ماده تاریک معمایی است که طی یک قرن اخیر همه را شیفته خود کرده است. سیارات، ستاره ها، کهکشان ها،گاز، گرد و غبار و تمام آنچه ما میتوانیم ببینیم، فقط ۵% از کل دنیا را تشکیل می دهند. گفته میشود ۷۰% از دنیا را انرژی تاریک تشکیل داده و ۲۵% باقی مانده از ماده ای مرموز و جذاب به نام ماده تاریک می باشد. دانشمندان نمیتوانند این ماده را ببینند، درک کنند و حتی نمیدانند کجاست! در ادامه این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک با این ماده بیشتر آشنا شوید .
ماده تاریک چیست ؟
این ماده کهکشان ها را کنار هم نگه می دارد هر چند هیچ راهی وجود ندارد که ماده تاریک را ببینیم، ولی دانشمندان ثابت کرده اند که یک کشش گرانشی ، مواد را به یکدیگر متصل می کند و از آنجایی که در همه جا وجود دارد، این کشش گرانشی ست که کهکشان ها کنار یکدیگر نگه داشته است. دانشمندان معمولا آن را با یک شبکه تار عنکبوتی بزرگ مقایسه می کنند که تمام تار عنکبوتهای کهکشانی در یک شبکه قرار می گیرد.
ماده ای کاملا” نامرئی
نمیتوان روی آن مطالعه کرد، چرا که نمیتوان آن را دید. البته واژه “تاریک” به این معنا نیست که آن را نمی بینیم! این بدان معناست که هیچ تشعشع الکترومغناطیسی از خود ساطع نمی کند. ستاره شناسان نتوانسته اند هیچ نور قابل مشاهده با چشم و یا تشعشعات رادیویی از آن را کشف کنند. پس از کجا میدانیم که وجود دارد؟ از آنجایی که همه چیز را به طرز مرموزی کنار هم قرار میدهد و این چیزی ست که ما میتوانیم ببینیم.
“ماده” فقط به معنای جسم نیست آنچه فیزیکدانان به عنوان ماده طبقه بندی می کنند، باید حداقل از نظر حرکت در مکان و زمان، مثل موادی رفتار کند که ما از آن ساخته شده ایم. این بدان معناست که ماده تاریک باید وقتی در ابعاد بزرگتری گسترش میابد،به صورت مایع شود و مانند ماده معمولی و مرئی، باعث جاذبه ثقلی شود. ولی ماده تاریک به این شکل رفتار نمی کند.
ماده تاریک از بین نمی رود
امکان ندارد یک روز از خواب بیدار شوید و فیزیکدانان اعلام کنند که این ماده دیگر وجود خارجی ندارد. چرا که همگرایی گرانشی ضعیف نشان می دهد که کهکشان ها دارای کشش گرانشی بزرگتری نسبت به ماده مرئی هستند. همچنین مواد اضافی در کهکشان ها ،برای توضیح دلیل چرخش ستاره ها با سرعت زیاد به دور مرکز در بازوهای بیرونی کهکشان ها ، ضروری ست. نوسانات دمایی مشاهده شده در پس زمینه ریزموج کیهانی، بدون ماده تاریک قابل توضیح نمی باشد و ساختارهای تشکیل شده توسط کهکشان ها نیز، بدون ماده تاریک درست از آب در نمی آیند!
روبین اولین کسی نبود که آن را کشف کرد البته روبین اولین کسی بود که اهمیت آنرا فهمید. ولی چند دهه قبل از اینکه “ورا روبین” متوجه شود ستارگان با سرعت غیر قابل توصیف به دور کهکشان ها میچرخند، فریتز زویکی اظهار داشت که هزاران کهکشان به هم پیوسته که به خوشه کهکشانی کما متصل شده بودند، با سرعت زیادی حرکت می کنند. سرعت کهکشان ها در یک پتانسیل گرانشی به جرم کلی ان بستگی دارد؛ و سرعت زیاد نشانگر این است که جرم کل بیش از آن است که دیده می شود. بهرحال تا زمانی که روبین اطلاعات خود را جمع آوری و ارائه کند، مشخص شد که این یکی از ویژگی های خوشه کهکشانی ما نیست و ماده تاریک در تمام کهکشان ها و خوشه های کهکشانی وجود دارد.
ماده تاریک با خودش یا هیچ چیز دیگری ، فعل و انفعال ندارد
اگر اینطور بود، سرعت آن باید خیلی کم و زیاد می شد و این با داده های موجود مطابقت ندارد. ماده خوشه گلوله یک مثال کاملا واضح می باشد که در واقع شامل دو خوشه کهکشانی می شود که از همدیگر عبور کرده اند. در خوشه کهکشانی گلوله ، میتوان هم توزیع ماده معمولی و هم توزیع ماده تاریک توسط عدسی گرانشی را تشخیص داد. داده ها حاکی از آن است که این ماده از ماده مرئی جدا شده است. این ماده خوشه ها بدون هیچ مزاحمتی از هم عبور کرده اند درحالی که سرعت ماده مرئی کاهش یافته و شکل آن به طور محسوسی تغییر یافته است.
ابن ماده یکنواخت توزیع نمی شود. پس از تحقیقات فراوان، دانشمندان توانستند یک نقشه ای از فضا گردآوری کنند که نشان میدهد این ماده در کجا واقع شده است. آنها توانستند مناطقی در فضا را که تشعشات رادیویی و ماده تاریک بیشتری در ان وجود دارد را شناسایی کنند. ماده به طور یکنواخت بین کهکشان ها توزیع نمی شود. این ماده به اندازه کافی برهم کنش ندارد تا اجسامی متراکم مانند سیارات را شکل دهد. اما دارای هاله هایی با تراکم مختلف می باشد که به دور کهکشان ها حرکت می کنند. چگالی این ماده ، عموما در مرکز کهکشان ها بیشتر است.
