گروهی از محققین بر این عقیده اند که مواد چگال تشکیل دهنده ماده تاریک، با شکل گیری ستارگان تاریک نخستین ، مانع از ورود نسل اولیه ستارگان به مرحله "رشته اصلى" شده اند.ستارگان تاریک به جای سوختن هیدروژن ( همجوشی هسته ای)،با نابودی ماده تاریک گرم می شدند و به احتمال زیاد این ستارگان هنوز هم در گوشه ای از کیهان وجود دارند.
[External Link Removed for Guests]
تنها چندین صد هزار سال پس از انفجار بزرگ با سرد شدن تدریجی کیهان، مواد اولیه از ابر های گاز يونيده ابر گرم جدا شدند و در اثر گرانش گرد هم آمدند و ستارگان نخستین را شکل دادند.اما این ستارگان با ستارگانی که ما امروز می بینیم تفاوت های عمده ای داشته اند.آنها به طور کلی از هیدروژن و هلیم تشکیل می شدند و پس از این که جرم شان بسیار زیادی می شد با انفجاری مهیب تبدیل به ابر نو اختر می گشتند. انفجار های ابر نواختری پی در پی و همجوشى هسته اى این دست از ستارگان، باعث ورود عناصر سنگین تری به کیهان می شد.
ماده تاریک در دوران اولیه کیهان، حکم فرما بوده است. این ماده اسرار آمیز با گرانش خود مواد موجود در کیهان را به دور هم جمع کرده و هاله ای آز آنها تشکیل می داده است. همچنان که ستارگان اولیه در درون هاله هایی از ماده تاریک در کنار هم گرد می آمدند، پروسه ای که از آن تحت عنوان سرد شدن مولکولی هیدروژن یاد می شود،به ،فروپاشی آنها به داخل ستارگان کمک می کرده. البته این ایده متداولی است که مورد پذیرش شمار زیادی از اخترشناسان می باشد.
اما عده ای از محققین ایالات متحده بر این عقیده اند که ماده تاریک صرفا به واسطه گرانشش تاثیر گذار نبوده ، و به طور عمیق تری در کیهان درگیر بوده است.نتایج تحقیقات این گروه تحت عنوان " ماده تاریک و ستارگان نخستین : فاز جدیدی از تکامل تدريجى ستاره ای" به چاپ رسیده است.
هنگامی که ریز ذرات ماده تاریک به هم فشرده می شوند،از بین می روند.ذارت در فرایند نابودی مقدار زیادی حرارات ایجاد کرده و باعث اختلال در مکانیزم پروسه سرد شدن مولکولی هیدروژن می شوند. همجوشی هسته ای هیدوژن می ایستد و فاز نوین ستاره ای "ستاره تاریک" آغاز می گردد.بدین ترتیب گوی های پرجرمی از هیدروژن و هلیوم به جای همجوشی هسته ای از نابودی ماده تاریک حاصل می آیند.
اگر این ستارگان به میزان کافی پایدار باشند، احتمال می رود شماری از آنها هنوز هم وجود داشته باشند.این بدان معنا است که جمعیت های ستارگان نخستین هیچگاه به مرحله "رشته اصلی" نرسیده اند و همچنان در پروسه توسعه نيافته نابودی ماده تاریک به سر می برند و به بیان دیگر عقب مانده اند.
همچنان که ماده تاریک در این فرایند به مصرف می رسد.مقادیر دیگری از ماده تاریک در سایر نقاط به عنوان جایگزین به سوی هاله جریان خواهند یافت تا هسته همچنان گرم بماند.بدین ترتیب همجوشی هسته ای هیدروژن همانند گذشته دیگر ادامه نخواهد یافت.
از طرف دیگر ممکن است ستارگان تاریک نتوانند برای مدت زیادی دوام بیاورند. همجوشی هسته ای مواد عادی ممکن است سرانجام فرایند نابودی ماده تاریک را مختل نماید.بنابر این سیر تکاملی این دست از ستارگان برای تبدیل شدن به یک ستاره عادی از حرکت نمی ایستد ، بلکه به تاخیر می افتد.
چگونه اخترشناسان می توانند به جستجوی ستارگان تاریک بپردازند؟
ستارگان تاریک بسیار عظیم اند و شعاع هسته آنها می تواند بیش از یک واحد نجوی باشد (فاصله بین زمین و خورشید، در حدود 150 میلیون کیلومتر). در نتیجه کاندیدا های مناسبی برای آزمایش عدسى گرانشی می باشند.در این آزمایش مشاهداتی از گرانش کهکشان های مجاور به عنوان تلسکوپ های مصنوعی برای کانونی کردن نور اجرامی که در دور دست ها قرار دارند، استفاده می شود. تا کنون این بهترین روشی است که اخترشناسان برای شناسایی و بررسی اجرام دور دست از آن بهره می برند.
این ستارگان همچنین از راه دیگری نیز قابل آشکار سازی هستند،اگر ماهیت ماده تاریک از تئوری "کنش و واکنش ضعیف ذرات پر جرم" پیروی کند، به هنگام نابودی ریز ذرات ماده تاریک، مقدار زیادی حرارت تولید می شود و بواسطه این گرمای زیاد ،تابش هایی در طیف گاما صورت می گیرد. علاوه بر این ذرات دیگری نیز در فضا پراکنده می گردند. بنا بر این اخترشناسان با بررسی آسمان در طیف گاما و جستجوی ذراتی همانند نوترينو و پاد (ضد) ماده می توانند به وجود ستارگان تاریک پی ببرند.
راه سوم برای یافتن این دست از ستارگان، تاخیر در ورود به مرحله "رشته اصلی" ستارگان اولیه است.ستارگان تاریک می توانند برای میلیون ها سال برای رسیدن به این مرحله تاخیر داشته باشند، که این امر خود باعث ایجاد شکافی غیر عادی در فرایند تکاملی ستارگان می باشد.
شاید ستارگان تاریک بتوانند اخترشناسان را در یافتن ماهیت حقیقی ماده تاریک یاری نمایند.
[External Link Removed for Guests]
+ انرژی تاریک و ماده تاریک +
مدیران انجمن: شوراي نظارت, مديران هوافضا
-
- پست: 2440
- تاریخ عضویت: چهارشنبه ۱۵ فروردین ۱۳۸۶, ۶:۲۳ ب.ظ
- سپاسهای ارسالی: 11143 بار
- سپاسهای دریافتی: 14954 بار
+ انرژی تاریک و ماده تاریک +
انرژی تاریک
حدود 200 میلیارد کهکشان که هر کدام دارای تقریباً 200 میلیارد ستاره است به وسیله تلسکوپها قابل تشخیص است. اما این تعداد فقط 4 درصد از محل گیتی را تشکیل می دهد. حدود 73 درصد از جهان از ماده دیگری ساخته شده است که ماده تاریک (dark matter) نامیده می شود. هیچ کس نمی داند که ماهیت این ماده ناشناخته چیست، اما مقدار این نوع ماده از تمام اتم های موجود در تمام ستارگان موجود در کل کهکشان های قابل شناسایی گستره فضا بسیار بیشتر است. به نظر می رسد این نیروی عجیب، اجزای جهان را با سرعت فزاینده ای از یکدیگر دور می کند، در حالی که نیروی گرانش با این نیرو مقابله کرده و از سرعت این گسترش می کاهد. این اکتشاف ها به وسیله رصدخانه مداری که کاوشگر ناهمسانگرد ریز موج ویلکینسون (WMAP) نامیده می شود، انجام شده است. این کاوشگر افت و خیزهای ناچیز موجود در پرتوهای ریز موج پس زمینه کیهانی را اندازه می گیرد که در اثر پژواک های میرای انفجار بزرگ به وجود آمده است.
جهان در حال انبساط با سرعتی سرسام آوراین یافته ها به مشاجرات فراوانی که در مورد جهان، عمر جهان، سرعت انبساط آن و ترکیب آن جریان داشت، پایان داد. با استفاده از نتایج دو تحقیق ذکر شده، اخترشناسان امروز بر این باورند که سن جهان 13.7میلیارد سال با تقریب چند صد هزار سال است. براساس اطلاعات موجود، جهان با سرعت شگفت آور 71 کیلومتر در ثانیه در مگا بارسک در حال انبساط است. (بارسک یک واحد اخترشناسی است و تقریباً برابر 3.26 میلیون سال نوری است).
نیروی ضد گرانشی باعث انبساط جهان می شود! به نظر می رسد که چیزی در فضا نهفته است و همانند نوعی نیروی ضد گرانشی عمل می کند. این نیرو باعث می شود که به جای آن که جهان متراکم شود و اجزای آن به یکدیگر نزدیک شود، انبساط می یابد. از حدود بیست سال پیش حدس می زنند که در جهان ماده تاریک وجود دارد، چرا که در آن زمان دریافتند که جهان به گونه ای عمل می کند که انگار بسیار سنگین تر از چیزی است که واقعاً به نظر می رسد.
دانشمندان برای توجیه پدیده مشاهده شده همه احتمالات ممکن را در نظر گرفتند از جمله وجود سیاهچاله ها، کوتوله های قهوه ای و ذرات غیرقابل شناسایی که از نظر ماهیت با انواع معمولی اتم ها تفاوت دارند؛ اما هیچ کدام از آنها نتوانست جرم بسیار زیاد مشاهده شده را توجیه کند. اما داستان انرژی تاریک از سال 1998 آغاز شد. در آن زمان دانشمندان دریافتند که بسیاری از کهکشان های دور دست با سرعتی بسیار بیشتر از آن چه که محاسبات موجود پیش بینی کرده اند، از یکدیگر دور می شوند تحقیقاتی که روی انواع ویژه ای از ابرنواختر ها (Supernova) انجام شد بیانگر آن بود که محاسبات انجام شده اشتباهی نداشت، به عبارت دیگر محاسبات دقیق نشان دهنده آن بود که سرعت انبساط جهان لحظه به لحظه در حال افزایش است و از سرعت این انبساط کاسته نمی شود.
به نظر می رسد کشف بعضی از انواع نیروهای غیرمنتظره غیرقابل شناسایی که باعث می شوند ساختار فضا به طور مرتب از یکدیگر فاصله گرفته و از هم دور شوند، موید مشاهدات هالدین (JBS Haldane) دانشمند انگلیسی است که سال ها پیش صورت گرفته است. وی می گوید: «جهان عجیب تر از چیزی است که فکر می کنیم، جهان حتی عجیب تر از چیزی است که بتوان فکرش را کرد.
ماهیت فضا، زمان، انرژی و ماده چیست؟
یک بار دیگر پرسش های اساسی بسیاری در مورد ماهیت جهان مطرح شده است: ماهیت فضا - زمان، انرژی و ماده چیست؟ اکنون یک بار دیگر زمان آن فرا رسیده است که نظریه پردازان تفسیری بر این مشاهدات ارائه دهند و در مرحله بعد آزمایشاتی را طراحی کنند که موید نظریه های آنان باشد. بنابراین دانشمندان یکبار دیگر توجه خود را معطوف همان پدیده ای کرده اند که برای اولین بار شاهدی بر انفجار بزرگ (Big Bang) محسوب می شد، یعنی تابش پس زمینه ریز موج کیهانی. این تابش ها اولین پرتوهای پس از تولد جهان محسوب می شوند. دانشمندان درصددند با انجام آزمایش های متعددی در چند رشته مختلف از جمله آزمایش های صورت گرفته در قطب جنوب و استفاده از بالون های در ارتفاع های بسیار بالا تصویر دقیق تری از کیهان به دست آورند: به نظر می رسد جهان باید شامل چیز دیگری به غیر از این اتم های معمولی باشد و به همین نام ماده تاریک برای آنان انتخاب شد.
[External Link Removed for Guests]
مواد تشکیل دهنده ماده تاریک
ماده تاریک ممکن است از چیزهای معمولی مثل جنس سیارات تشکیل شده باشد، ولی سیاراتی مثل زمین به اندازه کافی جرم ندارند، پس ممکن است ژوپیترها تشکیل دهنده ماده تاریک باشند.
اما این نظریه چندین مشکل دارد، اول اینکه ما فرض کرده ایم سیارات فقط در اطراف ستارگان شکل گرفته اند، بنا بر این ستارگان به میزان بسیار کمی جرم آن ها را بالا می برند. با این حساب امگا = 0/005 خواهد بود که برای تشکیل دادن 88% جرم عالم کافی نیست.
دومین و مهمترین مشکل از ترکیب هسته ای مهبانگ (big bang nacleosynthesis) ناشی می شود. در لحظه تولد عالم وقتی مهبانگ رخ داد، عالم از ماده ای بسیار گرم تشکیل شده از انواع ذرات بود. در حالی که عالم بزرگ و بزرگتر و به سردی می گرایید ذرات ماده معمول مثل الکترون، نوترون و پروتون ها نیز سرد می شدند و اتمهای مواد موجود در عالم را تشکیل می دادند. غالب این اتمها مربوط به هلیوم و هیدروژن هستند. BBN یک تئوری موفق است که نه تنها هیدروژن و هلیوم را به عنوان بیشترین عناصر جهان معرفی می کند بلکه نسبت آنها را نیز به درستی بیان می کند.
اما مسئله ای وجود دارد. مقدار هر ماده ای که تشکیل می شود به میزان ماده معمول تشکیل دهنده اتم (ماده بارنوییک) بستگی دارد و BBN مقدار این ماده را برای عالم کنونی چیزی در حدود امگا = 0.1 پیش بینی می کند.
باید توجه کرد که این میزان ماده بارنوییک برای مواد قابل مشاهده در عالم ما زیاد است در نتیجه مقداری ماده معمول تاریک (از جمله سیارات و ستارگان سوخته) وجود دارد. اما این مواد نمی توانند توجیه کننده سرعت خوشه و منحنی دوران آنها باشند.
ستارگان تاریک - ژوپیترها، کوتوبه های قهوه ای، کوتوله های سفید
ماده معمول دیگری که می تواند تشکیل دهنده ماده تاریک باشد، ستارگانی هستند که جرم کافی برای سوختن و درخشان شدن ندارند- کوتوله های قهوه ای - یا ژوپیترها - ژوپیترها کوتوله هایی به مراتب (حدود 10 برابر) سنگین تر هستند و به صورت ستارگان بسیار کوچک و کم نور فعالیت دارند. اما این احتمالات مثل سیارات در مقابل BBN با مشکل مواجه می شوند و باز باریون کافی وجود ندارد. احتمال این نیز می رود که نظریه BBN اشتباه باشد ولی چون این نظریه تا کنون بسیار موفق بوده است به دنبال انتخاب های دیگری برای ماده تاریک هستیم.
ماده عجیب
این ماده آنقدر ها هم عجیب نیست، فقط ماده ای است که الکترون، نوترون و پروتون ندارد. بسیاری از چنین ذرات شناخته شده اند و چند مورد از آن ها در حد تئوری هستند تا بتوان مشکل ماده تاریک را حل کرد.
نوترینوها
نوترینوها ذرات بدون جرمی هستند که وجودشان ثابت شده و لی دلایلی وجود دارد که نشان می دهد گاهی اوقات جرم بسیار کوچکی دارند. در عالم مقدار بسیار زیادی از این ذرات وجود دارد، با این حال حتی یک جرم بسیار کوچک تر برای ماده تاریک پر اهمیت است. جرمی به اندازه 1/5000 جرم الکترون، امگایی به اندازه 1 بدست می دهد.
ویمپ ها (WIMPs)
بیشتر انتخاب های ماده عجیت در دسته ویمپ ها Weakly Interaching massive particles قرار می گیرند. ویمپ ها دسته ای از ذرات سنگین هستند که به سختی با ذرات دیگر واکنش می دهند از این ذرات می توان در تراسنیو ها و آکسیون ها را نام برد.
جاذبه دلیل وجود ماده تاریک
وجود یک پدیده را از دو روش می توان اثبات کرد:مشاهده مستقیم پدیده یا مشاهده تاثیر آن بر پدیده هایی که راحت تر مشاهده می شوند. این مطلب که در آسمان شب چیزهایی هست که به راحتی دیده نمی شود و همیشه مورد توجه بوده است، هنگام استفاده از تلسکوپ یا رادیو تلسکوپ فقط اشیایی رصد می شوند که از خود نور یا امواج رادیویی گسیل می کنند. اما هر پدیده ای این خصوصیات را ندارد. حتی سیاره خودمان زمین نیز به علت تاریکی بیش از حد قابل مشاهده نیست.
خوشه های کهکشانی
مقدار قابل توجهی ماده در بررسی خوشه های کهکشانی وجود دارد که ما نمی توانیم به آسانی آنها را ببینیم. خوشه های که از تجمع چند صد تا چند هزار کهکشان یا کهکشان های تک در فضا بوجود آمده اند. در دهه 1930، zwicky، Smith، دو خوشه تقریبا نزدیک به هم Coma و Virgo را از لحاظ کهکشان های تشکیل دهنده و سرعت خوشه ها مورد بررسی قرار دادند، و سرعتی که بدست آوردند چیزی بین 10 تا 100 برابر مقداری بود که انتظار داشتند.
معنی این چیست؟ در یک گروه از کهکشان ها مثل خوشه تنها نیروی موثر بر کهکشان ها گرانش است و این گرانش اثر کششی کهکشان ها بر یکدیگر است که باعث بالا رفتن سرعت آنها می شود. سرعت می تواند مقدار ماده موجود در کهکشان را به دو طریق مشخص کند:
جرم خوشه ها: جرم بیشتر کهکشان باعث می شود نیروی شتاب دهنده به کهکشان نیز بیشتر شود.
شتاب و سرعت خوشه ها: اگر شتاب یک کهکشان خیلی زیاد باشد می تواند از میدان جاذبه خوشه خارج شود. اگر شتاب کهکشان بیش از سرعت فرار باشد، خوشه را ترک خواهد کرد.
به این ترتیب همه کهکشان ها سرعتی پایین تر از سرعت فرار (گریز) خواهند داشت. با این نگرش می توان جرم کل خوشه را حدس زد که مقدار قابل توجهی از میزان مشاهده شده است. با این حال این نظریه به علت اینکه مبنی بر مشاهده بود و مشاهدات غالبا با اشتباه همراهند مدت طولانی مورد توجه قرار نگرفت.
هنگامی که چیزی به وسعت یک خوشه کهکشانی نگاه می کنید با اینکه ممکن است سرعت ها زیاد باشند در مقابل وسعت خوشه ها چیزی به حساب نمی آیند پس مشاهده مداوم یک خوشه در طی چندین سال تصویر یکسانی از آن بدست می دهد. ما نمی توانیم کهکشان هایی را که بدون الگو حرکت می کنند با دقت ببینیم. پس یک کهکشان با سرعت زیاد ممکن است از خوشه جدا شده باشد یا اصلا متعلق به خوشه نباشد. حتی ممکن است بعضی از کهکشان ها فقط مقابل کهکشان های دیگر در راستای خط دید آنها باشند. با این حساب این کهکشان گمراه کننده خواهد بود.
[External Link Removed for Guests]
منحنی حرکت انتقالی کهکشان ها: دلایل قابل اعتماد تری در دهه 1970 در پی اندازه گیری منحنی های دوران کهکشان ها ارایه شد. علت قابل اعتماد تر بودن آنها این است که اطلاعات موثق تری در مورد تعداد یشتری کهکشان می دهند.
از گذشته می دانستیم که کهکشان ها حول مرکزشان دوران دارند. درست شبیه به چرخش سیارات به دور خورشید و مانند سیارات از قوانین کپلر پیروی می کنند. این قوانین می گویند سرعت چرخشی حول یک مرکز فقط به فاصله از مرکز و جرم موجود در مدار بستگی دارد.
پس با پیدا کردن سرعت چرخش یک کهکشان می توانیم جرم موجود در کهکشان را محاسبه کنیم. همان طور که در کناره های کهکشان میزان نور به سرعت کم می شود، انتظار می رود سرعت چرخش نیز پایین بیاید ولی این اتفاق نمی افتد و سرعت در همان میزانی که محاسبه شده بود ثابت می ماند و این مطلب آشکارا نشان می دهد در کناره های کهکشان جرمی وجود دارد که ما نمی بینیم. این آزمایش در مورد چندین کهکشان حلزونی - از جمله کهکشان راه شیری خودمان - انجام شده و هر بار به همین نتیجه رسیده است. و این محکمترین و بهترین اثبات برای وجود ماده تاریک است.
چه میزان ماده تاریک وجود دارد؟
کیهان شناسان میزان ماده موجود در عالم را با پارامتری به نام امگا مورد بحث قرار می دهند. در یک عالم بسته یعنی عالمی که جرم آن در حدی است که عاقبت در خود فرو می ریزد امگا بیش از 1 تعریف می شود. در یک عالم باز یعنی عالمی که تا ابد اجزای آن در حال دور شدن از یکدیگر هستند، امگا کمتر از 1 است و یک عالم مسطح به طور ایده آل امگایی برابر 1 خواهد داشت.
میزان ماده قابل مشاهده موجود در عالم در حدود 0/05 = امگا است و به هیچ وجه بیش از آن نمی باشند. نظریه پردازان مایلند امگای عالم را چیزی در حدود 1 در نظر بگیرند. به آن معنی که ماده تاریک 0.95 = امگا یا 95% عالم را تشکیل داده است.
اما در صورتی که واقع بینانه تر نگاه کنیم می بینیم که دانشمندان دلیلی برای بیشتر بودن اندازه امگا از 0/4 ندارند با این حساب میزان ماده تاریک 0/35 امگا خواهد بود که 88% جرم عالم است. می بینیم که 88% عالممان کاملا ناشناخته است.
جستجوي ماده تاريك با نقشه جرمی
ستاره شناسان يك "نقشه جرمي" از يكي از عظيم ترين ساختمان هاي موجود در كيهان تهيه كرده اند كه نشان مي دهد جهان چيزي بس فراتر از ستارگان تابناك و سحاب هاي آسماني است. اين شي يك خوشه دورافتاده از كهكشان هاي حاوي "ماده تاريك" است. "ماده تاريك" يك عنصر ناشناخته و نامرئي است كه بخش اعظم جرم جهان را تشكيل مي دهد.
اين نقشه نشان مي دهد كه توزيع ماده تاريك در كيهان عمدتا همانند نحوه توزيع ستارگان و سحاب هاي آسماني است. پژوهشگران بر اين باورند كه اين نقشه به درك بهتر اين ماده مرموز كمك خواهد كرد، با اين حال بعيد است به شناسايي ماهيت واقعي آن ياري برساند.
اينجا، آنجا، همه جا
خوشه هاي كهكشاني پايدارترين و عظيم ترين منظومه ها در كيهان هستند. اين خوشه ها نه تنها حاوي ستارگان، گازها و غبار بلكه همچنين شامل پديده ناشناخته ديگري هستند كه ستاره شناسان از ماهيت آن خبر ندارند. آنها وجود اين "ماده تاريك" يا جرم نامرئي را از تاثير نيروي جاذبه آن بر حركات ستارگان و كهكشان ها استنباط مي كنند، اما چون هرگز آن را نديده اند نمي دانند چگونه چيزي است.
ماده تاريك حدود 80 تا 85 درصد جرم جهان را تشكيل مي دهد. بسياري از اشيايي آسماني از جمله ستارگاني كه عمرشان به پايان رسيده تا مجموعه اي از ذرات زير مجموعه اتم ها به عضويت در اين بعد از كيهان مظنون هستند. يك گروه از اخترشناسان بين المللي با استفاده از تلسكوپ هابل در تلاشي براي پي بردن به نحوه توزيع اين ماده تاريك به تهيه يك نقشه منحصر به فرد "جرمي" از خوشه هاي كهكشاني پرداختند.
اين نقشه به دانشمندان امكان داد نحوه توزيع ماده تاريك در مقايسه با توزيع كهكشان هاي موجود در اين خوشه را مشاهده كنند. محققان براي تهيه اين نقشه به كهكشان هاي دوردست تر كه پشت اين خوشه قرار داشتند نظر افكندند و مشاهده كردند كه تصوير اين كهكشان ها در اثر نيروي جاذبه اين خوشه از حالت طبيعي خارج مي شود.
چگونگي اين تغييرات اطلاعاتي درباره جرم نامرئي اين خوشه در اختيار دانشمندان گذاشته است. اين پروژه طي بيش از 120 ساعت رصد انجام شد. اين بيشترين زماني است كه هابل تاكنون صرف مطالعه يك خوشه كهكشاني كرده است. اين تحقيقات به جامع ترين مطالعه درباره توزيع ماده تاريك در يك خوشه كهكشاني منجر شده است.
اين نقشه چنانكه انتظار مي رفت آشكار مي كند كه جرم ماده تاريك با دور شدن از مركز خوشه به سرعت افت مي كند.
خبرهای اخیر درباره ماده تاریک milky way
دانشمندان تصور میکنند که مقداری از ماده اسرار آمیز تاریک را درمرکز کهکشان راه شیری یافته اند.
تابش ریز موج اضافی از مرکز راه شیری، ممکن است به وجود ماده تاریک مربوط شود. البته داگلاس فینکبینر، ستاره شناس دانشگاه پرینستون ، چندان درمورد چیزی که درمرکزکهکشان باعث این تابش اضافی می شود ، مطمئن نیست. او یافته های جدید خود را در مجله منتشر کرد. او پیشنهاد کرده است که به این منظور باید تابش ریزموج کیهانی، مورد مطالعه قرارگیرد. این تابش بازمانده انفجار بزرگ است و با مطالعه آن می توانیم اطلاعات خود را درباره لحظات آغازعالم کاملتر کنیم. در حال حاضر تیم WMAP درحال مطالعه میزان ناهمسانگردی این تابش می باشد. این تیم درحین مشاهدات خود مواظب هستند که سیگنالهای زمینی با سیگنالهای کیهانی مخلوط نشوند. آنها معتقدند که منشأ امواج ریزموج غیرکیهانی، می تواند از هیدروژن یونیزه درقلب کهکشان خودمان، غبارمیان ستاره ای و یا از الکترونهای پرسرعت دربقایای ابرنواخترها باشد.
او با استفاده ازمطالعات این تیم در اطراف قلب کهکشان، تابشهایی شبیه تابش اتم های هیدروژن یونیزه پیدا کرد ولی مقدار آن زیاد نبود. این تابش همچنین شبیه تابش الکترونهای پر سرعت درمیدان مغناطیسی است، اما آنها مجبورند سرعت هایی نزدیک سرعت نور داشته باشند. وی طی ارائه یک مقاله در ادینبرگ اسکاتلند، در ماه سپتامبر، عنوان کرد که ممکن است نشانه هایی ازماده تاریک را یافته باشد.
[External Link Removed for Guests]
ماده تشکیل دهنده ماده تاریک نمی تواند خیلی زیاد با ماده معمولی اندرکنش داشته باشد. اما دراینجا یک شکافی وجود دارد. بعضی از این ذرات می توانند با یکدیگر اندرکنش داشته باشند و حتی یکدیگر را نابود کنند. زمانی که الکترون ها با پاد ذره خود، پوزیترون، برخورد کنند هردو ذرات دریک فرایند تولید پرتو گاما نابود می شوند. بدین ترتیب بعضی از کاندیداهای ماده تاریک ممکن است پادماده ها باشند. سبکترین ذره پایدار که نظریه ابرتقارن آن را بعنوان کاندیدای ماده تاریک معرفی می کند، ذره ای بنام « نوترالینو» می باشد. با نابودی نوترالینوها ذرات دیگری بوجود می آیند - همانند پایون ها ، الکترون ها و پوزیترون ها - که می توانند به سرعت های بالا دسترسی پیدا کنند .
وقتی این ذرات پرسرعت از داخل میدان مغناطیسی عبور کنند از خود تابش سینکروترون - دقیقا همان تابشی که تیم WMAP آشکارکردند - گسیل می کنند. این الکترون ها وپوزیترون ها همچنین با نورستارگان وتابش پس زمینه کیهانی برخورد می کنند و فوتون ها را به ترازهای انرژی بالاترمی برند، به طوری که ما پرتوهای ایکس وگاما مشاهده می کنیم. پرتوهای گاما با این طول موج های خاص باید توسط تلسکوپ فضایی که درسال 2006م به فضا پرتاب خواهد شد آشکار شوند. چنانچه این پرتوها آشکار شوند قدم بسیارمهمی درراه شناخت ماده تاریک برداشته شده است.
اولین کهکشان ماده تاریک کشف شد
ستاره شناسان انگلیسی معتقدند که توانسته اند با استفاده از یک رادیو تلسکوپ یک کهکشان متشکل از ماده تاریک را کشف کنند. آنها معتقدند این کهکشان غیر قابل مشاهده، بطور کامل از ماده تاریک تشکیل شده است. یک کهکشان تاریک، ناحیه ای از جهان که دارای مقادیر زیادی از ماده که به شکل یک کهکشان می چرخد، می باشد ولی در آن هیچ ستاره ای رؤیت نمی شود. این ناحیه تنها توسط یک رادیو تلسکوپ قابل رؤیت است. کهکشان مذکور برای اولین بار با تلسکوپ دانشگاه منچستر لوول رصد شد و صحت آن با تلسکوپ آرسیبو در پورتوریکو تآیید شد. تصور می شود که این ماده ناشناخته کهکشان، همان ماده تاریک باشد .
دکتر دیویس ، یکی از اعضإ تیم دانشگاه کاردیف ، می گوید :« جهان رازهای بسیاری دارد اما این کشف بسیار مهم نشان می دهد که ما در این که چگونه به درستی باید به عالم نگاه کرد مبتدی هستیم .»
یک تیم بین المللی از اوکراین، فرانسه، ایتالیا و استرالیا در حال تحقیق بر روی کهکشان های تاریک هستند. آنها توزیع اتم های هیدروژن در ساسر عالم را مورد بررسی قرار داده اند. گاز هیدروژن تابش هایی از خود گسیل می کند که در طول موج های رادیویی قابل رؤیت است. این تیم در خوشه کهکشانی سنبله، که حدود 50 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد، جسمی هیدروژنی که در حدود 100 میلیون برابر خورشید جرم دارد کشف کرده اند. دکتر رابرت مینچین، از دانشگاه کاردیف، می گوید: « ما از سرعت چرخش VIRGOHI21 دریافتیم که این جسم هزاران هزار بار سنگین تر از مقداری است که می توانیم برای هیدروژن تنها در نظر بگیریم. اگراین یک کهکشان معمولی بود می بایستی کاملا درخشان و قابل رؤیت با یک تلسکوپ آماتوری باشد. ولی اینچنین نیست.»
معمای ماده تاریک این است که وقتی ستاره شناسان از یک طرف سرعت دورانی یک کهکشان و از طرف دیگر جرم آن را محاسبه می کنند این دو مقدار اصلا با هم همخوانی ندارند. به عبارت دیگر جرم اندازه گیری شده نمی تواند یکچنین سرعت چرخشی را ایجاد کند و باید مقادیر زیادی از جرم که به دلایل نامعلوم غیر قابل رؤیت است در کنار جرم مرئی وجود داشته باشد تا در نتیجه چنین سرعت دورانی حاصل شود. این کهکشان های تاریک بنظر، می رسند در زمانی که چگالی ماده کهکشانی برای تشکیل ستاره هاکم بوده، شکل گرفته اند. به هر حال تیم کاردیف امیدوارند که مشاهدات شان بخش ناپیدای جهان هستی را آشکار کند.
[External Link Removed for Guests]
حدود 200 میلیارد کهکشان که هر کدام دارای تقریباً 200 میلیارد ستاره است به وسیله تلسکوپها قابل تشخیص است. اما این تعداد فقط 4 درصد از محل گیتی را تشکیل می دهد. حدود 73 درصد از جهان از ماده دیگری ساخته شده است که ماده تاریک (dark matter) نامیده می شود. هیچ کس نمی داند که ماهیت این ماده ناشناخته چیست، اما مقدار این نوع ماده از تمام اتم های موجود در تمام ستارگان موجود در کل کهکشان های قابل شناسایی گستره فضا بسیار بیشتر است. به نظر می رسد این نیروی عجیب، اجزای جهان را با سرعت فزاینده ای از یکدیگر دور می کند، در حالی که نیروی گرانش با این نیرو مقابله کرده و از سرعت این گسترش می کاهد. این اکتشاف ها به وسیله رصدخانه مداری که کاوشگر ناهمسانگرد ریز موج ویلکینسون (WMAP) نامیده می شود، انجام شده است. این کاوشگر افت و خیزهای ناچیز موجود در پرتوهای ریز موج پس زمینه کیهانی را اندازه می گیرد که در اثر پژواک های میرای انفجار بزرگ به وجود آمده است.
جهان در حال انبساط با سرعتی سرسام آوراین یافته ها به مشاجرات فراوانی که در مورد جهان، عمر جهان، سرعت انبساط آن و ترکیب آن جریان داشت، پایان داد. با استفاده از نتایج دو تحقیق ذکر شده، اخترشناسان امروز بر این باورند که سن جهان 13.7میلیارد سال با تقریب چند صد هزار سال است. براساس اطلاعات موجود، جهان با سرعت شگفت آور 71 کیلومتر در ثانیه در مگا بارسک در حال انبساط است. (بارسک یک واحد اخترشناسی است و تقریباً برابر 3.26 میلیون سال نوری است).
نیروی ضد گرانشی باعث انبساط جهان می شود! به نظر می رسد که چیزی در فضا نهفته است و همانند نوعی نیروی ضد گرانشی عمل می کند. این نیرو باعث می شود که به جای آن که جهان متراکم شود و اجزای آن به یکدیگر نزدیک شود، انبساط می یابد. از حدود بیست سال پیش حدس می زنند که در جهان ماده تاریک وجود دارد، چرا که در آن زمان دریافتند که جهان به گونه ای عمل می کند که انگار بسیار سنگین تر از چیزی است که واقعاً به نظر می رسد.
دانشمندان برای توجیه پدیده مشاهده شده همه احتمالات ممکن را در نظر گرفتند از جمله وجود سیاهچاله ها، کوتوله های قهوه ای و ذرات غیرقابل شناسایی که از نظر ماهیت با انواع معمولی اتم ها تفاوت دارند؛ اما هیچ کدام از آنها نتوانست جرم بسیار زیاد مشاهده شده را توجیه کند. اما داستان انرژی تاریک از سال 1998 آغاز شد. در آن زمان دانشمندان دریافتند که بسیاری از کهکشان های دور دست با سرعتی بسیار بیشتر از آن چه که محاسبات موجود پیش بینی کرده اند، از یکدیگر دور می شوند تحقیقاتی که روی انواع ویژه ای از ابرنواختر ها (Supernova) انجام شد بیانگر آن بود که محاسبات انجام شده اشتباهی نداشت، به عبارت دیگر محاسبات دقیق نشان دهنده آن بود که سرعت انبساط جهان لحظه به لحظه در حال افزایش است و از سرعت این انبساط کاسته نمی شود.
به نظر می رسد کشف بعضی از انواع نیروهای غیرمنتظره غیرقابل شناسایی که باعث می شوند ساختار فضا به طور مرتب از یکدیگر فاصله گرفته و از هم دور شوند، موید مشاهدات هالدین (JBS Haldane) دانشمند انگلیسی است که سال ها پیش صورت گرفته است. وی می گوید: «جهان عجیب تر از چیزی است که فکر می کنیم، جهان حتی عجیب تر از چیزی است که بتوان فکرش را کرد.
ماهیت فضا، زمان، انرژی و ماده چیست؟
یک بار دیگر پرسش های اساسی بسیاری در مورد ماهیت جهان مطرح شده است: ماهیت فضا - زمان، انرژی و ماده چیست؟ اکنون یک بار دیگر زمان آن فرا رسیده است که نظریه پردازان تفسیری بر این مشاهدات ارائه دهند و در مرحله بعد آزمایشاتی را طراحی کنند که موید نظریه های آنان باشد. بنابراین دانشمندان یکبار دیگر توجه خود را معطوف همان پدیده ای کرده اند که برای اولین بار شاهدی بر انفجار بزرگ (Big Bang) محسوب می شد، یعنی تابش پس زمینه ریز موج کیهانی. این تابش ها اولین پرتوهای پس از تولد جهان محسوب می شوند. دانشمندان درصددند با انجام آزمایش های متعددی در چند رشته مختلف از جمله آزمایش های صورت گرفته در قطب جنوب و استفاده از بالون های در ارتفاع های بسیار بالا تصویر دقیق تری از کیهان به دست آورند: به نظر می رسد جهان باید شامل چیز دیگری به غیر از این اتم های معمولی باشد و به همین نام ماده تاریک برای آنان انتخاب شد.
[External Link Removed for Guests]
مواد تشکیل دهنده ماده تاریک
ماده تاریک ممکن است از چیزهای معمولی مثل جنس سیارات تشکیل شده باشد، ولی سیاراتی مثل زمین به اندازه کافی جرم ندارند، پس ممکن است ژوپیترها تشکیل دهنده ماده تاریک باشند.
اما این نظریه چندین مشکل دارد، اول اینکه ما فرض کرده ایم سیارات فقط در اطراف ستارگان شکل گرفته اند، بنا بر این ستارگان به میزان بسیار کمی جرم آن ها را بالا می برند. با این حساب امگا = 0/005 خواهد بود که برای تشکیل دادن 88% جرم عالم کافی نیست.
دومین و مهمترین مشکل از ترکیب هسته ای مهبانگ (big bang nacleosynthesis) ناشی می شود. در لحظه تولد عالم وقتی مهبانگ رخ داد، عالم از ماده ای بسیار گرم تشکیل شده از انواع ذرات بود. در حالی که عالم بزرگ و بزرگتر و به سردی می گرایید ذرات ماده معمول مثل الکترون، نوترون و پروتون ها نیز سرد می شدند و اتمهای مواد موجود در عالم را تشکیل می دادند. غالب این اتمها مربوط به هلیوم و هیدروژن هستند. BBN یک تئوری موفق است که نه تنها هیدروژن و هلیوم را به عنوان بیشترین عناصر جهان معرفی می کند بلکه نسبت آنها را نیز به درستی بیان می کند.
اما مسئله ای وجود دارد. مقدار هر ماده ای که تشکیل می شود به میزان ماده معمول تشکیل دهنده اتم (ماده بارنوییک) بستگی دارد و BBN مقدار این ماده را برای عالم کنونی چیزی در حدود امگا = 0.1 پیش بینی می کند.
باید توجه کرد که این میزان ماده بارنوییک برای مواد قابل مشاهده در عالم ما زیاد است در نتیجه مقداری ماده معمول تاریک (از جمله سیارات و ستارگان سوخته) وجود دارد. اما این مواد نمی توانند توجیه کننده سرعت خوشه و منحنی دوران آنها باشند.
ستارگان تاریک - ژوپیترها، کوتوبه های قهوه ای، کوتوله های سفید
ماده معمول دیگری که می تواند تشکیل دهنده ماده تاریک باشد، ستارگانی هستند که جرم کافی برای سوختن و درخشان شدن ندارند- کوتوله های قهوه ای - یا ژوپیترها - ژوپیترها کوتوله هایی به مراتب (حدود 10 برابر) سنگین تر هستند و به صورت ستارگان بسیار کوچک و کم نور فعالیت دارند. اما این احتمالات مثل سیارات در مقابل BBN با مشکل مواجه می شوند و باز باریون کافی وجود ندارد. احتمال این نیز می رود که نظریه BBN اشتباه باشد ولی چون این نظریه تا کنون بسیار موفق بوده است به دنبال انتخاب های دیگری برای ماده تاریک هستیم.
ماده عجیب
این ماده آنقدر ها هم عجیب نیست، فقط ماده ای است که الکترون، نوترون و پروتون ندارد. بسیاری از چنین ذرات شناخته شده اند و چند مورد از آن ها در حد تئوری هستند تا بتوان مشکل ماده تاریک را حل کرد.
نوترینوها
نوترینوها ذرات بدون جرمی هستند که وجودشان ثابت شده و لی دلایلی وجود دارد که نشان می دهد گاهی اوقات جرم بسیار کوچکی دارند. در عالم مقدار بسیار زیادی از این ذرات وجود دارد، با این حال حتی یک جرم بسیار کوچک تر برای ماده تاریک پر اهمیت است. جرمی به اندازه 1/5000 جرم الکترون، امگایی به اندازه 1 بدست می دهد.
ویمپ ها (WIMPs)
بیشتر انتخاب های ماده عجیت در دسته ویمپ ها Weakly Interaching massive particles قرار می گیرند. ویمپ ها دسته ای از ذرات سنگین هستند که به سختی با ذرات دیگر واکنش می دهند از این ذرات می توان در تراسنیو ها و آکسیون ها را نام برد.
جاذبه دلیل وجود ماده تاریک
وجود یک پدیده را از دو روش می توان اثبات کرد:مشاهده مستقیم پدیده یا مشاهده تاثیر آن بر پدیده هایی که راحت تر مشاهده می شوند. این مطلب که در آسمان شب چیزهایی هست که به راحتی دیده نمی شود و همیشه مورد توجه بوده است، هنگام استفاده از تلسکوپ یا رادیو تلسکوپ فقط اشیایی رصد می شوند که از خود نور یا امواج رادیویی گسیل می کنند. اما هر پدیده ای این خصوصیات را ندارد. حتی سیاره خودمان زمین نیز به علت تاریکی بیش از حد قابل مشاهده نیست.
خوشه های کهکشانی
مقدار قابل توجهی ماده در بررسی خوشه های کهکشانی وجود دارد که ما نمی توانیم به آسانی آنها را ببینیم. خوشه های که از تجمع چند صد تا چند هزار کهکشان یا کهکشان های تک در فضا بوجود آمده اند. در دهه 1930، zwicky، Smith، دو خوشه تقریبا نزدیک به هم Coma و Virgo را از لحاظ کهکشان های تشکیل دهنده و سرعت خوشه ها مورد بررسی قرار دادند، و سرعتی که بدست آوردند چیزی بین 10 تا 100 برابر مقداری بود که انتظار داشتند.
معنی این چیست؟ در یک گروه از کهکشان ها مثل خوشه تنها نیروی موثر بر کهکشان ها گرانش است و این گرانش اثر کششی کهکشان ها بر یکدیگر است که باعث بالا رفتن سرعت آنها می شود. سرعت می تواند مقدار ماده موجود در کهکشان را به دو طریق مشخص کند:
جرم خوشه ها: جرم بیشتر کهکشان باعث می شود نیروی شتاب دهنده به کهکشان نیز بیشتر شود.
شتاب و سرعت خوشه ها: اگر شتاب یک کهکشان خیلی زیاد باشد می تواند از میدان جاذبه خوشه خارج شود. اگر شتاب کهکشان بیش از سرعت فرار باشد، خوشه را ترک خواهد کرد.
به این ترتیب همه کهکشان ها سرعتی پایین تر از سرعت فرار (گریز) خواهند داشت. با این نگرش می توان جرم کل خوشه را حدس زد که مقدار قابل توجهی از میزان مشاهده شده است. با این حال این نظریه به علت اینکه مبنی بر مشاهده بود و مشاهدات غالبا با اشتباه همراهند مدت طولانی مورد توجه قرار نگرفت.
هنگامی که چیزی به وسعت یک خوشه کهکشانی نگاه می کنید با اینکه ممکن است سرعت ها زیاد باشند در مقابل وسعت خوشه ها چیزی به حساب نمی آیند پس مشاهده مداوم یک خوشه در طی چندین سال تصویر یکسانی از آن بدست می دهد. ما نمی توانیم کهکشان هایی را که بدون الگو حرکت می کنند با دقت ببینیم. پس یک کهکشان با سرعت زیاد ممکن است از خوشه جدا شده باشد یا اصلا متعلق به خوشه نباشد. حتی ممکن است بعضی از کهکشان ها فقط مقابل کهکشان های دیگر در راستای خط دید آنها باشند. با این حساب این کهکشان گمراه کننده خواهد بود.
[External Link Removed for Guests]
منحنی حرکت انتقالی کهکشان ها: دلایل قابل اعتماد تری در دهه 1970 در پی اندازه گیری منحنی های دوران کهکشان ها ارایه شد. علت قابل اعتماد تر بودن آنها این است که اطلاعات موثق تری در مورد تعداد یشتری کهکشان می دهند.
از گذشته می دانستیم که کهکشان ها حول مرکزشان دوران دارند. درست شبیه به چرخش سیارات به دور خورشید و مانند سیارات از قوانین کپلر پیروی می کنند. این قوانین می گویند سرعت چرخشی حول یک مرکز فقط به فاصله از مرکز و جرم موجود در مدار بستگی دارد.
پس با پیدا کردن سرعت چرخش یک کهکشان می توانیم جرم موجود در کهکشان را محاسبه کنیم. همان طور که در کناره های کهکشان میزان نور به سرعت کم می شود، انتظار می رود سرعت چرخش نیز پایین بیاید ولی این اتفاق نمی افتد و سرعت در همان میزانی که محاسبه شده بود ثابت می ماند و این مطلب آشکارا نشان می دهد در کناره های کهکشان جرمی وجود دارد که ما نمی بینیم. این آزمایش در مورد چندین کهکشان حلزونی - از جمله کهکشان راه شیری خودمان - انجام شده و هر بار به همین نتیجه رسیده است. و این محکمترین و بهترین اثبات برای وجود ماده تاریک است.
چه میزان ماده تاریک وجود دارد؟
کیهان شناسان میزان ماده موجود در عالم را با پارامتری به نام امگا مورد بحث قرار می دهند. در یک عالم بسته یعنی عالمی که جرم آن در حدی است که عاقبت در خود فرو می ریزد امگا بیش از 1 تعریف می شود. در یک عالم باز یعنی عالمی که تا ابد اجزای آن در حال دور شدن از یکدیگر هستند، امگا کمتر از 1 است و یک عالم مسطح به طور ایده آل امگایی برابر 1 خواهد داشت.
میزان ماده قابل مشاهده موجود در عالم در حدود 0/05 = امگا است و به هیچ وجه بیش از آن نمی باشند. نظریه پردازان مایلند امگای عالم را چیزی در حدود 1 در نظر بگیرند. به آن معنی که ماده تاریک 0.95 = امگا یا 95% عالم را تشکیل داده است.
اما در صورتی که واقع بینانه تر نگاه کنیم می بینیم که دانشمندان دلیلی برای بیشتر بودن اندازه امگا از 0/4 ندارند با این حساب میزان ماده تاریک 0/35 امگا خواهد بود که 88% جرم عالم است. می بینیم که 88% عالممان کاملا ناشناخته است.
جستجوي ماده تاريك با نقشه جرمی
ستاره شناسان يك "نقشه جرمي" از يكي از عظيم ترين ساختمان هاي موجود در كيهان تهيه كرده اند كه نشان مي دهد جهان چيزي بس فراتر از ستارگان تابناك و سحاب هاي آسماني است. اين شي يك خوشه دورافتاده از كهكشان هاي حاوي "ماده تاريك" است. "ماده تاريك" يك عنصر ناشناخته و نامرئي است كه بخش اعظم جرم جهان را تشكيل مي دهد.
اين نقشه نشان مي دهد كه توزيع ماده تاريك در كيهان عمدتا همانند نحوه توزيع ستارگان و سحاب هاي آسماني است. پژوهشگران بر اين باورند كه اين نقشه به درك بهتر اين ماده مرموز كمك خواهد كرد، با اين حال بعيد است به شناسايي ماهيت واقعي آن ياري برساند.
اينجا، آنجا، همه جا
خوشه هاي كهكشاني پايدارترين و عظيم ترين منظومه ها در كيهان هستند. اين خوشه ها نه تنها حاوي ستارگان، گازها و غبار بلكه همچنين شامل پديده ناشناخته ديگري هستند كه ستاره شناسان از ماهيت آن خبر ندارند. آنها وجود اين "ماده تاريك" يا جرم نامرئي را از تاثير نيروي جاذبه آن بر حركات ستارگان و كهكشان ها استنباط مي كنند، اما چون هرگز آن را نديده اند نمي دانند چگونه چيزي است.
ماده تاريك حدود 80 تا 85 درصد جرم جهان را تشكيل مي دهد. بسياري از اشيايي آسماني از جمله ستارگاني كه عمرشان به پايان رسيده تا مجموعه اي از ذرات زير مجموعه اتم ها به عضويت در اين بعد از كيهان مظنون هستند. يك گروه از اخترشناسان بين المللي با استفاده از تلسكوپ هابل در تلاشي براي پي بردن به نحوه توزيع اين ماده تاريك به تهيه يك نقشه منحصر به فرد "جرمي" از خوشه هاي كهكشاني پرداختند.
اين نقشه به دانشمندان امكان داد نحوه توزيع ماده تاريك در مقايسه با توزيع كهكشان هاي موجود در اين خوشه را مشاهده كنند. محققان براي تهيه اين نقشه به كهكشان هاي دوردست تر كه پشت اين خوشه قرار داشتند نظر افكندند و مشاهده كردند كه تصوير اين كهكشان ها در اثر نيروي جاذبه اين خوشه از حالت طبيعي خارج مي شود.
چگونگي اين تغييرات اطلاعاتي درباره جرم نامرئي اين خوشه در اختيار دانشمندان گذاشته است. اين پروژه طي بيش از 120 ساعت رصد انجام شد. اين بيشترين زماني است كه هابل تاكنون صرف مطالعه يك خوشه كهكشاني كرده است. اين تحقيقات به جامع ترين مطالعه درباره توزيع ماده تاريك در يك خوشه كهكشاني منجر شده است.
اين نقشه چنانكه انتظار مي رفت آشكار مي كند كه جرم ماده تاريك با دور شدن از مركز خوشه به سرعت افت مي كند.
خبرهای اخیر درباره ماده تاریک milky way
دانشمندان تصور میکنند که مقداری از ماده اسرار آمیز تاریک را درمرکز کهکشان راه شیری یافته اند.
تابش ریز موج اضافی از مرکز راه شیری، ممکن است به وجود ماده تاریک مربوط شود. البته داگلاس فینکبینر، ستاره شناس دانشگاه پرینستون ، چندان درمورد چیزی که درمرکزکهکشان باعث این تابش اضافی می شود ، مطمئن نیست. او یافته های جدید خود را در مجله منتشر کرد. او پیشنهاد کرده است که به این منظور باید تابش ریزموج کیهانی، مورد مطالعه قرارگیرد. این تابش بازمانده انفجار بزرگ است و با مطالعه آن می توانیم اطلاعات خود را درباره لحظات آغازعالم کاملتر کنیم. در حال حاضر تیم WMAP درحال مطالعه میزان ناهمسانگردی این تابش می باشد. این تیم درحین مشاهدات خود مواظب هستند که سیگنالهای زمینی با سیگنالهای کیهانی مخلوط نشوند. آنها معتقدند که منشأ امواج ریزموج غیرکیهانی، می تواند از هیدروژن یونیزه درقلب کهکشان خودمان، غبارمیان ستاره ای و یا از الکترونهای پرسرعت دربقایای ابرنواخترها باشد.
او با استفاده ازمطالعات این تیم در اطراف قلب کهکشان، تابشهایی شبیه تابش اتم های هیدروژن یونیزه پیدا کرد ولی مقدار آن زیاد نبود. این تابش همچنین شبیه تابش الکترونهای پر سرعت درمیدان مغناطیسی است، اما آنها مجبورند سرعت هایی نزدیک سرعت نور داشته باشند. وی طی ارائه یک مقاله در ادینبرگ اسکاتلند، در ماه سپتامبر، عنوان کرد که ممکن است نشانه هایی ازماده تاریک را یافته باشد.
[External Link Removed for Guests]
ماده تشکیل دهنده ماده تاریک نمی تواند خیلی زیاد با ماده معمولی اندرکنش داشته باشد. اما دراینجا یک شکافی وجود دارد. بعضی از این ذرات می توانند با یکدیگر اندرکنش داشته باشند و حتی یکدیگر را نابود کنند. زمانی که الکترون ها با پاد ذره خود، پوزیترون، برخورد کنند هردو ذرات دریک فرایند تولید پرتو گاما نابود می شوند. بدین ترتیب بعضی از کاندیداهای ماده تاریک ممکن است پادماده ها باشند. سبکترین ذره پایدار که نظریه ابرتقارن آن را بعنوان کاندیدای ماده تاریک معرفی می کند، ذره ای بنام « نوترالینو» می باشد. با نابودی نوترالینوها ذرات دیگری بوجود می آیند - همانند پایون ها ، الکترون ها و پوزیترون ها - که می توانند به سرعت های بالا دسترسی پیدا کنند .
وقتی این ذرات پرسرعت از داخل میدان مغناطیسی عبور کنند از خود تابش سینکروترون - دقیقا همان تابشی که تیم WMAP آشکارکردند - گسیل می کنند. این الکترون ها وپوزیترون ها همچنین با نورستارگان وتابش پس زمینه کیهانی برخورد می کنند و فوتون ها را به ترازهای انرژی بالاترمی برند، به طوری که ما پرتوهای ایکس وگاما مشاهده می کنیم. پرتوهای گاما با این طول موج های خاص باید توسط تلسکوپ فضایی که درسال 2006م به فضا پرتاب خواهد شد آشکار شوند. چنانچه این پرتوها آشکار شوند قدم بسیارمهمی درراه شناخت ماده تاریک برداشته شده است.
اولین کهکشان ماده تاریک کشف شد
ستاره شناسان انگلیسی معتقدند که توانسته اند با استفاده از یک رادیو تلسکوپ یک کهکشان متشکل از ماده تاریک را کشف کنند. آنها معتقدند این کهکشان غیر قابل مشاهده، بطور کامل از ماده تاریک تشکیل شده است. یک کهکشان تاریک، ناحیه ای از جهان که دارای مقادیر زیادی از ماده که به شکل یک کهکشان می چرخد، می باشد ولی در آن هیچ ستاره ای رؤیت نمی شود. این ناحیه تنها توسط یک رادیو تلسکوپ قابل رؤیت است. کهکشان مذکور برای اولین بار با تلسکوپ دانشگاه منچستر لوول رصد شد و صحت آن با تلسکوپ آرسیبو در پورتوریکو تآیید شد. تصور می شود که این ماده ناشناخته کهکشان، همان ماده تاریک باشد .
دکتر دیویس ، یکی از اعضإ تیم دانشگاه کاردیف ، می گوید :« جهان رازهای بسیاری دارد اما این کشف بسیار مهم نشان می دهد که ما در این که چگونه به درستی باید به عالم نگاه کرد مبتدی هستیم .»
یک تیم بین المللی از اوکراین، فرانسه، ایتالیا و استرالیا در حال تحقیق بر روی کهکشان های تاریک هستند. آنها توزیع اتم های هیدروژن در ساسر عالم را مورد بررسی قرار داده اند. گاز هیدروژن تابش هایی از خود گسیل می کند که در طول موج های رادیویی قابل رؤیت است. این تیم در خوشه کهکشانی سنبله، که حدود 50 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد، جسمی هیدروژنی که در حدود 100 میلیون برابر خورشید جرم دارد کشف کرده اند. دکتر رابرت مینچین، از دانشگاه کاردیف، می گوید: « ما از سرعت چرخش VIRGOHI21 دریافتیم که این جسم هزاران هزار بار سنگین تر از مقداری است که می توانیم برای هیدروژن تنها در نظر بگیریم. اگراین یک کهکشان معمولی بود می بایستی کاملا درخشان و قابل رؤیت با یک تلسکوپ آماتوری باشد. ولی اینچنین نیست.»
معمای ماده تاریک این است که وقتی ستاره شناسان از یک طرف سرعت دورانی یک کهکشان و از طرف دیگر جرم آن را محاسبه می کنند این دو مقدار اصلا با هم همخوانی ندارند. به عبارت دیگر جرم اندازه گیری شده نمی تواند یکچنین سرعت چرخشی را ایجاد کند و باید مقادیر زیادی از جرم که به دلایل نامعلوم غیر قابل رؤیت است در کنار جرم مرئی وجود داشته باشد تا در نتیجه چنین سرعت دورانی حاصل شود. این کهکشان های تاریک بنظر، می رسند در زمانی که چگالی ماده کهکشانی برای تشکیل ستاره هاکم بوده، شکل گرفته اند. به هر حال تیم کاردیف امیدوارند که مشاهدات شان بخش ناپیدای جهان هستی را آشکار کند.
[External Link Removed for Guests]
يا علي گفتيم و عشق آغاز شد..
-
- پست: 2440
- تاریخ عضویت: چهارشنبه ۱۵ فروردین ۱۳۸۶, ۶:۲۳ ب.ظ
- سپاسهای ارسالی: 11143 بار
- سپاسهای دریافتی: 14954 بار
در جستوجوي ماده تاريك يا چسب كيهاني
جستوجوي ماده تاريك يا چسب كيهاني
هركس ماهيت ماده تاريك را كشف كند، يكي از بزرگترين معماهاي دانش نوين را حل كرده است و مطمئنا به سمت جايزه نوبل روانه خواهد شد.
اما اين كار، صرفا يك فقط يك آزمون مغزي نيست. كشف رمز ماده تاريك، به همراه دستيابي به درك بهتري از يك نيروي مرموز ديگر به نام "انرژي تاريك" ، ميتواند به كشف سرنوشت كهكشانها كمك كند.
تلاشهايي كه در گذشته براي يافتن اين ماده، كه بر اساس فرضيات موجود بايد وجود داشته باشد، انجام شده تاكنون بينتيجه بوده است اما اين موضوع نتوانسته است حدود بيست گروه پژوهشي را از دنبال كردن اثري از اين ماده در تاريكي معادن متروكه و چاههاي عمودي تونلها، منصرف كند.
ماشينهاي امروزي ردياب "ماده تاريك" در مقايسه با نسلهاي قديمي بسيار نيرومندتر هستند اما بهترين آنها نيز تاكنون نتوانستهاست كوچكترين اثري از اين ماده را ثبت كند. اكنون بسياري از تيمها در حال ساختن رديابهاي بزرگتر هستند و يا سعي ميكنند براي شكار "ماده تاريك" فناوريهاي مدرن را به كار گيرند.
"شان كرول"، يك دانشمند فيزيك نظري در موسسه فناوري كاليفرنيا كه خود شخصا در اين تجربههاي علمي شركت ندارد، ميگويد "اكنون در عصر طلايي جستوجوي ماده تاريك به سر ميبريم و به نظر ميرسد كه شرايط براي وقوع يك اتفاق بزرگ در اين زمينه فراهم است."
دانشمندان معترفند كه هنوز در مورد ماده تاريك، در تاريكي به سر ميبرند. براساس تئوري حاكم كنوني، اين ماده از ذراتي بسيار كوچك و عجيب ساخته شده كه از زمان "انفجار بزرگ" ( (Big Bangدرحدود ۱۳/۷ميليارد سال قبل باقي ماندهاند.
ماده تاريك كه گمان ميرود يك چهارم جرم كيهان را تشكيل ميدهد، به اين دليل به اين اسم ناميده ميشود كه هيچ نور يا حرارتي از خود خارج نميكند.
ستارهشناسان بخاطر كنش و واكنش جاذبهاي اين ماده با ستارگان و كهكشانها پي به وجود آن بردهاند.
اما دانستن اين موضوع كه ماده تاريك وجود دارد، با دانستن اين كه ماهيت اين ماده چيست، فاصله زيادي دارد. در اكثر تجربيات علمي، دانشمندان به دنبال ذرات فرضيهاي به نام WIMPSهستند. اين ذرات كه اسم آنها از خلاصهاي از "ذرات پرجرم با تعامل ضعيف" تشكيل شده است، بزرگترين كانديداي ماده تاريك هستند.
ماشينهاي مجهزي كه در زير زمين كار گذاشته شدهاند، همه منتظر لحظه نادري هستند كه يك WIMPبه هسته اتم برخورد كند و موجب يك پسزني الاستيك شود.اين آزمايشها بايد زير زمين انجام گيرد تا اشعههاي كيهاني روي نتايج آنها اثر نگذارند.
"نيل اسپونر"، محقق ماده تاريك از دانشگاه شفيلد انگلستان داستان را به اين گونه خلاصه ميكند: " سوزني در انبار كاه افتاده است و ما سعي ميكنيم براي پيدا كردن سوزن، كاه را كنار بزنيم. اكنون براي رد كردن آنچه زايد است و يافتن رويدادي كه در پي آن هستيم، بايد فناوري بهتري داشته باشيم."
آزمايشهاي علمي زيرزميني در يك معدن آهن متروكه در ايالت مينهسوتاي آمريكا و در غارهاي كانادا، فرانسه، ايتاليا، ژاپن و روسيه به آرامي جريان دارد. ماه گذشته بنياد ملي علم آمريكا، معدن طلاي متروكهاي در داكوتاي جنوبي را به عنوان مكان يكي از بزرگترين و عميقترين نمونه از اين آزمايشگاهها در جهان، انتخاب كرد. اين معدن به اندازه يك دسته شش تايي از ساختمانهاي امپايراستيت در زير زمين است.
رقابت براي يافتن ماده تاريك، بسيار شديد است و فيزيكدانان تلاش ميكنند بهترين و مناسبترين فناوري براي اين آزمايشها را بيابند.
تاكنون براي يافتن اثر محسوسي از ارتعاشات ناشي از برخورد يك ،WIMPاز سيليكون فوق سرد و كريستالهاي ژرمانيوم استفاده كردند. در شيوههاي مدرن تر، از گازهايي مانند زنون و يا فناوريهاي نوظهوري مانند اتاقكهاي حبابي مايع فوق داغ، استفاده شد اما به گفته يك دانشمند فيزيك ذرات در دانشگاه شيكاگو، هيچيك از اين روشها كامل نيستند و هريك مشكلات و محدوديتهاي خاص خود را دارند.
دانشمندان ميدانند ممكن است روزي از آنها سوال شود كه آيا واقعا مطمئنند آنچه در پي آن هستند، واقعي است؟
استيو اهلن، از دانشگاه بوستون كه به اتفاق همكارانش در موسسه فناوري ماساچوست MITسرگرم ساخت نمونهاي از يك دستگاه مدرن زيرزميني براي تحقيقات در زمينه ماده تاريك است، ميگويد " هرقدر آزمايش عظيم باشد، بازهم ممكن است هيچ چيزي پيدا نشود."
تاكنون چند بار زنگها بيهوده به صدا درآمدهاند. در سال ، ۲۰۰۰ دانشمندان ايتاليايي كه در يك آزمايشگاه زيرزميني در نزديكي رشتهكوه "گران ساسو" فعاليت ميكنند، ادعا كردند كه نشانهاي از ماده تاريك را رديابي كردهاند.
اما هيچكس نتوانست اين نتيجه را تكرار كند و در محافل علمي شمار اندكي ممكن است اين ادعا را قبول داشته باشند. از آن زمان به بعد، محققان ايتاليايي سرگرم كار روي يك ردياب نسل دوم بودهاند و پيشبيني ميكنند تا سال آينده نتايج تازهاي را ارايه نمايند.
در بهار امسال، يك گروه رقيب به رهبري "النا اپرايل"، از دانشگاه كلمبيا كه در "گران ساسو" نيز فعاليت ميكند، در يك نشست علمي گفت پروژه گازمايع ابداعي گروه وي هب نام XENON10در مقايسه با ردياب CDMSحساس تر است و صداهاي زمينهاي بيشتري را حذف ميكند.
اپرايل كه با اعلام اين موضوع ديگر پژوهشگران را شگفت زده كرد، گفت "هرقدر حساسيت دستگاهها بيشتر باشد، حقيقت نزديكتر ميشود."
برنار سادوله از دانشگاه تكنولوژي كاليفرنيا در بركلي و سخنگوي CDMS معتقد است استفاده از چند فناوري در جستوجوي ماده تاريك بسيار مفيد است زيرا ميتوان نتايج به دست آمده از راههاي مختلف را در كنار هم قرار داد و آنها را با يكديگر كنترل كرد. او ميگويد كه گروه پژوهشي او از سال گذشته سرگرم جمعآوري اطلاعات از طريق دستگاههاي ارتقاء يافته ردياب بوده است و پيشبيني ميكند كه اين گروه رهبري خود را از لحاظ حساسيت دستگاه ردياب دوباره به دست آورد.
تلاش براي يافتن ماده تاريك، به دهه ۱۹۳۰برميگردد كه در آن زمان، "فريتس تسويكي" از دانشگاه فني كاليفرنيا "كلتك"، درحالي كه با تلسكوپ به آسمان نگاه ميكرد، با مشاهده حركات كهكشاني به اين نتيجه رسيد كه در كيهان جرم گمشدهاي وجود دارد. جا افتادن اين فكر در اذهان ديگر دانشمندان و دانش پژوهان مدتها طول كشيد اما اكنون جستوجوي ماده تاريك، به يك شكار علمي پررقابت زيرزميني تبديل شده است.
ساخت رديابهاي ماده تاريك پرهزينه است و ارتقاء و عملياتي كردن آنها از آن هم پرهزينه تر است. اكنون بودجه بسياري از پروژهها توسط مجموعهاي از منابع مختلف تامين ميشود. براي مثال، بنياد ملي علوم از سال مالي ۲۰۰۰ روي شش پروژه، از جمله CDMSو XENON10حدود ۲۱ميليون دلار سرمايهگذاري كرده است.
دانشمندان در فضا نيز به دنبال ماده تاريك ميگردند.
ناسا قصد دارد سال آينده تلسكوپ "گلاست GLASTرابراي مطالعه در مورد انفجارهاي اشعه گاما، كه ممكن است از برخوردهاي مادهتاريك حاصل شده باشد، به فضا بفرستد.
اين امكان نيز وجود دارد كه دانشمندان حتي قبل از آنكه وجود ماده تاريك را در كهكشانها و يا در زير زمين تاييد كنند، آن را در آزمايشگاه توليد كنند، مثلا در برخورددهنده بزرگ هالدرون كه در اعماق زمين در مرز سوييس و فرانسه قرار دارد.
پژوهشگران در همه جستجوهاي خود فقط به دنبال WIMPSنيستند.
"آزمايشگاه ملي لارنس ليورمور" با اجراي پروژهاي تحت عنوان "تجربه مادهتاريك اكسيون" ، به دنبال يك ذره فرضيهاي ديگري به نام "اكسيون "axionاست.
نخستين مرحله اين پروژه در سال ۲۰۰۳بدون ثبت هيچ نشانهاي از ماده تاريك، پايان گرفت. اما اخيرا وزارت انرژي آمريكا براي ارتقاء كيفي اين آزمايشها، چراغ سبز نشان داده است.
هيچكس نميداند جستوجوي ماده تاريك تا چه زمان ادامه خواهد يافت.
لسلي روزنبرگ، يك سخنگوي پروژه "اكسيون" گفت "هنوز جام جهان نما كدر است اما روزي ماهيت ماده تاريك روشن خواهد شد."
در آزمايشگاههايي در اعماق زمين، دانشمندان مجهز به پيشرفتهترين دستگاهها، سرگرم رقابت براي يافتن "ماده تاريك"، هستند. مادهاي نامريي كه مانند يك چسب كيهاني، مانع از هم پاشيدن كهكشانها ميشود.
هركس ماهيت ماده تاريك را كشف كند، يكي از بزرگترين معماهاي دانش نوين را حل كرده است و مطمئنا به سمت جايزه نوبل روانه خواهد شد.
اما اين كار، صرفا يك فقط يك آزمون مغزي نيست. كشف رمز ماده تاريك، به همراه دستيابي به درك بهتري از يك نيروي مرموز ديگر به نام "انرژي تاريك" ، ميتواند به كشف سرنوشت كهكشانها كمك كند.
تلاشهايي كه در گذشته براي يافتن اين ماده، كه بر اساس فرضيات موجود بايد وجود داشته باشد، انجام شده تاكنون بينتيجه بوده است اما اين موضوع نتوانسته است حدود بيست گروه پژوهشي را از دنبال كردن اثري از اين ماده در تاريكي معادن متروكه و چاههاي عمودي تونلها، منصرف كند.
ماشينهاي امروزي ردياب "ماده تاريك" در مقايسه با نسلهاي قديمي بسيار نيرومندتر هستند اما بهترين آنها نيز تاكنون نتوانستهاست كوچكترين اثري از اين ماده را ثبت كند. اكنون بسياري از تيمها در حال ساختن رديابهاي بزرگتر هستند و يا سعي ميكنند براي شكار "ماده تاريك" فناوريهاي مدرن را به كار گيرند.
"شان كرول"، يك دانشمند فيزيك نظري در موسسه فناوري كاليفرنيا كه خود شخصا در اين تجربههاي علمي شركت ندارد، ميگويد "اكنون در عصر طلايي جستوجوي ماده تاريك به سر ميبريم و به نظر ميرسد كه شرايط براي وقوع يك اتفاق بزرگ در اين زمينه فراهم است."
دانشمندان معترفند كه هنوز در مورد ماده تاريك، در تاريكي به سر ميبرند. براساس تئوري حاكم كنوني، اين ماده از ذراتي بسيار كوچك و عجيب ساخته شده كه از زمان "انفجار بزرگ" ( (Big Bangدرحدود ۱۳/۷ميليارد سال قبل باقي ماندهاند.
ماده تاريك كه گمان ميرود يك چهارم جرم كيهان را تشكيل ميدهد، به اين دليل به اين اسم ناميده ميشود كه هيچ نور يا حرارتي از خود خارج نميكند.
ستارهشناسان بخاطر كنش و واكنش جاذبهاي اين ماده با ستارگان و كهكشانها پي به وجود آن بردهاند.
اما دانستن اين موضوع كه ماده تاريك وجود دارد، با دانستن اين كه ماهيت اين ماده چيست، فاصله زيادي دارد. در اكثر تجربيات علمي، دانشمندان به دنبال ذرات فرضيهاي به نام WIMPSهستند. اين ذرات كه اسم آنها از خلاصهاي از "ذرات پرجرم با تعامل ضعيف" تشكيل شده است، بزرگترين كانديداي ماده تاريك هستند.
ماشينهاي مجهزي كه در زير زمين كار گذاشته شدهاند، همه منتظر لحظه نادري هستند كه يك WIMPبه هسته اتم برخورد كند و موجب يك پسزني الاستيك شود.اين آزمايشها بايد زير زمين انجام گيرد تا اشعههاي كيهاني روي نتايج آنها اثر نگذارند.
"نيل اسپونر"، محقق ماده تاريك از دانشگاه شفيلد انگلستان داستان را به اين گونه خلاصه ميكند: " سوزني در انبار كاه افتاده است و ما سعي ميكنيم براي پيدا كردن سوزن، كاه را كنار بزنيم. اكنون براي رد كردن آنچه زايد است و يافتن رويدادي كه در پي آن هستيم، بايد فناوري بهتري داشته باشيم."
آزمايشهاي علمي زيرزميني در يك معدن آهن متروكه در ايالت مينهسوتاي آمريكا و در غارهاي كانادا، فرانسه، ايتاليا، ژاپن و روسيه به آرامي جريان دارد. ماه گذشته بنياد ملي علم آمريكا، معدن طلاي متروكهاي در داكوتاي جنوبي را به عنوان مكان يكي از بزرگترين و عميقترين نمونه از اين آزمايشگاهها در جهان، انتخاب كرد. اين معدن به اندازه يك دسته شش تايي از ساختمانهاي امپايراستيت در زير زمين است.
رقابت براي يافتن ماده تاريك، بسيار شديد است و فيزيكدانان تلاش ميكنند بهترين و مناسبترين فناوري براي اين آزمايشها را بيابند.
تاكنون براي يافتن اثر محسوسي از ارتعاشات ناشي از برخورد يك ،WIMPاز سيليكون فوق سرد و كريستالهاي ژرمانيوم استفاده كردند. در شيوههاي مدرن تر، از گازهايي مانند زنون و يا فناوريهاي نوظهوري مانند اتاقكهاي حبابي مايع فوق داغ، استفاده شد اما به گفته يك دانشمند فيزيك ذرات در دانشگاه شيكاگو، هيچيك از اين روشها كامل نيستند و هريك مشكلات و محدوديتهاي خاص خود را دارند.
منبع: [External Link Removed for Guests]
هركس ماهيت ماده تاريك را كشف كند، يكي از بزرگترين معماهاي دانش نوين را حل كرده است و مطمئنا به سمت جايزه نوبل روانه خواهد شد.
اما اين كار، صرفا يك فقط يك آزمون مغزي نيست. كشف رمز ماده تاريك، به همراه دستيابي به درك بهتري از يك نيروي مرموز ديگر به نام "انرژي تاريك" ، ميتواند به كشف سرنوشت كهكشانها كمك كند.
تلاشهايي كه در گذشته براي يافتن اين ماده، كه بر اساس فرضيات موجود بايد وجود داشته باشد، انجام شده تاكنون بينتيجه بوده است اما اين موضوع نتوانسته است حدود بيست گروه پژوهشي را از دنبال كردن اثري از اين ماده در تاريكي معادن متروكه و چاههاي عمودي تونلها، منصرف كند.
ماشينهاي امروزي ردياب "ماده تاريك" در مقايسه با نسلهاي قديمي بسيار نيرومندتر هستند اما بهترين آنها نيز تاكنون نتوانستهاست كوچكترين اثري از اين ماده را ثبت كند. اكنون بسياري از تيمها در حال ساختن رديابهاي بزرگتر هستند و يا سعي ميكنند براي شكار "ماده تاريك" فناوريهاي مدرن را به كار گيرند.
"شان كرول"، يك دانشمند فيزيك نظري در موسسه فناوري كاليفرنيا كه خود شخصا در اين تجربههاي علمي شركت ندارد، ميگويد "اكنون در عصر طلايي جستوجوي ماده تاريك به سر ميبريم و به نظر ميرسد كه شرايط براي وقوع يك اتفاق بزرگ در اين زمينه فراهم است."
دانشمندان معترفند كه هنوز در مورد ماده تاريك، در تاريكي به سر ميبرند. براساس تئوري حاكم كنوني، اين ماده از ذراتي بسيار كوچك و عجيب ساخته شده كه از زمان "انفجار بزرگ" ( (Big Bangدرحدود ۱۳/۷ميليارد سال قبل باقي ماندهاند.
ماده تاريك كه گمان ميرود يك چهارم جرم كيهان را تشكيل ميدهد، به اين دليل به اين اسم ناميده ميشود كه هيچ نور يا حرارتي از خود خارج نميكند.
ستارهشناسان بخاطر كنش و واكنش جاذبهاي اين ماده با ستارگان و كهكشانها پي به وجود آن بردهاند.
اما دانستن اين موضوع كه ماده تاريك وجود دارد، با دانستن اين كه ماهيت اين ماده چيست، فاصله زيادي دارد. در اكثر تجربيات علمي، دانشمندان به دنبال ذرات فرضيهاي به نام WIMPSهستند. اين ذرات كه اسم آنها از خلاصهاي از "ذرات پرجرم با تعامل ضعيف" تشكيل شده است، بزرگترين كانديداي ماده تاريك هستند.
ماشينهاي مجهزي كه در زير زمين كار گذاشته شدهاند، همه منتظر لحظه نادري هستند كه يك WIMPبه هسته اتم برخورد كند و موجب يك پسزني الاستيك شود.اين آزمايشها بايد زير زمين انجام گيرد تا اشعههاي كيهاني روي نتايج آنها اثر نگذارند.
"نيل اسپونر"، محقق ماده تاريك از دانشگاه شفيلد انگلستان داستان را به اين گونه خلاصه ميكند: " سوزني در انبار كاه افتاده است و ما سعي ميكنيم براي پيدا كردن سوزن، كاه را كنار بزنيم. اكنون براي رد كردن آنچه زايد است و يافتن رويدادي كه در پي آن هستيم، بايد فناوري بهتري داشته باشيم."
آزمايشهاي علمي زيرزميني در يك معدن آهن متروكه در ايالت مينهسوتاي آمريكا و در غارهاي كانادا، فرانسه، ايتاليا، ژاپن و روسيه به آرامي جريان دارد. ماه گذشته بنياد ملي علم آمريكا، معدن طلاي متروكهاي در داكوتاي جنوبي را به عنوان مكان يكي از بزرگترين و عميقترين نمونه از اين آزمايشگاهها در جهان، انتخاب كرد. اين معدن به اندازه يك دسته شش تايي از ساختمانهاي امپايراستيت در زير زمين است.
رقابت براي يافتن ماده تاريك، بسيار شديد است و فيزيكدانان تلاش ميكنند بهترين و مناسبترين فناوري براي اين آزمايشها را بيابند.
تاكنون براي يافتن اثر محسوسي از ارتعاشات ناشي از برخورد يك ،WIMPاز سيليكون فوق سرد و كريستالهاي ژرمانيوم استفاده كردند. در شيوههاي مدرن تر، از گازهايي مانند زنون و يا فناوريهاي نوظهوري مانند اتاقكهاي حبابي مايع فوق داغ، استفاده شد اما به گفته يك دانشمند فيزيك ذرات در دانشگاه شيكاگو، هيچيك از اين روشها كامل نيستند و هريك مشكلات و محدوديتهاي خاص خود را دارند.
دانشمندان ميدانند ممكن است روزي از آنها سوال شود كه آيا واقعا مطمئنند آنچه در پي آن هستند، واقعي است؟
استيو اهلن، از دانشگاه بوستون كه به اتفاق همكارانش در موسسه فناوري ماساچوست MITسرگرم ساخت نمونهاي از يك دستگاه مدرن زيرزميني براي تحقيقات در زمينه ماده تاريك است، ميگويد " هرقدر آزمايش عظيم باشد، بازهم ممكن است هيچ چيزي پيدا نشود."
تاكنون چند بار زنگها بيهوده به صدا درآمدهاند. در سال ، ۲۰۰۰ دانشمندان ايتاليايي كه در يك آزمايشگاه زيرزميني در نزديكي رشتهكوه "گران ساسو" فعاليت ميكنند، ادعا كردند كه نشانهاي از ماده تاريك را رديابي كردهاند.
اما هيچكس نتوانست اين نتيجه را تكرار كند و در محافل علمي شمار اندكي ممكن است اين ادعا را قبول داشته باشند. از آن زمان به بعد، محققان ايتاليايي سرگرم كار روي يك ردياب نسل دوم بودهاند و پيشبيني ميكنند تا سال آينده نتايج تازهاي را ارايه نمايند.
در بهار امسال، يك گروه رقيب به رهبري "النا اپرايل"، از دانشگاه كلمبيا كه در "گران ساسو" نيز فعاليت ميكند، در يك نشست علمي گفت پروژه گازمايع ابداعي گروه وي هب نام XENON10در مقايسه با ردياب CDMSحساس تر است و صداهاي زمينهاي بيشتري را حذف ميكند.
اپرايل كه با اعلام اين موضوع ديگر پژوهشگران را شگفت زده كرد، گفت "هرقدر حساسيت دستگاهها بيشتر باشد، حقيقت نزديكتر ميشود."
برنار سادوله از دانشگاه تكنولوژي كاليفرنيا در بركلي و سخنگوي CDMS معتقد است استفاده از چند فناوري در جستوجوي ماده تاريك بسيار مفيد است زيرا ميتوان نتايج به دست آمده از راههاي مختلف را در كنار هم قرار داد و آنها را با يكديگر كنترل كرد. او ميگويد كه گروه پژوهشي او از سال گذشته سرگرم جمعآوري اطلاعات از طريق دستگاههاي ارتقاء يافته ردياب بوده است و پيشبيني ميكند كه اين گروه رهبري خود را از لحاظ حساسيت دستگاه ردياب دوباره به دست آورد.
تلاش براي يافتن ماده تاريك، به دهه ۱۹۳۰برميگردد كه در آن زمان، "فريتس تسويكي" از دانشگاه فني كاليفرنيا "كلتك"، درحالي كه با تلسكوپ به آسمان نگاه ميكرد، با مشاهده حركات كهكشاني به اين نتيجه رسيد كه در كيهان جرم گمشدهاي وجود دارد. جا افتادن اين فكر در اذهان ديگر دانشمندان و دانش پژوهان مدتها طول كشيد اما اكنون جستوجوي ماده تاريك، به يك شكار علمي پررقابت زيرزميني تبديل شده است.
ساخت رديابهاي ماده تاريك پرهزينه است و ارتقاء و عملياتي كردن آنها از آن هم پرهزينه تر است. اكنون بودجه بسياري از پروژهها توسط مجموعهاي از منابع مختلف تامين ميشود. براي مثال، بنياد ملي علوم از سال مالي ۲۰۰۰ روي شش پروژه، از جمله CDMSو XENON10حدود ۲۱ميليون دلار سرمايهگذاري كرده است.
دانشمندان در فضا نيز به دنبال ماده تاريك ميگردند.
ناسا قصد دارد سال آينده تلسكوپ "گلاست GLASTرابراي مطالعه در مورد انفجارهاي اشعه گاما، كه ممكن است از برخوردهاي مادهتاريك حاصل شده باشد، به فضا بفرستد.
اين امكان نيز وجود دارد كه دانشمندان حتي قبل از آنكه وجود ماده تاريك را در كهكشانها و يا در زير زمين تاييد كنند، آن را در آزمايشگاه توليد كنند، مثلا در برخورددهنده بزرگ هالدرون كه در اعماق زمين در مرز سوييس و فرانسه قرار دارد.
پژوهشگران در همه جستجوهاي خود فقط به دنبال WIMPSنيستند.
"آزمايشگاه ملي لارنس ليورمور" با اجراي پروژهاي تحت عنوان "تجربه مادهتاريك اكسيون" ، به دنبال يك ذره فرضيهاي ديگري به نام "اكسيون "axionاست.
نخستين مرحله اين پروژه در سال ۲۰۰۳بدون ثبت هيچ نشانهاي از ماده تاريك، پايان گرفت. اما اخيرا وزارت انرژي آمريكا براي ارتقاء كيفي اين آزمايشها، چراغ سبز نشان داده است.
هيچكس نميداند جستوجوي ماده تاريك تا چه زمان ادامه خواهد يافت.
لسلي روزنبرگ، يك سخنگوي پروژه "اكسيون" گفت "هنوز جام جهان نما كدر است اما روزي ماهيت ماده تاريك روشن خواهد شد."
در آزمايشگاههايي در اعماق زمين، دانشمندان مجهز به پيشرفتهترين دستگاهها، سرگرم رقابت براي يافتن "ماده تاريك"، هستند. مادهاي نامريي كه مانند يك چسب كيهاني، مانع از هم پاشيدن كهكشانها ميشود.
هركس ماهيت ماده تاريك را كشف كند، يكي از بزرگترين معماهاي دانش نوين را حل كرده است و مطمئنا به سمت جايزه نوبل روانه خواهد شد.
اما اين كار، صرفا يك فقط يك آزمون مغزي نيست. كشف رمز ماده تاريك، به همراه دستيابي به درك بهتري از يك نيروي مرموز ديگر به نام "انرژي تاريك" ، ميتواند به كشف سرنوشت كهكشانها كمك كند.
تلاشهايي كه در گذشته براي يافتن اين ماده، كه بر اساس فرضيات موجود بايد وجود داشته باشد، انجام شده تاكنون بينتيجه بوده است اما اين موضوع نتوانسته است حدود بيست گروه پژوهشي را از دنبال كردن اثري از اين ماده در تاريكي معادن متروكه و چاههاي عمودي تونلها، منصرف كند.
ماشينهاي امروزي ردياب "ماده تاريك" در مقايسه با نسلهاي قديمي بسيار نيرومندتر هستند اما بهترين آنها نيز تاكنون نتوانستهاست كوچكترين اثري از اين ماده را ثبت كند. اكنون بسياري از تيمها در حال ساختن رديابهاي بزرگتر هستند و يا سعي ميكنند براي شكار "ماده تاريك" فناوريهاي مدرن را به كار گيرند.
"شان كرول"، يك دانشمند فيزيك نظري در موسسه فناوري كاليفرنيا كه خود شخصا در اين تجربههاي علمي شركت ندارد، ميگويد "اكنون در عصر طلايي جستوجوي ماده تاريك به سر ميبريم و به نظر ميرسد كه شرايط براي وقوع يك اتفاق بزرگ در اين زمينه فراهم است."
دانشمندان معترفند كه هنوز در مورد ماده تاريك، در تاريكي به سر ميبرند. براساس تئوري حاكم كنوني، اين ماده از ذراتي بسيار كوچك و عجيب ساخته شده كه از زمان "انفجار بزرگ" ( (Big Bangدرحدود ۱۳/۷ميليارد سال قبل باقي ماندهاند.
ماده تاريك كه گمان ميرود يك چهارم جرم كيهان را تشكيل ميدهد، به اين دليل به اين اسم ناميده ميشود كه هيچ نور يا حرارتي از خود خارج نميكند.
ستارهشناسان بخاطر كنش و واكنش جاذبهاي اين ماده با ستارگان و كهكشانها پي به وجود آن بردهاند.
اما دانستن اين موضوع كه ماده تاريك وجود دارد، با دانستن اين كه ماهيت اين ماده چيست، فاصله زيادي دارد. در اكثر تجربيات علمي، دانشمندان به دنبال ذرات فرضيهاي به نام WIMPSهستند. اين ذرات كه اسم آنها از خلاصهاي از "ذرات پرجرم با تعامل ضعيف" تشكيل شده است، بزرگترين كانديداي ماده تاريك هستند.
ماشينهاي مجهزي كه در زير زمين كار گذاشته شدهاند، همه منتظر لحظه نادري هستند كه يك WIMPبه هسته اتم برخورد كند و موجب يك پسزني الاستيك شود.اين آزمايشها بايد زير زمين انجام گيرد تا اشعههاي كيهاني روي نتايج آنها اثر نگذارند.
"نيل اسپونر"، محقق ماده تاريك از دانشگاه شفيلد انگلستان داستان را به اين گونه خلاصه ميكند: " سوزني در انبار كاه افتاده است و ما سعي ميكنيم براي پيدا كردن سوزن، كاه را كنار بزنيم. اكنون براي رد كردن آنچه زايد است و يافتن رويدادي كه در پي آن هستيم، بايد فناوري بهتري داشته باشيم."
آزمايشهاي علمي زيرزميني در يك معدن آهن متروكه در ايالت مينهسوتاي آمريكا و در غارهاي كانادا، فرانسه، ايتاليا، ژاپن و روسيه به آرامي جريان دارد. ماه گذشته بنياد ملي علم آمريكا، معدن طلاي متروكهاي در داكوتاي جنوبي را به عنوان مكان يكي از بزرگترين و عميقترين نمونه از اين آزمايشگاهها در جهان، انتخاب كرد. اين معدن به اندازه يك دسته شش تايي از ساختمانهاي امپايراستيت در زير زمين است.
رقابت براي يافتن ماده تاريك، بسيار شديد است و فيزيكدانان تلاش ميكنند بهترين و مناسبترين فناوري براي اين آزمايشها را بيابند.
تاكنون براي يافتن اثر محسوسي از ارتعاشات ناشي از برخورد يك ،WIMPاز سيليكون فوق سرد و كريستالهاي ژرمانيوم استفاده كردند. در شيوههاي مدرن تر، از گازهايي مانند زنون و يا فناوريهاي نوظهوري مانند اتاقكهاي حبابي مايع فوق داغ، استفاده شد اما به گفته يك دانشمند فيزيك ذرات در دانشگاه شيكاگو، هيچيك از اين روشها كامل نيستند و هريك مشكلات و محدوديتهاي خاص خود را دارند.
منبع: [External Link Removed for Guests]
يا علي گفتيم و عشق آغاز شد..
-
- پست: 2440
- تاریخ عضویت: چهارشنبه ۱۵ فروردین ۱۳۸۶, ۶:۲۳ ب.ظ
- سپاسهای ارسالی: 11143 بار
- سپاسهای دریافتی: 14954 بار
آیا انرژی تاریک ثابت است؟
انرژی تاریک ثابت است؟
حدود یک دههی قبل، منجمان انرژي تاریک را کشف کردند. دانشمندان سوالات زیادی در مورد ماهیت این انرژی دارند. یکی از این سوالات ممکن است به زودی پاسخ داده شود: آیا این انرژی در طول زمان ثابت است؟
حدود یک دههی قبل، منجمان انرژي تاریک را کشف کردند. مادهی اسرار آمیزی که کهکشانها را از یکدیگر دور میکند و روند انبساط جهان را شتاب میبخشد. این انرژی، که به چگالی انرژی خلا نیز مشهور است، یکی از خواص ذاتی فضا به شمار میرود. دانشمندان سوالات زیادی در مورد ماهیت این انرژی دارند. یکی از این سوالات ممکن است به زودی پاسخ داده شود: آیا چگالی انرژی خلا در طول زمان ثابت است؟
به عقیده «استوارت ویث»(Stuart B. Wyithe) از دانشگاه ملبورن و «اوی لوئب»(Avi Loeb) از مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسون، با بررسی تودههای دوردست هیدروژن میتوان به سرنخهایی از تاریخچه انرژی تاریک دست یافت.
لوئب دراین باره میگوید: "به نظر میرسد که چگالی انرژی خلا در طول زمان به عنوان یک ثابت کیهانی یکسان بوده باشد. اما این موضوع باید آزمایش شود. پاسخ این پرسش میتواند غافلگیر کننده باشد."
انرژی تاریک برای اولین بار در تئوری نسبیت عام انیشتین مطرح شد. انیشتین عقیده داشت که جهان ایستاست و برای همین ثابتی را وارد معادلات خود کرد. نیروی دافعهای که اثر گرانش را در جذب کهکشانها به سوی یکدیگر خنثی مینمود. وقتی ادوین هابل انبساط جهان را کشف کرد، انیشتین ثابت کیهانی را دور انداخت و شایع است که آن را بزرگترین اشتباه خود نامید.
در سال ۱۹۹۸، دو تیم از منجمان کشف کردند که سرعت انبساط جهان به جای آنکه به دلیل نیروی گرانش بین کهکشانها کاهش یابد، در حال افزایش است. آنها در قالب انرژی تاریک دوباره ثابت انیشتین را احیا کردند. در حالی که انرژی تاریک مشخصا وجود دارد و اثرات آن به وضوح توسط منجمان قابل مشاهده است، کسی نمیداند که چه چیز باعث به وجود آمدن این انرژی شده است و یا این اینکه آیا ثابت فوق واقعا در طول زمان ثابت است یا خیر. ویث میگوید: «منشا انرژی تاریک بزرگترین معمای لاینحل اخترفیزیک است».
براي نشان دادن انبساط
تحقیق راجع به انرژی تاریک
منجمان برای اینکه رفتار انرژی تاریک را در گذشته بفهمند باید نواحی دوردست کیهان را بررسی کنند. مناطقی که میلیاردها سال طول کشیده است تا نور آنها به زمین برسد. در مناطقی این چنین دوردست، کهکشانها و ابرنواخترها – علائم راهنمایی که در بررسی انرژی تاریک درهمسایگی ما از آنها استفاده میشود- تقریبا غیرقابل مشاهده هستند. بنابراین علائم راهنما و شاخصههای دیگری مورد نیاز است.
ویث و لوئب بررسی تشعشعات رادیویی از هیدورژن خنثی را پیشنهاد میکنند. طول موج این تشعشعات از ۲۱ سانتیمتر شروع میشود و با فرآیند انبساط جهان افزایش مییابد (به این فرآیند انتقال سرخ گفته میشود).
وقتی جهان دوباره به وسیلهی کهکشانهاي اوليه یونیزه شد (زمانی در همان چند میلیارد سال اول)، درصد کمی از اتمهای هیدروژن به طور طبیعی و خنثی باقی ماندند و در تودههای بزرگ توانستند از این مرحله جان سالم به در ببرند. تا پیش از این بررسیها، منجمان نمیدانستند که میتوان طول موج ۲۱ سانتیمتر تابش شده به وسیلهی هیدروژن باقیمانده را شناسایی کرد.
ویث و لوئب نشان دادهاند که رصدخانههای آینده میتوانند طول موج ۲۱ سانتیمتر جهان دوردست و جوان را شناسایی کنند حتی اگر بیشتر آن یونیزه شده باشد. علاوه بر آن، اگرچه شدت سیگنال بعد از دوباره یونیزه شدن کاهش مییابد اما شدت نویز نیز کم میشود. در حقیقت، طول موج ۲۱ سانتیمتر تابش شده به وسیلهی هیدروژن خنثی میتواند از زمان حاضر تا زمانی که جهان فقط ۲۰۰ میلیون سال سن داشت (یعنی انتقال به سرخ ۱۵) شناسایی شود.
بنابر نظر لوئب: "هیچ راه حل عملی دیگری برای بررسی انرژی تاریک در این انتقال به سرخهای بالا وجود ندارد."
امواج صوتی کیهانی
در لحظات ابتدايي پيدايش جهان، تغييرات اندك چگالي انرژي باعث ايجاد نوساناتي شد كه درست مانند موجهاي يك استخر آب به صورت امواجي در گسترهي جهان شروع به انتشار كردند. در زمان حاضر، اندازه بيرونيترين موج حدود ۵۰۰ ميليون سال نوري است. اين امواج صوتي كيهاني روي ساختارهاي بزرگ مقياس هستي و توزيع كهكشانها تاثيراتي گذاشتند. اين اثرات اخيرا در بررسي كهكشانها در طول موج فروسرخ آشكار شدهاند.
به دليل نوسانات صوتي كهن، گاز هيدروژن خنثي نيز بايد الگوهايي شبيه الگوي توزيع كهكشانها داشته باشد. با بررسي توزيع هيدروژن در لحظات اوليهي پيدايش جهان در مقياس بزرگ، منجمان قادر خواهند بود تا چگونگي اثر انرژي تاريك را بر رشد و گسترش ساختار را در چند ميليارد سال حساس ابتدايي دريابند.
از نظر تئوري، ابزارهاي در حال ساخت امروزي نظير آرايهي وسيع «موركيسون»(Murchison) و توسعهي آن در آینده ، مي¬توانند طول موج ۲۱ سانتيمتر ارسالي از هيدروژن را در ۱ تا ۴ ميليارد سال اوليه¬ي تاريخ جهان (متناظر با انتقال به سرخ ۱.۵ تا ۶) آشكار نمايند.
ويث اينگونه تشريح ميكند:«گسترهي وسيع انتقال به سرخي كه ميتوانيم بررسي نماييم بسيار مهم است چرا كه در اين صورت ميتوانيم سيگنال ارسال شده را آشكار كنيم مستقل از اينكه كي جهان دوباره يونيزه شده باشد».
دو مقالهای كه تحقيقات ويث و لوئب را شرح ميدهند در آدرسهاي زير قابل دسترسي هستند: [External Link Removed for Guests] وhttp://arxiv.org/abs/۰۷۰۹.۲۹۵۵ (دومي به همراه پل گيل از دانشگاه ملبورن نگاشته شده است)
[External Link Removed for Guests]
حدود یک دههی قبل، منجمان انرژي تاریک را کشف کردند. دانشمندان سوالات زیادی در مورد ماهیت این انرژی دارند. یکی از این سوالات ممکن است به زودی پاسخ داده شود: آیا این انرژی در طول زمان ثابت است؟
حدود یک دههی قبل، منجمان انرژي تاریک را کشف کردند. مادهی اسرار آمیزی که کهکشانها را از یکدیگر دور میکند و روند انبساط جهان را شتاب میبخشد. این انرژی، که به چگالی انرژی خلا نیز مشهور است، یکی از خواص ذاتی فضا به شمار میرود. دانشمندان سوالات زیادی در مورد ماهیت این انرژی دارند. یکی از این سوالات ممکن است به زودی پاسخ داده شود: آیا چگالی انرژی خلا در طول زمان ثابت است؟
به عقیده «استوارت ویث»(Stuart B. Wyithe) از دانشگاه ملبورن و «اوی لوئب»(Avi Loeb) از مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسون، با بررسی تودههای دوردست هیدروژن میتوان به سرنخهایی از تاریخچه انرژی تاریک دست یافت.
لوئب دراین باره میگوید: "به نظر میرسد که چگالی انرژی خلا در طول زمان به عنوان یک ثابت کیهانی یکسان بوده باشد. اما این موضوع باید آزمایش شود. پاسخ این پرسش میتواند غافلگیر کننده باشد."
انرژی تاریک برای اولین بار در تئوری نسبیت عام انیشتین مطرح شد. انیشتین عقیده داشت که جهان ایستاست و برای همین ثابتی را وارد معادلات خود کرد. نیروی دافعهای که اثر گرانش را در جذب کهکشانها به سوی یکدیگر خنثی مینمود. وقتی ادوین هابل انبساط جهان را کشف کرد، انیشتین ثابت کیهانی را دور انداخت و شایع است که آن را بزرگترین اشتباه خود نامید.
در سال ۱۹۹۸، دو تیم از منجمان کشف کردند که سرعت انبساط جهان به جای آنکه به دلیل نیروی گرانش بین کهکشانها کاهش یابد، در حال افزایش است. آنها در قالب انرژی تاریک دوباره ثابت انیشتین را احیا کردند. در حالی که انرژی تاریک مشخصا وجود دارد و اثرات آن به وضوح توسط منجمان قابل مشاهده است، کسی نمیداند که چه چیز باعث به وجود آمدن این انرژی شده است و یا این اینکه آیا ثابت فوق واقعا در طول زمان ثابت است یا خیر. ویث میگوید: «منشا انرژی تاریک بزرگترین معمای لاینحل اخترفیزیک است».
براي نشان دادن انبساط
تحقیق راجع به انرژی تاریک
منجمان برای اینکه رفتار انرژی تاریک را در گذشته بفهمند باید نواحی دوردست کیهان را بررسی کنند. مناطقی که میلیاردها سال طول کشیده است تا نور آنها به زمین برسد. در مناطقی این چنین دوردست، کهکشانها و ابرنواخترها – علائم راهنمایی که در بررسی انرژی تاریک درهمسایگی ما از آنها استفاده میشود- تقریبا غیرقابل مشاهده هستند. بنابراین علائم راهنما و شاخصههای دیگری مورد نیاز است.
ویث و لوئب بررسی تشعشعات رادیویی از هیدورژن خنثی را پیشنهاد میکنند. طول موج این تشعشعات از ۲۱ سانتیمتر شروع میشود و با فرآیند انبساط جهان افزایش مییابد (به این فرآیند انتقال سرخ گفته میشود).
وقتی جهان دوباره به وسیلهی کهکشانهاي اوليه یونیزه شد (زمانی در همان چند میلیارد سال اول)، درصد کمی از اتمهای هیدروژن به طور طبیعی و خنثی باقی ماندند و در تودههای بزرگ توانستند از این مرحله جان سالم به در ببرند. تا پیش از این بررسیها، منجمان نمیدانستند که میتوان طول موج ۲۱ سانتیمتر تابش شده به وسیلهی هیدروژن باقیمانده را شناسایی کرد.
ویث و لوئب نشان دادهاند که رصدخانههای آینده میتوانند طول موج ۲۱ سانتیمتر جهان دوردست و جوان را شناسایی کنند حتی اگر بیشتر آن یونیزه شده باشد. علاوه بر آن، اگرچه شدت سیگنال بعد از دوباره یونیزه شدن کاهش مییابد اما شدت نویز نیز کم میشود. در حقیقت، طول موج ۲۱ سانتیمتر تابش شده به وسیلهی هیدروژن خنثی میتواند از زمان حاضر تا زمانی که جهان فقط ۲۰۰ میلیون سال سن داشت (یعنی انتقال به سرخ ۱۵) شناسایی شود.
بنابر نظر لوئب: "هیچ راه حل عملی دیگری برای بررسی انرژی تاریک در این انتقال به سرخهای بالا وجود ندارد."
امواج صوتی کیهانی
در لحظات ابتدايي پيدايش جهان، تغييرات اندك چگالي انرژي باعث ايجاد نوساناتي شد كه درست مانند موجهاي يك استخر آب به صورت امواجي در گسترهي جهان شروع به انتشار كردند. در زمان حاضر، اندازه بيرونيترين موج حدود ۵۰۰ ميليون سال نوري است. اين امواج صوتي كيهاني روي ساختارهاي بزرگ مقياس هستي و توزيع كهكشانها تاثيراتي گذاشتند. اين اثرات اخيرا در بررسي كهكشانها در طول موج فروسرخ آشكار شدهاند.
به دليل نوسانات صوتي كهن، گاز هيدروژن خنثي نيز بايد الگوهايي شبيه الگوي توزيع كهكشانها داشته باشد. با بررسي توزيع هيدروژن در لحظات اوليهي پيدايش جهان در مقياس بزرگ، منجمان قادر خواهند بود تا چگونگي اثر انرژي تاريك را بر رشد و گسترش ساختار را در چند ميليارد سال حساس ابتدايي دريابند.
از نظر تئوري، ابزارهاي در حال ساخت امروزي نظير آرايهي وسيع «موركيسون»(Murchison) و توسعهي آن در آینده ، مي¬توانند طول موج ۲۱ سانتيمتر ارسالي از هيدروژن را در ۱ تا ۴ ميليارد سال اوليه¬ي تاريخ جهان (متناظر با انتقال به سرخ ۱.۵ تا ۶) آشكار نمايند.
ويث اينگونه تشريح ميكند:«گسترهي وسيع انتقال به سرخي كه ميتوانيم بررسي نماييم بسيار مهم است چرا كه در اين صورت ميتوانيم سيگنال ارسال شده را آشكار كنيم مستقل از اينكه كي جهان دوباره يونيزه شده باشد».
دو مقالهای كه تحقيقات ويث و لوئب را شرح ميدهند در آدرسهاي زير قابل دسترسي هستند: [External Link Removed for Guests] وhttp://arxiv.org/abs/۰۷۰۹.۲۹۵۵ (دومي به همراه پل گيل از دانشگاه ملبورن نگاشته شده است)
[External Link Removed for Guests]
يا علي گفتيم و عشق آغاز شد..
-
- پست: 2440
- تاریخ عضویت: چهارشنبه ۱۵ فروردین ۱۳۸۶, ۶:۲۳ ب.ظ
- سپاسهای ارسالی: 11143 بار
- سپاسهای دریافتی: 14954 بار
مهر تاييد فيزيكدانان ايراني بر نظريه «بيگ بنگ» و وجود «انرژي تاريك»
تاييد فيزيكدانان ايراني بر نظريه «بيگ بنگ» و وجود «انرژي تاريك»
پژوهشگران دانشگاه صنعتي شريف در تحقيقاتشان به كمك تصاوير ماهواره WMAP ضمن تاييد نظريه «بيگبنگ» ( انفجار بزرگ) در ابتداي شكلگيري جهان به اطلاعات تازهاي در خصوص ميزان ماده تشكيل دهنده عالم، انرژي تاريك و چگونگي ايجاد كهكشانها دست يافت.
دكتر سيد محمد صادق موحد، دانشآموخته دكتري فيزيك (سيستم هاي پيچيده فيزيک) دانشگاه صنعتي شريف و محقق اصلي طرح در گفتوگو با خبرنگار «پژوهشي» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) اظهار كرد: تابش زمينهيي كيهان (CMB) دورترين چشمه قابل مشاهده كيهاني بوده و يكي از مهمترين آزمايشگاههاي بيبديل در حوزه علوم فيزيكي به شمار ميرود. اين فوتونها كه از عالمي با سني در حدود 300 هزار سال به ما ميرسند، حاوي اطلاعات فيزيكي از عالم قبل از دوران جدا شدن فوتون از زمينه و چگونگي تحول كيهان در طول زمان هستند.
وي با بيان اين كه با كشف فوتونها در سال 1964 و اندازهگيريهاي دقيق آن توسط ماهوارههاي متعددي چون WMAP و COBE، علوم مربوط به فيزيك انرژيهاي بالا و كيهانشناسي، وارد مرحله نويني شد، اظهار كرد: در اين طرح، دادههاي تابش زمينهيي كيهان كه بين سالهاي 2003 تا 2006 توسط ماهواره WMAP اندازهگيري شده است، مورد بررسي قرار گرفتند. اثرات نامطلوبي مانند نمونههاي دستگاهي به همراه اثراتي چون نور كهكشانها و ديگر منابع توليد امواج زيرموج كهكشاني و فراكهكشاني، باعث مخفي شدن اثرات واقعي افت و خيزها روي آخرين سطح پراكندگي ميشوند كه اگرچه به كمك پيشرفت در فنآوري، اندازهگيري اين تابش با دقت قابل قبولي امكانپذير شده است، اما از نقطه نظر مدل كردن و تحليل دادهها، چالشهايي اساسي باقي مانده است.
عضو هيات علمي گروه فيزيك دانشگاه شهيد بهشتي گفت: بر اين اساس و با استفاده از روشهاي نوين آماري از يك سو، براي اولين بار افق علي را با استفاده از روش تحليل دادهها تعيين كرده و از سوي ديگر با رهيافت سيستمهاي پيچيده، معادلهاي تصادفي براي بازتوليد نقشه تابش زمينهيي كيهان ارائه شده است.
وي خاطر نشان كرد: فرض همسانگردي آماري و گوسي بودن تابع توزيع دما با كمك آناليزهاي چندفراكتالي بررسي شده كه اين همسانگردي آماري به ايجاد طيف توان CMB (تابش زمينهيي كيهان) منجر ميشود كه نقشي اساسي در استخراج كميتهاي مهم براي توصيف كيهان شناخت عالم ايفاء ميكند.
دكتر موحد اظهار كرد: نتايج به دست آمده از اين تحليل به همراه آنچه كه از ابرنواخترهاي نوع Ia به دست ميآيد، وجود انرژي تاريك را نيز به عنوان مسالهاي چالشبرانگيز در كيهانشناسي پيشنهاد ميكند.
وي تصريح كرد: تاييد انفجار اوليه مبني بر تشكيل عالم، ارائه اطلاعاتي از ميزان ماده تشكيل دهنده عالم، ارائه اطلاعات دقيقي از هستهزايي، ارائه اطلاعاتي در خصوص كيهان اوليه و چگونگي ايجاد چگاليهاي مواد موجود كه در طول زمان به دليل ناپايداريهاي گرانشي نزديك هم قرار گرفته و ساختارهاي بزرگ مقياس امروزي چون كهكشانها و منظومهها را ايجاد كردهاند، از ديگر نتايج اين طرح است.
گفتني است، طرح بررسي خواص آماري تابش زمينهيي كيهان كه با راهنمايي دكتر سهراب راهوار و دكتر محمدرضا رحيمي تبار و با همكاري دكتر فاطمه قاسمي و دكتر عليرضا بهرامينسب انجام شده، رتبه دوم پژوهشهاي بنيادي نهمين جشنواره جوان خوارزمي را كسب كرده است.
Please Login or Register to see this code
پژوهشگران دانشگاه صنعتي شريف در تحقيقاتشان به كمك تصاوير ماهواره WMAP ضمن تاييد نظريه «بيگبنگ» ( انفجار بزرگ) در ابتداي شكلگيري جهان به اطلاعات تازهاي در خصوص ميزان ماده تشكيل دهنده عالم، انرژي تاريك و چگونگي ايجاد كهكشانها دست يافت.
دكتر سيد محمد صادق موحد، دانشآموخته دكتري فيزيك (سيستم هاي پيچيده فيزيک) دانشگاه صنعتي شريف و محقق اصلي طرح در گفتوگو با خبرنگار «پژوهشي» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) اظهار كرد: تابش زمينهيي كيهان (CMB) دورترين چشمه قابل مشاهده كيهاني بوده و يكي از مهمترين آزمايشگاههاي بيبديل در حوزه علوم فيزيكي به شمار ميرود. اين فوتونها كه از عالمي با سني در حدود 300 هزار سال به ما ميرسند، حاوي اطلاعات فيزيكي از عالم قبل از دوران جدا شدن فوتون از زمينه و چگونگي تحول كيهان در طول زمان هستند.
وي با بيان اين كه با كشف فوتونها در سال 1964 و اندازهگيريهاي دقيق آن توسط ماهوارههاي متعددي چون WMAP و COBE، علوم مربوط به فيزيك انرژيهاي بالا و كيهانشناسي، وارد مرحله نويني شد، اظهار كرد: در اين طرح، دادههاي تابش زمينهيي كيهان كه بين سالهاي 2003 تا 2006 توسط ماهواره WMAP اندازهگيري شده است، مورد بررسي قرار گرفتند. اثرات نامطلوبي مانند نمونههاي دستگاهي به همراه اثراتي چون نور كهكشانها و ديگر منابع توليد امواج زيرموج كهكشاني و فراكهكشاني، باعث مخفي شدن اثرات واقعي افت و خيزها روي آخرين سطح پراكندگي ميشوند كه اگرچه به كمك پيشرفت در فنآوري، اندازهگيري اين تابش با دقت قابل قبولي امكانپذير شده است، اما از نقطه نظر مدل كردن و تحليل دادهها، چالشهايي اساسي باقي مانده است.
عضو هيات علمي گروه فيزيك دانشگاه شهيد بهشتي گفت: بر اين اساس و با استفاده از روشهاي نوين آماري از يك سو، براي اولين بار افق علي را با استفاده از روش تحليل دادهها تعيين كرده و از سوي ديگر با رهيافت سيستمهاي پيچيده، معادلهاي تصادفي براي بازتوليد نقشه تابش زمينهيي كيهان ارائه شده است.
وي خاطر نشان كرد: فرض همسانگردي آماري و گوسي بودن تابع توزيع دما با كمك آناليزهاي چندفراكتالي بررسي شده كه اين همسانگردي آماري به ايجاد طيف توان CMB (تابش زمينهيي كيهان) منجر ميشود كه نقشي اساسي در استخراج كميتهاي مهم براي توصيف كيهان شناخت عالم ايفاء ميكند.
دكتر موحد اظهار كرد: نتايج به دست آمده از اين تحليل به همراه آنچه كه از ابرنواخترهاي نوع Ia به دست ميآيد، وجود انرژي تاريك را نيز به عنوان مسالهاي چالشبرانگيز در كيهانشناسي پيشنهاد ميكند.
وي تصريح كرد: تاييد انفجار اوليه مبني بر تشكيل عالم، ارائه اطلاعاتي از ميزان ماده تشكيل دهنده عالم، ارائه اطلاعات دقيقي از هستهزايي، ارائه اطلاعاتي در خصوص كيهان اوليه و چگونگي ايجاد چگاليهاي مواد موجود كه در طول زمان به دليل ناپايداريهاي گرانشي نزديك هم قرار گرفته و ساختارهاي بزرگ مقياس امروزي چون كهكشانها و منظومهها را ايجاد كردهاند، از ديگر نتايج اين طرح است.
گفتني است، طرح بررسي خواص آماري تابش زمينهيي كيهان كه با راهنمايي دكتر سهراب راهوار و دكتر محمدرضا رحيمي تبار و با همكاري دكتر فاطمه قاسمي و دكتر عليرضا بهرامينسب انجام شده، رتبه دوم پژوهشهاي بنيادي نهمين جشنواره جوان خوارزمي را كسب كرده است.
Please Login or Register to see this code
يا علي گفتيم و عشق آغاز شد..
-
- پست: 2440
- تاریخ عضویت: چهارشنبه ۱۵ فروردین ۱۳۸۶, ۶:۲۳ ب.ظ
- سپاسهای ارسالی: 11143 بار
- سپاسهای دریافتی: 14954 بار
معمایی جدید : کشف کهکشانی بدون مادهی تاریک!
بدون مادهی تاریک، معمایی جدید برای
کهکشانی یافتهاند که بر خلاف پیشبینی نظریات،
خالی از مادهی تاریک است. توضیح دادن علت این پدیده، کار سادهای نیست.
4736 کهکشاني در فاصلهي ۱۵ ميليون سال نوري از ما که به نظر ميرسد فاقد مادهي تاريک
اخترشناسان فرض میکنند که ماده تاریک در تمام عالم منتشر شده است اما مطالعات جدید نشان میدهند که یک کهکشان مارپیچی خالی از این ماده به نظر میرسد و توضیح این موضوع برای اخترفیزیکدانان کار سادهای نیست.
در نواحی خارجی اغلب کهکشانها، سرعت ستارگان بیشتر از مقدار پیشبینی شده با توجه به جرم قابل مشاهدهی کهکشان است. مجموع جرم تمام بخشهای قابل مشاهده مانند ستارهها و گازهای داخلی، نمیتواند به قدر کافی نیروی گرانش تولید کند تا اجرام را با چنین سرعتی در کهکشان نگه دارد، نتیجه آن است که بخشی از جرم کهکشان گم شده است.
اغلب اخترشناسان معتقدند که این جرم گم شده، از جوهری نامرئی ساخته شده است، که به آن لقب ماده تاریک را دادهاند. ماده تاریک همچون هالهای بزرگ اطراف هر کهکشان را احاطه کرده است. امکان دیگری هم وجود دارد و آن این است که نیروی گرانش رفتاری غیر منتظره را از خود نشان دهد که در آن صورت باید به فکر اصلاح قوانین مکانیک نیوتن بود که در نظریهی MOND مطرح میشود.
در کهکشان مارپیچی NGC۴۷۳۶ هر چه از تراکم مرکز دورتر شویم سرعت چرخش نیز کمتر میشود. در نگاه اول، منحنی سرعت چرخش ستارهها نسبت به فاصله از مرکز درست مانند حالتی است که مادهی تاریک وجود نداشته باشد و هنگامی که شما از انبوه ستارگان مرکزی فاصله بگیرید، گرانش کم میشود، بنابراین حرکت به دور مرکز نیز کم سرعتتر خواهد شد.
در بار اول، اندازه گیری های انجام شده تا فاصلهی ۳۵۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان انجام شده بود و بنابر این، دادهها برای نتیجه گیری کلی کافی نبود. بنابراین تیمی از اخترشناسان در لهستان، محاسبات گسترده و پیچیده تری انجام دادند .
آنها توانستهاند راهی پیدا کنند که منحنی سرعت چرخش را از راهی دیگر به دست آورند و آن، اندازه گیری چگالی گاز هیدروژن در بخشهای بیرونی کهکشان است. بر طبق مدل ریاضی آنها، ستارگان معمولی و گاز موجود در این کهکشان میتوانند تمام جرم موجود در NGC۴۷۳۶ را تامین کنند.
«جرگ دیمند»(Jürg Diemand) اخترفیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا میگوید:" اگر این موضوع درست باشد، آنگاه باید گفت که این کهکشان حاوی مقدار کمی ماده تاریک است یا کاملا خالی از آن خواهد بود. این موضوع بسیار شگفت انگیز است."
او همچنین افزود:" روشهای بسیاری شامل مطالعه چگونگی حرکت کهکشانها درون خوشهها و محاسبات درخشندگی پس از انفجار بزرگ وجود دارد که همگی مدارکی از وجود ماده تاریک هستند."
با این وجود هنوز مشخص نیست که با توجه به نظریات کنونی، چطور ممکن است کهکشانی هالهی مادهی تاریک نداشته باشد و یا بدون این که گسسته شود هالهی خود را از دست بدهد. در هر صورت برای اظهار نظر دقیقتر، به مشاهدات و محاسبات بیشتری نیاز است.
[External Link Removed for Guests]
کهکشانی یافتهاند که بر خلاف پیشبینی نظریات،
خالی از مادهی تاریک است. توضیح دادن علت این پدیده، کار سادهای نیست.
4736 کهکشاني در فاصلهي ۱۵ ميليون سال نوري از ما که به نظر ميرسد فاقد مادهي تاريک
اخترشناسان فرض میکنند که ماده تاریک در تمام عالم منتشر شده است اما مطالعات جدید نشان میدهند که یک کهکشان مارپیچی خالی از این ماده به نظر میرسد و توضیح این موضوع برای اخترفیزیکدانان کار سادهای نیست.
در نواحی خارجی اغلب کهکشانها، سرعت ستارگان بیشتر از مقدار پیشبینی شده با توجه به جرم قابل مشاهدهی کهکشان است. مجموع جرم تمام بخشهای قابل مشاهده مانند ستارهها و گازهای داخلی، نمیتواند به قدر کافی نیروی گرانش تولید کند تا اجرام را با چنین سرعتی در کهکشان نگه دارد، نتیجه آن است که بخشی از جرم کهکشان گم شده است.
اغلب اخترشناسان معتقدند که این جرم گم شده، از جوهری نامرئی ساخته شده است، که به آن لقب ماده تاریک را دادهاند. ماده تاریک همچون هالهای بزرگ اطراف هر کهکشان را احاطه کرده است. امکان دیگری هم وجود دارد و آن این است که نیروی گرانش رفتاری غیر منتظره را از خود نشان دهد که در آن صورت باید به فکر اصلاح قوانین مکانیک نیوتن بود که در نظریهی MOND مطرح میشود.
در کهکشان مارپیچی NGC۴۷۳۶ هر چه از تراکم مرکز دورتر شویم سرعت چرخش نیز کمتر میشود. در نگاه اول، منحنی سرعت چرخش ستارهها نسبت به فاصله از مرکز درست مانند حالتی است که مادهی تاریک وجود نداشته باشد و هنگامی که شما از انبوه ستارگان مرکزی فاصله بگیرید، گرانش کم میشود، بنابراین حرکت به دور مرکز نیز کم سرعتتر خواهد شد.
در بار اول، اندازه گیری های انجام شده تا فاصلهی ۳۵۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان انجام شده بود و بنابر این، دادهها برای نتیجه گیری کلی کافی نبود. بنابراین تیمی از اخترشناسان در لهستان، محاسبات گسترده و پیچیده تری انجام دادند .
آنها توانستهاند راهی پیدا کنند که منحنی سرعت چرخش را از راهی دیگر به دست آورند و آن، اندازه گیری چگالی گاز هیدروژن در بخشهای بیرونی کهکشان است. بر طبق مدل ریاضی آنها، ستارگان معمولی و گاز موجود در این کهکشان میتوانند تمام جرم موجود در NGC۴۷۳۶ را تامین کنند.
«جرگ دیمند»(Jürg Diemand) اخترفیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا میگوید:" اگر این موضوع درست باشد، آنگاه باید گفت که این کهکشان حاوی مقدار کمی ماده تاریک است یا کاملا خالی از آن خواهد بود. این موضوع بسیار شگفت انگیز است."
او همچنین افزود:" روشهای بسیاری شامل مطالعه چگونگی حرکت کهکشانها درون خوشهها و محاسبات درخشندگی پس از انفجار بزرگ وجود دارد که همگی مدارکی از وجود ماده تاریک هستند."
با این وجود هنوز مشخص نیست که با توجه به نظریات کنونی، چطور ممکن است کهکشانی هالهی مادهی تاریک نداشته باشد و یا بدون این که گسسته شود هالهی خود را از دست بدهد. در هر صورت برای اظهار نظر دقیقتر، به مشاهدات و محاسبات بیشتری نیاز است.
[External Link Removed for Guests]
يا علي گفتيم و عشق آغاز شد..
-
- پست: 1073
- تاریخ عضویت: پنجشنبه ۲۲ شهریور ۱۳۸۶, ۶:۴۱ ب.ظ
- سپاسهای ارسالی: 3957 بار
- سپاسهای دریافتی: 4418 بار
ماده تاريك نامرئي در زمين
ماده تاريك نامرئي در زمين
گروهي از فيزيكدانان چيني و ايتاليائي ادعا مي كنند كه در سال 2003 ذراتي از ماده تاريك نامرئي را در اعماق كوهستاني در ايتاليا رديابي كردند.
روز چهار شنبه گذشته اين گروه از دانشمندان نتايج آزمايشات چهار ساله خود را اعلام كردند. اين دانشمندان ادعا كردند كه در سال 2003 ماده تاريك را مشاهده كردند ولي برخي دانشمندان ديگر بر اين باور بودند كه نتيجه به دست آمده در آن زمان ناشي از اشكالاتي در آمار و محاسبات بود. اما اكنون شواهد محكم تر هستند.
فرانسيس هالزن ، فيزيكدان ذرات كيهاني از دانشگاه ويسكانسين آمريكا بعد از شركت در جلسه مربوط به اين كشف مي گويد" ما تقريبا مطمئنيم كه اين "سيگنال" يك حادثه آماري نيست. اين سيگنال نشان دهنده صورت ديگري از ماده است".
ستاره شناسان بر اين باورند كه كهكشان ما غرق در ذرات ماده تاريك است. اين ماده نامرئي حدود نود درصد ماده كيهان را تشكيل مي دهد. تا بحال ، وجود ماده تاريك در فضا فقط با كشش نيروي جاذبه آن بر روي ستاره ها و كهكشانهاي عادي تعيين مي شد. اين گروه از دانشمندان طي آزمايشات خود با نگاه دقيقتري ذرات ماده تاريك كه به زمين اصابت مي كنند را دنبال كردند. اين تحقيقات در يك آزمايشگاه كه 1.4 كيلومتر زير زمين و درون كوهستان گران ساسو ايتاليا قرار دارد انجام شدند. دانشمندان مزبور پرتوهائي از نور را درون يك آشكارگر يديد پتاسيم جستجو مي كنند.
اكثر اين نورها از " سر و صداي" پس زمينه از قبيل نوترونهاي عادي فعاليتهاي راديواكتيو صخره هاي اطراف ناشي مي شوند. اما بعضي از آنها هم ممكن است از ذرات ماده تاريك باشند كه در اين صورت دانشمندان انتظار دارند كه تغييرات فصلي را در اين سيگنالها مشاهده كنند زيرا سرعت زمين در كهكشان راه شيري بسته به مسيرحركتش تغيير مي كند. اين فرضيه پيش بيني مي كند كه زمين در ماه ژوئن بيشتر در معرض اصابت ذرات ماده تاريك است و اين ميزان در ماه دسامبر كمتر مي شود.
[External Link Removed for Guests]
اين گروه از دانشمندان طي آزمايشات هفت ساله خود و با استفاده از اشكار گر ده كيلومتري دقيقا همين موضوع را گزارش كردند.اما نتايج به دست آمده با شك و ترديد زياد مواجه شد زيرا هيچكدام از تحقيقات وآزمايشات ديگر نتيجه مشابه نداشته بود. بنابراين ، اين گروه تحقيقات خود را با استفاده از يك آشكارگر بزرگتر 250 كيلومتري آغاز كردند كه همان افزايش و كاهش در ماه ژوئن و دسامبر را نشان مي داد. اين گروه ادعا مي كند كه نتيجه جديد بسيار چشم گير است زيرا نواساني كه آنها مشاهده مي كنند بسيار نادر است و حتي نمي توان آن را به تاثير سيتماتيك مانند تغييرات فصلي در دماي آزمايشگاه زيز زميني آنها نسبت داد. هالزن و برخي از دانشمنداني كه در مورد اين تحقيقات ترديد نشان مي دهند اعتقاد دارند كه هنوز بايد تحقيقاتي بيشتري انجام داد تا كاملا مطمئن شد كه اين ماده تاريك اسرار آميز است يا خير. آنها بر اين عقيده هستند كه پديده ماده تاريك بسيار مهم است و مي بايد توجه خاصي به تحقيقات در مورد آن داشت.
[External Link Removed for Guests]
زندگی دیدن یک باغچه از شیشه مسدود هواپیماست
خبر رفتن موشک به فضا
لمس تنهایی ماه
فکر بوییدن گل در کره ای دیگر
[External Link Removed for Guests]
خبر رفتن موشک به فضا
لمس تنهایی ماه
فکر بوییدن گل در کره ای دیگر
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 1073
- تاریخ عضویت: پنجشنبه ۲۲ شهریور ۱۳۸۶, ۶:۴۱ ب.ظ
- سپاسهای ارسالی: 3957 بار
- سپاسهای دریافتی: 4418 بار
شار تاريك: گواهی بر جهان ديگر؟
شار تاريك: گواهی بر جهان ديگر؟
جهان برای بیشتر ما انسان ها غیرقابل تصور و بیکران است. كیهان شناسان اما اینگونه فكر نمی كنند. آنها چنین احساس می كنند که درون مرزی محصور شده اند. هر قدر هم كه تلسكوپ های بزرگتری بسازند باز تا مرز محدودی قابل مشاهده است. درعرصه آسمان ما تنها می توانیم تا مرز 45 میلیارد سال نوری را ببینیم و این محدوده به این دلیل است كه نور مربوط به پیش از این زمان هنوز به ما نرسیده است.
ما با این خیال كه در پس این جهان بیكران - كه گویی ما به گوشه ای از آن دوخته شده ایم- چه چیزهایی نهفته است مبهوت مانده ایم. بهترین امیدی كه داریم این است كه با تلفیقی از شانس و گوش به زنگ بودن، روزنه ای به ساختار جهان بگشاییم: پنجره ای پیدا به مکانی پنهان در فراسوی لبه جهان. اکنون «ساشا كشلیكسكی»(Sasha Kashlinsky) بر این باور است كه اتفاقاً در لب این پنجره قرار گرفته است.
كشلیكسكی، از دانشمندان ارشد ناسا در مركز پرواز فضایی گودارد، سالهاست كه در مورد چگونگی حركت خوشه های سرکش كهكشانی در خلاف جهت انبساط عالم مطالعه می كند. او و همكارانش سرعت حركت این خوشه های كهكشانی را 1000 كیلومتر بر ثانیه اندازه گرفته اند. سرعتی بس فراتر از بهترین تصور كیهان شناسانه ای كه ذهن ما یاری كند. همچنان غریب، اینطور پیداست كه هر یك از این خوشه ها كه در محدوده صور فلكی قنطورس و بادبان (پراع) قرار دارند شتابان به سمتی از آسمان در حركتند.
كشلیكسكی و تیم همراهش مدعی هستند كه مشاهدات ایشان نخستین سرنخ ها در خصوص آنچه در فراسوی افق کیهانی اتفاق می افتد را بدست می دهد. این یافته به ما می گوید كه جهان در نخستین لحظه پس از انفجار بزرگ چگونه بوده است و اینکه آیا جهان کنونی ما تنها یکی از چندین جهان موجود است یا خیر. دیگران به این اندازه مطمئن نیستند. در مقابل این ایده نظریه دیگری وجود دارد که وجود جهان های دیگر را رد کرده و جهان کنونی را ناشی از شکاف در یکی از اصول بنیادین کیهان شناسی می داند. اصلی که می گوید جهان ایزوتروپیک است یعنی از همه جهات یکسان بنظر می رسد. این امر مستلزم مشاهدات دقیق و موشکافانه است.
اکنون همه همکاران مات و مبهوت مانده اند. «لورا مرسینی» از دانشگاه چپل هیل می گوید:" این كشف به انبوه معماهای ما در مورد كیهان شناسی می افزاید." معمای اصلی اما مسأله 95 درصد حجم دنیا است كه شامل ماده تاریك نادیدنی ایست كه گویی كهكشان ها را كنار هم نگه می دارد و انرژی تاریك مرموزی كه گویی انبساط جهان را شتاب می­بخشد. از اینرو كشلیكسكی این معمای جدید را "شار تاریك" نام نهاده است.
او با بررسی علائم حركت خوشه های كهكشانی که تا فاصله 5 میلیارد سال نوری قرار دارند موفق شد تا سرعت آنها را در زمینه ریزموج کیهانی-حرارت باقی مانده از انفجار بزرگ- اندازه گیری کند. بطور كلی فوتون های موجود در زمینه ریزموج کیهانی بی وقفه میلیاردها سال نوری را در فضای میان ستاره ای طی می­ کنند اما هنگام عبور از یک خوشه کهکشانی با گاز یونیده و دغیکه در فضای بین کهکشان هاست برخورد می کنند. فوتون های پراكنده شده توسط این گاز بصورت یک اغتشاش کوچک در دمای زمینه ریزموج کیهانی ظاهر می­ شوند و اگر كهكشان درحال حرکت باشد، اغتشاش بوجود آمده شامل انتقال دوپلری نیز می شود.
اثر انتقال دوپلری در یك خوشه منفرد بسیار ناچیز است و به همین خاطر است كه كسی خود را برای جستجوی انتقال دوپلری در چنین خوشه هایی به زحمت نمی اندازد. با این همه كشلیكسكی دریافت كه با بررسی و تحلیل تعداد بیشتری از كهكشان ها اثر انتقال دوپلری نیز به میزان قابل قبولی تقویت شده و می توان آن را اندازه گرفت.
كشلیكسكی و همكارانش با استفاده از تلسكوپ هایی كه پرتو X تابش شده از گاز یونی داخل کهکشان ها را ثبت می کردند، فهرستی از حدود 800 خوشه کهکشانی را تهیه كردند. سپس با استفاده از عكس های شكار شده توسط ماهواره WAMPناسا، در آن مكان ها به جستجوی زمینه ریزموج کیهانی پرداختند. آنچه یافتند آنها را شوكه كرد. انتظار می رود كه خوشه های كهكشانی بصورت تصادفی و بی هدف در فضای خاص خود حرکت کنند، زیرا ماده بصورت ناهمگن در خوشه ها پخش شده است و میدان های گرانشی محلی ایجاد می كند كه آنها را در بر می گیرد. این انتظار می رود كه در مقیاس های بزرگ، ماده پراكندگی یكنواختی داشته باشد. بنابر این خوشه ها بايد با فضای در حال انتشار همخوانی داشته باشند. علاوه بر این مدل استاندارد پیشنهاد می کند كه جهان می بایست از تمام جهات به یك شكل دیده شود.
منبع : نجوم نیوز
زندگی دیدن یک باغچه از شیشه مسدود هواپیماست
خبر رفتن موشک به فضا
لمس تنهایی ماه
فکر بوییدن گل در کره ای دیگر
[External Link Removed for Guests]
خبر رفتن موشک به فضا
لمس تنهایی ماه
فکر بوییدن گل در کره ای دیگر
[External Link Removed for Guests]
-
- پست: 1073
- تاریخ عضویت: پنجشنبه ۲۲ شهریور ۱۳۸۶, ۶:۴۱ ب.ظ
- سپاسهای ارسالی: 3957 بار
- سپاسهای دریافتی: 4418 بار
ماده تاریک برای اولین بار مشاهده شد
ماده تاریک برای اولین بار مشاهده شد
دانشمندان برای اولین بار موفق به مشاهده ماده تاریک شده اند. ماده ای مرموز و نامرئی که گمان می رود ساختار جهان هستی را تشکیل داده باشد.
به گزارش خبرگزاری مهر، پس از 9 سال مطالعه و تحقیق ردیابهایی که در اعماق 609 متری از سطح زمین در معدن آهنی قدیمی در آمریکا دفن شده بودند دو ضربه را که می توانند ناشی از برخورد ذرات ماده تاریک باشند به ثبت رساندند. هر دو این ضربه ها نشانه هایی از ذرات WIMP یکی از ذرات کاندیدای تشکیل دهنده ماده تاریک را در خود دارند اما ردیابی ها به اندازه ای کافی نیستند تا بتوان با کمک آنها به اثبات حضور ماده تاریک پرداخت.
به گفته دانشمندان هنوز از میان چهار احتمال یک احتمال وجود دارد که دو ضربه وارد شده ناشی از پارازیتهای پس زمینه باشند و برای اطمینان از حضور ذرات WIMP به پنج ردیابی دقیق و مشابه نیاز است.
فیزیکدانان نظریه ماده تاریک را به منظور توضیح ناهنجاری های غریب در سرعت دورانی و خوشه بندی کهکشانها خلق کرده اند. جرم کلی تمامی ستاره ها، غبارها و گازهای موجود در خوشه های کهکشانی پنج بار کوچکتر از میزان تاثیرات گرانشی است که مشاهده می شود و به همین دلیل دانشمندان مجبور به این نتیجه گیری شدند که ماده ناشناخته ای در این میان حضور دارد که به دلیل نامرئی بودن و عدم توانایی جذب نور نام ماده تاریک را برای آن انتخاب کردند.
اکنون ماده تاریک به جایگاهی رسیده است که دانشمندان میزان حضور آن را در جهان هستی بیش از 23 درصد تخمین می زنند و به گفته آنها این ماده نقشی حیاتی در تکامل کهکشانها و ساختارهای عظیم در جهان هستی به عهده دارد به شکلی که بدون حضور این ماده کهکشانها توانایی گروه بندی در کنار یکدیگر و تشکیل خوشه ها و ابرخوشه ها را ندارند.
تا به امروز کسی هویت واقعی این ماده را درک نکرده است اما فیزیکدانان ذره ای به شباهت آنها به ذرات Wimp تاکید دارند، ذراتی که با وجود داشتن جرم هیچ تاثیری بر روی ماده معمولی ندارند و همین ویژگی ردیابی آنها را بسیار مشکل ساخته است. اما دانشمندان معتقدند با تحت نظر گرفتن مقادیر کوچک آزادسازی انرژی در زمان حرکت اتمها می توان نشانه هایی از این ذرات را یافت.
بر اساس گزارش فاکس نیوز، رصدخانه مطالعاتی برودتی ماده تاریک یا CDMSII که در عمق نیم مایلی از سطح زمین واقع شده درست به همین منظور طراحی و ساخته شده است. ردیابهای ژرمانیومی و سیلیسی این رصدخانه با سرمایی تقریبا نزدیک به صفر مطلق منجمد شده اند و دانشمندان انتظار دارند ذرات Wimp پس از عبور از میان لایه های ضخیم و صخره ها خود را به ردیابها رسانده و نشانه هایی را به ثبت برسانند.
زندگی دیدن یک باغچه از شیشه مسدود هواپیماست
خبر رفتن موشک به فضا
لمس تنهایی ماه
فکر بوییدن گل در کره ای دیگر
[External Link Removed for Guests]
خبر رفتن موشک به فضا
لمس تنهایی ماه
فکر بوییدن گل در کره ای دیگر
[External Link Removed for Guests]