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 1689 که در حدود 2.2 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 135 تصویر عدسی گرانشی از 42 کهکشان دوردست در خوشه کهکشانی آبل 1689 موفق شدند نقشه ماده تاریک درون این خوشه کهکشانی را بدست بیاورند. این 42 کهکشان دوردست بین 7 تا 12 میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارند و اگر عدسی گرانشی آبل1689 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
ترجمه اینفوگرافیک: سیاوش شماعیل زاده

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: 1- در شتاب دهنده بزرگ هادرونی 2- با استفاده از داده های ماهواره های WMAP و پلانک 3- آزمایشات تشخیص مستقیم برای شناخت ماده تاریک 4 – 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

دیدگاهتان را بنویسید

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

41 دیدگاه

  1. ماده تاریک یا این جهان های تاریک �ا کاربردی دارند یا نه به طور خودمونی بگم یه چیز بی‌خودم توی فضا داخلشون چیزی هست که انسان‌ها نمی‌دونن یعنی امکان داره یک روزی کشف کنن ببینن تو این جهان تاریک چیزهایی وجود داره که کشفش سخت بوده یا نه هیچی توش نیست

  2. بر اساس نظریه نسبیت عام؛ اجرام، منحنی فضا- زمان را خمیده می‌کنند، به عبارتی بین جرم و زمان یک رابطه مستقیم وجود دارد. همچنین می‌دانیم، در نزدیکی اجرام غول پیکر زمان کندتر می‌گذرد؛ در نتیجه یک جرم غول پیکر قدیمی، موجب عقب ماندگی تجمیعی زمان می‌شود. با یک رابطه تحلیلی- ترسیمی می‌توان رابطه بین زمان و جرم را محاسبه کرد. بر این اساس اجرام غول پیکر با طول عمر بسیار زیاد، منحنی فضا- زمان را بیشتر خمیده می‌کنند، در نتیجه این اجرام، گرانش بیشتری از خود نشان می‌دهند؛ که در محاسبات خود را نشان می‌دهند.
    به زبان ساده می‌توان گفت: اگر دو جرم غول پیکر مساوی داشته باشیم؛ آنکه طول عمر خیلی بیشتری نسبت به دیگری دارد؛ دارای گرانش بیشتری است.

  3. با تشکر از مطلب مفیدتون. این دقیقا مطابق با آخرین تحقیقات منتشر شده در این خصوصه. فقط برای من یه سوال وجود داره. ماده تاریک و انرژی تاریک بیش از 95 درصد جرم کیهان رو تشکیل میدهند که البته سهم انرژی تاریک خیلی بیشتره، حدود 2.5 برابر. ولی در خصوص قسمت شناخته شده جهان یعنی همون ماده و انرژی شناخته شده که درصد خیلی کوچکی از وزن جهان را تشکیل میدهند هیچ جا نسبتی ندیدم که چه مقدار از این 4.9 درصد روشن جهان انرژیه و چه مقدار ماده. از اساتید کسی می تونه من رو در این خصوص راهنمایی کنه. بسیار ممنون میشم.

  4. ماده تاریک ایا پراکندگی یکنواخت دارد؟ از ذرات کوچکتر از فوتون ساخته شده؟ سیلان دارد یا راکد است؟ اگر سیلان دارد جریانهای منظم دارد؟ فاصله ذرات انها ثابت است یا متغیر؟

  5. عجب دنیایی شده …
    وقتی میاد دانشگاه ازاد دوقوز اباد ده هزار تا بی کش و پیمون دانشجو میگیره که هزار تاش دانشجوی فیزیکه میخوای مملکت پیشرفت کنه…
    بعد بالای سر در دانشگاه ازاد دوقوز اباد نوشته دانشگاه بیایید که نسیبتا خدمت مقدددددددددددددددددس سربازی نشود

  6. با سلام
    با توجه به اساس مسیری که نهایتا به نتیجه گیری وجود پدیده ای با نام ماده و انرژی تاریک منجر شده این ذهنیت در بنده ایجاد میشه که شاید اساسا روشها و مفروضات دانشمندان برای اندازه گیری جرم کهکشانها آن هم توسط ابزارها و مفروضاتی شاید ضعیف و از فواصل بسیار دور، ناقص و غلط هستند و شاید روزی و روزگاری در آینده روشهای صحیح و مناسبتری در این زمینه پدید بیایند که از اساس نیاز به فرض وجود ماده و انرژی تاریک را از بین ببرند

  7. من یه فرمول براش تعریف کردم دلتا ایکس مساوی ان دو که میتونم نظریه انشتین و خیلیای دیگه باطل کنم و دنیای موازی یا بودن نبودن برسم ولی شک دارم انسان اماده هست یا نه روش ورود به سیاه چاله سادس اگه ما در نیست دنبال جواب باشیم

    1. شما یه همچین حرفی می زنی و میگی من فرمول کشف کردم بعد سرچ کردی ماده تاریک چیه اومدی مقالشو خوندی تازه وقت کردی کامنتم بذاری گرامی؟

  8. 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.

    1. خوبه خودت میگی کلی توضیح داده که ماده ی تاریک،دیده نمیشه.تو میتونی یه چیزی که نمیبینیش بگی چه شکلیه؟کجاست؟ویا اصلا چیه؟

  9. 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

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

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

  12. 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؟

  13. 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؟

    1. 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.

  14. 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

    1. 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.

    2. این حرف شما از پایه و اساس غلط هست. اون ماده پاد ماده هست که برای ایجاد هستی به وجود اومد.

  15. 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

  16. 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

  17. 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….

  18. 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.

    1. 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

      1. سلام
        ببخشید نتیجه برخورد کوانتای نور با اجسام مختلف چیست؟ یعنی در آخر کوانتای نور چی میشن

        1. سلام
          نگاه کن کوانتای نور باید نسبیت عام انشتین چک کنید فکر کنم E=MC2بتونه جوابت رو بده