پژوهشی برای تهیه نقشۀ انبساط کیهان

0
518

بیگ بنگ: پژوهش انرژی تاریک(DES) فعالیتش را با هدف یافتن پاسخ ِ این پرسش بحث برانگیز که چرا انبساط ِ کیهان اینقدر شتاب دار است، با تهیه ی نقشه ی مادون قرمز از جهان، ترسیم می کند.

این عکس با دوربین انرژی تاریک گرفته شده است که کهکشان NGC 1398 را نشان می دهد. این کهکشان حاوی بیش از صد میلیون ستاره می باشد و در خوشه فورناکس(Fornax) واقع شده، فاصله آن از زمین در حدود 65 میلیون سال نوری تخمین زده می شود.
این عکس با دوربین انرژی تاریک گرفته شده است که کهکشان NGC 1398 را نشان می دهد. این کهکشان حاوی بیش از صد میلیون ستاره می باشد و در خوشه فورناکس(Fornax) واقع شده، فاصله آن از زمین در حدود 65 میلیون سال نوری تخمین زده می شود.

به گزارش بیگ بنگ، بر طبق ادعای وب سایت “پژوهش انرژی تاریک“، تلاش ها از یک یافته ی جالب توجه اخترشناسان نشأت می گیرد. چرا که آنان ابرنواختري را در دوردست ها و انفجار ستاره ای را مورد بررسی قرار دادند. در سال 1998 میلادی، اخترشناسان دریافتند که کیهان نه تنها در حال انبساط است، بلکه با رشد آن بر سرعت گسترش نیز افزوده می شود. این مسئله تعجب بسیاری را برانگیخت چرا که نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین بیان می دارد که باید گرانش، انبساط کیهان را کندتر نماید.

وب سایت پژوهش انرژی تاریک در ادامه می افزاید: کیهان شناسان به منظور توضیح شتاب کیهانی با دو احتمال روبرو هستند. 70 درصد کیهان در فرمی عجیب که اکنون انرژی تاریک نامیده می‌شود، موجود می باشد. این نشان از وجود نیروی گرانش مخالف با جاذبه ی ماده معمولی را نشان می دهد. همچنین، نسبیت عام باید جایگزین نظریه گرانش جدیدی در مقیاس کیهانی گردد.

مرور کلی

از این موضوع آگاهی داریم که از دهه ی ۱۹۲۰ ادوین هابل با مشاهده ی کهکشان های دوردست متوجه شد کیهان در حال گسترش و انبساط است. بر اساس مشاهدات آنها، کهکشان ها زمانی با سرعت بیشتری حرکت می کنند که فاصله بسیار زیادی با ما داشته باشند. احتمال می رود این انبساط با انرژی حاصل از بیگ بنگ ارتباط داشته باشد که منجر به پیدایش فضا و زمان در حدود 13.8 میلیارد سال پیش گشت. با این حال، توضیح شتاب سخت تر و پیچیده تر است.

انرژی تاریک و ماده تاریک که بیشتر جرم کیهان را تشکیل می‌دهند، از جمله اسرار هویدا نشده ی علم کیهان شناسی به شمار می روند. ماده معمولی قابل مشاهده برای ما، کمتر از پنج درصد کیهان را شامل می‌شود؛ در حالی که انرژی تاریک و ماده تاریک به ترتیب 69 و 27 را به خود اختصاص داده اند. پژوهش انرژی تاریک بین سال های 2013 و 2018 با بهره‌گیری از تلسکوپ چهار متری بلانکو در رصدخانه اینتر-آمریکن سرو تولولو صورت می گیرد. این رصدخانه در بالای کوه های آند شیلی واقع شده است، کشور های ایالات متحده، اسپانیا، انگلیس، برزیل، آلمان، سوئیس و استرالیا از این پروژه حمایت می کنند.

این تصویر که توسط دوربین انرژی تاریک گرفته شده کهکشان مارپیچی NGC 1365 که 60 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد را نشان می دهد.
این تصویر که توسط دوربین انرژی تاریک گرفته شده کهکشان مارپیچی NGC 1365 که 60 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد را نشان می دهد.

پژوهش فوق با استفاده از دوربین دیجیتال 570 مگاپيکسلي DECam میسر گرديد چرا که امکان تصویربرداری باریکه های وسیعی را در آسمان فراهم می کند. این پروژه به مشاهده ی 300 میلیون کهکشان با فاصله میلیاردها سال نوری از زمین در 525 شب خواهد پرداخت. وب سایت پژوهش انرزی تاریک این طور می نویسد: « با گذشت زمان، انتظار می رود دوربین بطور دقیق حرکات کهکشان ها و ابر نواخترها را رصد نماید و پرده از راز الگو های ساختار کیهانی بردارد. هدف کلی، کسب اطلاعات بیشتر در خصوص شتاب انبساط کیهان می باشد.»

در صورت وجود انرژی تاریک، باید چیستی آن را بررسی کرد چرا که دستگاه ها در حال حاضر از تشخیص آن عاجز مانده اند. پژوهش انرژی تاریک چند احتمال را مطرح می کند. احتمال نخست این است که انرژی تاریک همان “انرژی ذاتی” فضای خالی می باشد که گاهی اوقات از آن به عنوان مفهوم کیهان شناسی یاد می کنند. انرژی تاریک فشاری منفی است که رشد و توسعه کیهان را سرعت می بخشد.

اما احتمال دیگر این است که انرژی تاریک یک نوع ِ بی نظیری از ذره باشد و همچنین، بسیار سبک تر از ذرات بنیادی هيگز که در سال 2012 کشف شد. این نتیجه حاصل می شود که چگالی انرژی تاریک با گذشت زمان رو به کاهش می رود. اگر چگالی انرژی تاریک بیشتر و قوی تر گردد، نابودی کامل کهکشان ها، ستارگان و اتم ها دور از انتظار نخواهد بود.

نتایج بدست آمده و تحقیقات آینده

بزرگترین نتیجه در ماه آوریل 2015 حاصل شد، زمانی که دانشمندان نخستین نقشه ماده تاریک را بر پایه ی داده های بدست آمده از “پژوهش انرژی تاریک” منتشر کردند. بر طبق خبر انتشار یافته از آزمایشگاه فرمی، نقشه ها به دانشمندان در درک هرچه بهتر نقش ماده تاریک در ایجاد کهکشان ها کمک شایانی خواهد کرد. انتظار می رود دانشمندان با تجزیه و تحلیل خاصیت انبوه بودن ماده تاریک به موارد جدیدی نیز دست پیدا کنند.

دوربین انرژی تاریک نصب شده بر روی تلسکوپ بلانکو در کشور شیلی
دوربین انرژی تاریک نصب شده بر روی تلسکوپ بلانکو در کشور شیلی

امکان مشاهده ماده تاریک با دستگاه های فعلی وجود ندارد، اما میتوان آن را به کمک اثرات گرانشي مورد مطالعه قرار داد. یکی از نمونه های رایج عدسی گرانشي نام دارد و زمانی که کشش گرانشي ماده تاریک، نور را در کهکشان های دوردست خم می کند، از آن به کار گرفته می شود. حالا این نظریه مطرح می گردد که در این میان، کهکشان ها غلظت هایی از ماده تاریک پدید می آورند. اگرچه نخستین نقشه فقط سه درصد از آسمان را در بر میگیرد که پژوهش انرژی تاریک مسئولیت بررسی اش را بر عهده دارد، اما مشاهدات با پیش بینی ها مطابقت دارند.

در اوایل سال 2016، حجم عظیمی از اطلاعات گردآوری شده توسط دوربین بین نوامبر 2012 و فوریه 2013 انتشار یافت. فهرست حاوی اطلاعاتی در خصوص 25 میلیون شی می باشد. از آنجا که این داده ها بسیار ابتدایی بودند، مسئولان آزمایشگاه فرمي خاطر نشان کردند که در آینده اطلاعات قابل توجهی را عرضه خواهند نمود. کارهای تحقیقاتی آتی پژوهش انرژی تاریک شامل یافته هایی پیرامون امواج گرانشي است. این امواج زمانی تاثیر گذار ظاهر می شوند که شی های بزرگی فضا-زمان را دچار اختلال نمایند.

پژوهش حاضر اطلاعات دیگری را نیز به ارمغان آورده است. در سال 2015، دانشمندان “پژوهش انرژی تاریک” و گروه مستقلی از دانشگاه کمبریج نوع کمیابی از کهکشان های ماهواره‌ای کوتوله کشف کردند. آنان در این راستا از از داده های پژوهش انرزی تاریک بهره بردند. از آنجا که کهکشان های کوتوله کوچکترین کهکشان های شناخته شده هستند، آزمایشگاه فرمی اینطور گزارش کرد:« این کهکشان های کوچک می توانند نقشی کلیدی در درک هر چه بهتر ماده تاریک و فرآیند شکل گیری کهکشان های بزرگتر ایفا کنند.» دانشمندان در طی اکتشاف دیگری در همان سال توانستند هشت کهکشان کوچک دیگر کشف نمایند.

سازمان ناسا در سال 2016 به تکذیب یک نظریه پیشنهاد شده از جانب کنستانتین باتگين و مایک براون – دو دانشمند موسسه فناوری کالیفرنیا – اقدام کرد. نظریه آنها تحت عنوان “سیاره ی نهم” خیلی زود توجه ها را به سوی خود جلب کرد. زمانی که گزارش ها در رسانه های خبری اعلام می شد، پژوهش انرژی تاریک را بعنوان یک تحقیق احتمالی در نظر گرفتند که می تواند در یافتن سیاره ی نهم موثر واقع شود، چرا که صورت فلکی  قیطس، تحت پوشش این تحقیقات قرار دارد؛ یعنی جایی که اخترشناسان در جستجوی سیاره نهم واقع در منظومه شمسی هستند.

مترجم: منصور نقی لو / سایت علمی بیگ بنگ

منبع: space.com



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.