بیگ بنگ: ماده تاریک ماده‌ای مرموز است که به اعتقاد کیهان‌شناسان ۸۵ درصد از جهان هستی را تشکیل داده‌ است، اما براساس نظریه‌ای جدید، این ماده مرموز ممکن است به ماده‌ای شناخته شده شباهت داشته‌ باشد.

به گزارش بیگ بنگ به نقل از همشهری، در صورتي كه اين نظريه جديد درست باشد،‌ دريچه‌اي جديد به سوي وجه نامرئي و تاريك فيزيك گشوده می شود. ماده تاريك تنها از طريق گرانش قادر به تعامل با ديگر مواد است، اگر ماده تاريك درون سطلي ريخته شود، از ميان آن عبور خواهد‌ كرد زيرا با الكترومغناطيس تعاملي ندارد. (يكي از دلايلي كه انسان مي‌تواند روز سطح زمين بايستد اين است كه اتم‌هاي پاي وي توسط اتم‌هاي سطح زمين رانده مي‌شوند.) از آنجايي كه ماده تاريك نمي‌تواند نور را بازتاب داده و يا جذب كند، نامرئي و ناملموس است.

از این رو دانشمندان براي قبول اين ماده وجود آنها را به رفتار كهكشان‌ها نسبت مي‌دهند، جرم محاسبه شده كهكشان‌ها براساس مواد مرئي سازنده آنها به اندازه‌اي كافي نبود كه بتواند اجزاي آنها را متصل به هم نگه دارد. بعد‌ها رصد بزرگنمايي گرانشي كه در آن نور در حضور ميدان‌هاي گرانشي دچار انحراف و اعوجاج مي‌شود، نشان داد ماده ديگري نيز وجود دارد كه قابل مشاهده نيست اما مي‌تواند كهكشان‌هاي را جرمگين‌تر سازد.

پيون‌هاي نامرئي

اكنون تيمي متشكل از پنج فيزيكدان ادعا مي‌كنند كه ماده تاريك شايد نسخه‌اي نامرئي و غيرملموس از پيون، ذره‌اي كه در دهه 1930 كشف شد باشد. يك پيون نوعي مزون،‌دسته‌اي از ذرات متشكل از كوآرك‌ها و آنتي‌كوارك‌ها، است؛ پيون‌هاي خنثي در ميان پروتون‌ها و نوترون‌ها حركت كرده و آنها را در مقياس هسته اتمي به يكديگر پيوند مي‌دهند.

بيشتر فرضيه‌ها درباره ماده تاريك فرض را بر اين گذاشته كه ماده تاريك از ذراتي بدون قابلتي تعامل با يكديگر تشكيل شده‌است، ذراتي كه به آرامي از ميان يكديگر عبور مي‌كنند. اين ذرات ذرات بزرگ كم تعامل يا WIMPها نام دارند. فرضيه ديگر اين است كه ماده تاريك از از اكسيون‌ها، ذرات فرضي كه قادر به حل پرسش‌هايي بدون پاسخ درباره مدل استاندارد فيزيك ذره‌اي هستند، ساخته شده‌است. اكسيون‌ها نيز قدرت تعامل قوي با يكديگر را ندارند.

فرضيه جديد فيزيكدانان دانشگاه بركلي پيون‌هاي سازنده ماده تاريك را با قابليت تعامل شديد‌تر متصور شده‌است،‌ زماني كه ذرات يكديگر را لمس مي‌كنند تا حدي نابود شده و به ماده معمولي تبديل مي‌شوند. براي تبديل شدن به ماده عادي ذرات بايد در الگويي سه به دو با يكديگر برخورد كنند يعني سه ذره از ماده تاريك با يكديگر برخورد كنندبخشي از كوارك‌هاي ماده تاريك تبديل شده به ماده عادي مقداري ماده تاريك از خود به جا مي‌گذارد. با اين مقياس آنچه به جا مي‌ماند مي‌تواند مقدار قابل قبولي ماده تاريك و ماده عادي در جهان ايجاد كند. فرضيه جديد توضيح مي‌دهد كه در جهان اوليه پيون‌هاي تاريك با يكديگر برخورد كرده‌ و از ميزان ماده تاريك كاسته‌اند.

اما با انبساط جهان هستي ميزان برخورد ذرات با يكديگر كمتر و كمتر شده‌است تا حدي كه امروز اين ذرات به حدي از هم فاصله گرفته‌اند كه به ندرت با يكديگر برخورد مي‌كنند. اما براي عملي شدن فرضيه جديد، پيون‌ها بايد از چيزي متفاوت از ماده معمولي ايجاد شده‌باشند زيرا هرآنچه از كوآرك‌هاي عادي ساخته شده باشد رفتاري متفاوت از ماده تاريك از خود نشان مي‌دهد. فيزيكدانان مي‌گويند اين فرضيه جديد مي‌تواند به توضيح جرم كهكشان‌هايي خاص مانند كهكشان‌هاي كوتوله كه از مناطق بسيار جرمگيني برخوردارند كه تنها در شبيه‌سازي‌هاي رايانه‌اي قابل مشاهده‌اند، كمك كند. شايد برخورد‌دهنده بزرگ هادرون بتواند به زودي فرضيه فيزيكدانان بركلي را تاييد يا رد كند. جزئیات بیشتر این پژوهش در Physical Review Letters منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: Livescience