شامل ۴٫۹ درصد ماده معمولی، ۲۶٫۸ درصد ماده تاریک و ۶۸٫۳ درصد انرژی تاریک تشکیل شده‌ است. این یعنی ماده تاریک ۲۶٫۸ درصد از کل ماده موجود در جهان را تشکیل می‌دهد و انرژی تاریک و ماده تاریک روی هم رفته ۹۵٫۱ درصد از کل محتویات جهان را تشکیل می‌دهند.

اخترفیزیک‌دانان فرضیه “ماده تاریک” را مطرح نمودند تا اختلاف میان جرم محاسبه‌شده برای اجرام غول‌پیکر آسمانی توسط دو روش استفاده از تأثیرات گرانشی آن‌ها یا استفاده از مواد درخشان درون آن‌ها (ستارگان، گاز، غبار) را توضیح دهند. کیهان‌شناسان توافق نظر دارند که ماده تاریک عمدتاً از نوعی ذره زیراتمی ناشناخته تشکیل شده‌ است. جست‌وجو برای یافتن این ذره با استفاده از وسایل گوناگون یکی از تلاش‌های اصلی فیزیک ذرات بنیادی است.

دانشمندان در این پژوهش جدید، برای تهیه از نقشۀ ماده تاریک، اعوجاج نور باقیمانده از بیگ بنگ را مشاهده کردند، یعنی زمانی که جهان تنها ۳۸۰ هزار سال سن داشته است. این نوع نور پراکنده آزادانه در سراسر جهان حرکت می‌کند و به عنوان تابش زمینه کیهانی(CMB) شناخته می‌شود.

در بیانیه محققان توضیح دادند که کشش گرانشی ساختارهای بزرگ و سنگین از جمله ماده تاریک، تابش زمینه کیهانی را در سفر ۱۴ میلیارد ساله خود به سمت ما منحرف می‌کند، مانند زمانی که یک ذره بین نور را هنگام عبور از عدسی خود خم می‌کند.

علاوه بر این، این پژوهش به بحث‌های جاری در مورد «بحران در کیهان شناسی» می‌افزاید که بر اختلاف در اندازه‌گیری سن کیهان تمرکز دارد و نیاز به آگاهی از میزان انبساط آن دارد. این بحران از اندازه‌گیری‌های مختلف نور پس‌زمینه کیهان به جای CMB ناشی می شود. این انحرافات نشان می‌دهد که ماده تاریک در مدل استاندارد کیهان‌شناسی به اندازه کافی در نظر گرفته نشده و این مدل نادرست است.

“متیو ماداواچریل” استادیار دپارتمان فیزیک و نجوم در دانشگاه پنسیلوانیا می‌گوید: این نقشه به طور قابل‌توجهی اندازه‌گیری‌هایی ارائه می‌کند که نشان می‌دهد هم برآمدگی جهان و هم سرعت رشد آن پس از ۱۴ میلیارد سال تکامل، دقیقاً همان چیزی است که شما از مدل استاندارد کیهان‌شناسی مبتنی بر نظریه گرانش اینشتین انتظار دارید. این پژوهش در یک کنفرانس علمی در دانشگاه کیوتو ارائه شد.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: interestingengineering.com