کنکور 98

بررسی چگالی ماده تاریک

طی مطالعه‌ای جدید، ستاره‌شناسان دریافتند که چگالی ماده‌ی تاریک در نواحی مرکز خوشه‌ی کهکشانی، بیشتر از چگالی مناطق حاشیه‌ای مرکز آن است.

بررسی چگالی ماده تاریک

بررسی چگالی ماده تاریک

بررسی چگالی ماده‌ی تاریک

اندازه‌گیری چگالی ماده‌ی تاریک در جهان

مجله علمی ایلیاد - طی مطالعه‌ای جدید، ستاره‌شناسان دریافتند که چگالی ماده‌ی تاریک در نواحی مرکز خوشه‌ی کهکشانی، بیشتر از چگالی مناطق حاشیه‌ای مرکز آن است. ستاره‌شناسان دانشگاه بیرمنگام و دانشگاه‌های تایوان و ژاپن، شواهد جدیدی یافته‌اند که نشان می‌دهد ماده‌ی تاریک طبق پیش‌بینی تئوری «ماده‌ی تاریک سرد (CDM)» رفتار می‌کند و هر چقدر از مرکز آن دورتر شوید چگالی آن کمتر می‌شود.

تقریباً هشت سال پس از اینکه اولین شواهد درباره‌ی ماده‌ی تاریک به‌دست آمد، تعدادی از دانشمندان در وجود آن شک کردند. به هر حال، ماده‌ی تاریک به خودی خود قابل دیدن نیست و فیزیکدانان نیز هنوز در آزمایش‌های خود، ذرات تشکیل دهنده‌ی این ماده را شناسایی نکرده‌اند. گروه محققین به رهبری «نوبوهیرو اوکابه» و «گراهام اسمیت» با استفاده از تلسکوپ سوبارو در هاوایی، ماهیت ماده‌ی تاریک را با اندازه‌گیری چگالی آن در ۵۰ خوشه‌ی کهکشانی بررسی کرده‌اند. خوشه‌های کهکشانی عظیم‌ترین اجسام موجود در جهان هستند. برای درک بهتر خوشه‌های کهکشانی، اسمیت اینگونه توضیح داده است: «خوشه‌ی کهکشانی مثل این است که یک شهر را در تاریکی شب با چراغ‌های روشن از بالا نگاه کنید. هر نقطه‌ی نورانی در شهر نمایانگر یک کهکشان است و فضاهای تاریک بین آن‌ها با ماده‌ی تاریک پر شده است. در واقع ماده‌ی تاریک به‌عنوان پس‌زمینه‌ای برای زندگی کهکشان‌ها عمل می‌کند.»

چگالی ماده‌ی تاریک بستگی به مشخصات ذرات آن دارد. موفق‌ترین تئوری در زمینه‌ی ماده‌ی تاریک، همان CDM است. این تئوری پیش‌بینی می‌کند که ذرات ماده‌ی تاریک با یکدیگر دارای فعل و انفعال هستند و با مواد دیگر فقط از طریق نیروی گرانش ارتباط دارند و همچنین از خود نور منتشر نمی‌کنند و نورهای عبوری را نیز جذب نمی‌کنند. این نظریه پیش‌بینی می‌کند که چگالی ماده‌ی تاریک در خوشه‌های کهکشانی عظیم از چگالی آن در کهکشان‌های تنها، کمتر است.

گروه محققین با استفاده از دوربین سوبارو به رصد خوشه‌های کهکشانی پرداخته و چگالی ماده‌ی تاریک آن‌ها را با استفاده از اثر لنز گرانشی اندازه‌گیری کردند. همان‌طور که اینیشتین پیش‌بینی کرده است، لنز گرانشی در واقع تغییر در جهت و شکل پرتوهای نوری در هنگام عبور از فضاهای منحنی در نزدیکی اجسام بسیار بزرگ است.

گروه محققین با رصد ۵۰ خوشه‌ی کهکشانی عظیم، دریافتند که نحوه‌ی تغییر چگالی از مرکز به سمت بیرون خوشه‌ها با تئوری CDM مطابقت دارد. در گذشته دانشمندان با اندازه‌گیری این وضعیت در کهکشان‌های منفرد دریافته بودند که نظریه‌ی CDM در مورد آن‌ها صادق نیست. اسمیت می‌گوید: «ما در این نقطه متوقف نمی‌شویم. ما می‌توانیم کار خود را با اندازه‌گیری چگالی ماده‌ی تاریک در مقیاس‌های کوچک‌تر ادامه دهیم. این کار به ما کمک می‌کند تا بیشتر درباره‌ی ماده‌ی تاریک بدانیم.»

منبع :