نقشه دقیق ماده تاریک جهان فیزیکدان‌ها را با معمای تازه‌ای روبرو کرده

پرسش: تیمی بین‌المللی از محققان بزرگترین و دقیق‌ترین نقشه از توزیع ماده تاریک در جهان را تهیه کرده است.

نتایج این مطالعه، غافلگیرکننده توصیف می شود، چون توزیع ماده تاریک در آن همگون‌تر از چیزی است که با بهترین نظریه های موجود پیش‌بینی می شد.

به علاوه به نظر می‌رسد که این نقشه نشانگر انحرافی از نظریه نسبیت عام اینشتین باشد که محققان را با معمای تازه ای روبرو می کند.

نتایج را نهادی به نام "مطالعه ماده تاریک" (دی ای اس) متشکل از گروه های مختلف پژوهشی از اطراف جهان منتشر کرده است.

ماده تاریک یک ماده نامرئی است که در فضا وجود دارد و ۸۰ درصد کل ماده موجود در جهان را تشکیل می دهد.

منجمان توانستند با تکنیک هایی محل حضور این ماده را تشخیص دهند چون نور ستارگان دوردست را از مسیر عادی منحرف می کند. هر چه خمیدگی نور بیشتر باشد، تراکم ماده تاریک هم بیشتر است.

دکتر نیال جفری، از "مدرسه عالی نرمال" در پاریس که تکه های این نقشه را به هم وصله کرده گفت نتایج "یک مشکل واقعی" برای علم فیزیک است.

او به بی بی سی گفت: "اگر این اختلاف واقعی باشد در آن صورت شاید نظریه اینشتین غلط باشد. شاید فکر کنید که این چیز بدی است، شاید فیزیک دچار گسست شده باشد. اما برای یک فیزیکدان خیلی هیجان انگیز است. معنی اش این است که می توانیم چیز تازه ای درباره ماهیت جهان کشف کنیم."

پروفسور کارلوس فرِنک از دانشگاه دورهام که یکی از فیزیکدان هایی است که با کمک نظریه های اینشتین نظریه جاری کیهان شناسی را بنا کرده اند، گفت که احساسات ضد و نقیضی درباره این خبر دارد.

او گفت: "من زندگی‌ام را صرف این نظریه کرده‌ام و دلم نمی خواهد شاهد فروپاشی آن باشم. اما عقل سلیم می گوید که این اندازه گیری ها درست است و باید امکان وجود یک فیزیک تازه را بررسی کنیم."

 

منبع تصویر،REIDER HAHN/FERMILAB

"بعد دلم هری می ریزد، چون هیچ زمین سفتی برای کند و کاو نداریم و نظریه ای فیزیکی که ما را راهنمایی کند در اختیار نداریم. خیلی مرا مضطرب و بیمناک می کند چون داریم وارد یک قلمرو کاملا ناشناخته می شویم و کسی نمی داند با چه روبرو خواهیم شد."

تیم محققان با استفاده از تلسکوپ "ویکتور ام بلانکو" در شیلی ۱۰۰ میلیون کهکشان را تحلیل کرد.

این نقشه نشان می دهد که ماده تاریک چطور در سراسر کیهان پخش شده است. نواحی تاریک مناطق وسیعی از خلاء هستند، جایی که قوانین فیزیک ممکن است متفاوت باشد. نواحی روشن محل تراکم ماده تاریک است. اینها به "هاله" معروفند و وسط آنها کهکشان هایی مانند راه شیری قرار دارد و مثل سنگ های گرانبها در یک شبکه وسیع کیهانی می درخشد.

به گفته دکتر جفری این نقشه به وضوح نشان می دهد که کهکشان ها بخشی از یک ساختمان نامرئی بزرگتر هستند.

"هیچ کس در تاریخ نتوانسته به اعماق کیهان بنگرد و به این دقت بداند که ماده تاریک در کدام نقاط نهفته است. اخترشناسان توانسته اند تصویری از تکه های کوچک بسازند، اما ما نواحی تازه وسیعی که بخش خیلی بزرگتری از ساختمان جهان را نشان می دهد آشکار کرده ایم. برای اولین بار می توانیم کیهان را از زاویه تازه ای بنگریم."

اما نقشه تازه از ماده تاریک جهان کاملا بر آنچه که دانشمندان انتظارش را داشتند منطبق نیست. آنها با کمک رصدخانه فضایی اروپایی پلانک تصویر دقیقی از توزیع ماده، ۳۵۰ هزار سال بعد از مه بانگ ساختند. این رصدخانه تشعشع ناشی از آن لحظه به نام "تابش زمینه کیهانی" (سی ام بی) که هنوز ادامه دارد را اندازه گیری کرد.

اخترشناسانی مثل پروفسور فرِنک با الهام از اینشتین مدلی برای محاسبه چگونگی توزیع ماده در ۱۳.۸ میلیارد سال بعد تا امروز طراحی کرده بودند. اما رصدهای عملی برای تهیه نقشه تازه نشان دهنده تفاوتی چند درصدی با آن پیش بینی هاست - و نشان می دهد که ماده با یکدستی بیشتری توزیع شده.

در نتیجه پروفسور فرنک فکر می کند که ممکن است تغییرات بزرگی در درک ما از کیهان در راه باشد.

"ممکن است چیزی کاملا بنیادی را در مورد تار و پود کیهان پیدا کرده باشیم. نظریه جاری بر پایه های لرزان ماسه ای بنا شده. و ممکن است اکنون شاهد ریختن یکی از این پایه ها باشیم."

اما دیگران از جمله پروفسور اوفر لاهاو از دانشگاه کالج لندن محتاط تر است.

او گفت: "سوال اصلی این است که آیا نظریه اینشتین ایرادی دارد یا نه. به نظر می رسد که این نظریه همه آزمون ها را به خوبی پشت سر می گذارد، اما گهگاه انحراف هایی نشان می دهد. شاید دانش اخترفیزیک ما از کهکشکان ها نیازمند رفع اشکال باشد. در نظریه کیهان شناسی مواردی هست که مسائل حل شده اند، اما مواردی هم هست که نگاه ها عوض شده. جالب خواهد بود ببینیم که آیا 'تنش' جاری در کیهان شناسی به جابجایی عمده ای در نگاه ما منجر خواهد شد یا نه.

همکاری "دی ای اس" متشکل از بیش از ۴۰۰ دانشمند از ۲۵ موسسه در هفت کشور است.

 

###