کیهان مرموزتر شد/ ماجرای حیرت دانشمندان از کشف یک کهکشان بدون ماده تاریک چیست؟

به عنوان مثال، گروهی از ستاره شناسان در دانشگاه گرونینگن هلند اخیراً از شناسایی کهکشانی عاری از ماده تاریک خبر دادند. این کشف جدید کیهان شناسان و فیزیکدانان در سرتاسر جهان را متحیر و متحیر کرده است که آیا این کشف می تواند با سال ها نظریه در مورد ماده تاریک در تضاد باشد. ماده تاریک نوعی ماده است که در نجوم و کیهان‌شناسی فرضیه‌ای برای توضیح پدیده‌هایی که به نظر می‌رسد توسط

یک مقدار جرم بیشتر از شر است که در دنیا مشاهده می شود. دانشمندان بر این باورند که ماده تاریک به عنوان چسبی عمل می کند که کهکشان ها را در کنار هم نگه می دارد. نکته اصلی این است که جرم کافی در کهکشان ها برای جلوگیری از فروپاشی آن ها وجود ندارد و برای پایدار نگه داشتن کهکشان ها به جاذبه قوی دیگری نیاز است. علاوه بر این، انحنای نور در کیهان نشان دهنده یک ماده قوی است. همین گرانش کهکشان ها را از فروپاشی و خمش نور، که ماده تاریک نامیده می شود، باز می دارد. این امر وجود ماده تاریک را تأیید می کند، اما اخیراً ستاره شناسان مؤسسه نجوم هلندی، فیلیپو فرناترنال و همکارانش کهکشانی مرموز به نام AGC 114905 را کشف کردند که در آن هیچ اثری از ماده تاریک یافت نشد. AGC 114905 یک کهکشان ابر کوتوله است که 250 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد، تقریباً به اندازه کهکشان راه شیری ما، اما با هزاران برابر ستاره های کمتر. ایده غالب این است که همه کهکشان ها، به ویژه کهکشان های ابرکوتوله، تنها زمانی می توانند وجود داشته باشند که توسط ماده تاریک کنار هم نگه داشته شوند. با وجود اندازه گیری های دقیق و بیش از 40 ساعت عملیات رصدی با استفاده از تلسکوپ های پیشرفته، اخترشناسان هلندی هیچ اثری از ماده تاریک در کهکشان پیدا نکردند. دانشمندان می گویند که ماده تاریک AGC 114905 ممکن است توسط کهکشان های بزرگ نزدیک نابود شده باشد. اکنون محققان در حال بررسی جزئیات یک کهکشان کوتوله فوق پراکنده دیگر هستند. اگر محققان هیچ اثری از ماده تاریک در آنجا پیدا نکنند، شواهد کهکشان‌های عاری از ماده تاریک حتی قوی‌تر خواهند شد. حال سوال این است که آیا کهکشان AGC 114905 و کهکشان های مشابه در نظریه فعلی ماده تاریک مشکل یا مشکلی را نشان می دهند؟ برای دانستن پاسخ این سوال خیلی زود است زیرا باید تحقیقات بیشتری با استفاده از تلسکوپ های فضایی انجام شود، اما در فایل Hello امروز Life به نکات کمتر شناخته شده ای اشاره خواهد شد.

ماده تاریک، راز عجیب جهان/ماده تاریک مانند هر چیز شناخته شده نامرئی و نامرئی است، پس از کجا بدانیم که وجود دارد؟

مریم ملی | لیسانس اخترفیزیک

کهکشانی مشاهده شده که ماده تاریکی ندارد! پس آیا اگر این ماده تاریک در کهکشان نبود، اخبار شنیده می شد و دانشمندان شوکه می شدند؟ ماده تاریک بخشی عجیب و مرموز از جهان است که نامرئی است و فاقد طیف نوری برای تشخیص جنسیت است. ماده ای که هیچ شباهتی به دیگر عناصر جهان ندارد و نامرئی است; از کجا بدانیم که وجود دارد و چه کاربردی در جهان دارد و چرا وجودش اینقدر عجیب است؟

اولین اشاره

اولین سرنخ ها از ماده تاریک در دهه 1930 یافت شد. فریتز سوئیکی دانشمندی است که روی تعادل کهکشان ها کار می کند و می خواهد بداند که چه چیزی باعث به هم رسیدن تعادل کهکشان ها می شود. اما جرمی که او بر اساس سرعت و حرکت کهکشان ها و قوانین نیوتن محاسبه کرد، 400 برابر جرمی بود که بر اساس شدت نور و مشاهدات تخمین زده بود. بنابراین زوایگی به این نتیجه رسید که این جرم نمی تواند نیروی گرانشی مورد نیاز برای خنثی کردن نیروی ناشی از انبساط گاز را ایجاد کند و خوشه باید فرو می ریخت، اما این اتفاق نیفتاد، بنابراین باید یک عامل ناشناخته دخیل باشد. آن عامل را «ماده تاریک» یا «ماده ناشناخته» می گویند که جرم زیادی دارد اما مشاهده نمی شود و فقط از روی تأثیرات آن مشخص می شود.

محاسبه خانم کیهان شناس

بعد از تسوئیکی، فرد بعدی که در پیچ و خم ماده تاریک به دام افتاد ورا روبین بود. زنی که شیفته آسمان و پرسش های بی پایان آن است. او زمان و سرعت ستارگان کهکشان را محاسبه کرد و چندین تناقض پیدا کرد. به عنوان مثال، ستارگان با سرعت زیادی در اطراف مرکز کهکشان می چرخند و البته کهکشان باید نابود شود، اما همه چیز کاملاً متعادل است. این شواهد دیگری است که وجود ماده تاریک را اثبات می کند. او معتقد بود که ممکن است ماده نامرئی در داخل و خارج کهکشان ها وجود داشته باشد که گرانش لازم برای جلوگیری از فروپاشی کهکشان ها را ایجاد کند.

وقتی نور خم می شود

وقتی به تصویر خوشه کهکشانی هابیل 1689 نگاه می کنید که 2.2 میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارد.

انحنای نور را در مرکز تصویر خواهید دید. این زمانی اتفاق می افتد که نور از چشمه های درخشان در فواصل دور به ما می رسد و از مسیر اجرام بزرگی مانند این کهکشان ها می گذرد. به این اجسام که باعث خمیدگی نور می شوند، «عدسی های گرانشی» می گویند. بر اساس نسبیت عام، جرم می تواند فضا-زمان را خم کند و در نتیجه میدان گرانشی ایجاد کند که می تواند نور را خم کند. سال ها قبل از کشف ماده تاریک، اینشتین در نظریه نسبیت عام خود گفت که نیروی گرانش می تواند نور را خم کند. یعنی گرانش اجسام سنگین حتی بر نور نیز تأثیر می گذارد. قدرت یک عدسی گرانشی عظیم به جرم آن بستگی دارد، اما ماده مرئی کهکشان‌های این خوشه فقط یک درصد از جرم مورد نیاز برای ایجاد چنین کمانی را دارد. بنابراین بقیه جرم باید در جایی پنهان شود تا گرانش به گونه ای ایجاد شود که نور خم شود. به نظر می رسد منبع گرانش شدید این خوشه کهکشانی ماده تاریک نامرئی است که کمان های نوری عجیب و جالبی ایجاد می کند.

راه حل برای درک بهتر ماهیت ماده تاریک / ماده تاریک خواص ماده را ندارد که در زندگی با آن سروکار داریم. پس چگونه می توان آن را بهتر درک کرد؟

ماده تاریک به سبک یک فیلم علمی تخیلی قابل شناسایی است، بنابراین شما بیشتر با فانتزی سر و کار دارید تا علم، اما وقتی راهی برای درک علمی آن وجود نداشته باشد و تنها به دلیل یک سری اثرات گرانشی که ما ضروری می دانیم، عدم وجود آن در یک کهکشان داستان عجیبی را می سازد. اینکه پایداری کهکشان یک راز است زیرا گرانش برای جلوگیری از فروپاشی کهکشان‌ها با توده‌های ماده معمولی و قابل مشاهده غیرممکن است و علم وارد چالش بزرگی شده است، اما برای غلبه بر این چالش باید درک بهتری از ماده تاریک داشته باشیم. ، ممکن است نتوانیم دقیقاً بگوییم چیست، تا بتوانیم آن را از ماده معمولی تشخیص دهیم. بنابراین ما به سه سوال مهم در مورد ماده تاریک پاسخ دادیم.

تفاوت بین “ماده تاریک” و ماده معمولی چیست؟

ماده ای که ما هر روز با آن سر و کار داریم از واحدهای کوچکی به نام اتم تشکیل شده است و خود اتم ها نیز از ذرات کوچکتری به نام الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شده اند. تمام موادی که در کیهان می بینید و لمس می کنید، همه موادی هستند که ما با آن آشنا هستیم و قوانین فیزیک در مورد آنها صدق می کند، اما ماده تاریک آن ویژگی ها را ندارد و تنها راه برای کشف آن، زور است. گرانش به دلیل جرم. .

ذرات خانواده ماده تاریک کدامند؟

پس از سال ها تحقیق، کیهان شناسان هنوز در مورد اینکه ماده تاریک چیست و از چه ذراتی ساخته شده است، اختلاف نظر دارند. پیشنهادها و فرضیه‌های زیادی مطرح شده است، اما هر از چند گاهی رد یا بی‌اساس بوده‌اند. اکنون پنج ذره ماده تاریک نامزد وجود دارد که هر کدام به دلیلی انتخاب شده اند و طرفدارانی نیز دارند. آزمایش‌های آینده ممکن است سرنخ‌های جدیدی در مورد چیستی ماده تاریک به ما بدهد، سپس می‌توانیم به طور دقیق‌تر بگوییم که ذراتی که ماده تاریک را تشکیل می‌دهند چیست و چه ویژگی‌هایی دارند. بزدلی، برای مثال، جایگزینی ممکن برای ماده تاریک است. تعداد ذرات فرضی بر اساس محاسبات و شبیه سازی های ریاضی باید پنج برابر بیشتر از ماده معمولی باشد که با فراوانی ماده تاریکی که در جهان می بینیم کاملاً مطابقت دارد، اما در حال حاضر فرضیه های کیهان شناسان و فیزیکدانان ذرات در حال آزمایش است. .

ماده تاریک چیست؟

اصطلاح ماده تاریک ممکن است شما را به یاد سیاهچاله ها، ستارگان مرده و مرموز بیاندازد، اما در واقعیت هیچ ارتباطی با یکدیگر ندارند. ستاره ای با جرم بالا که در پایان عمر خود منفجر می شود و هسته ای بسیار فشرده دارد سیاهچاله نامیده می شود. سیاهچاله ها آنقدر گرانش قوی دارند که حتی نور هم نمی تواند از گرانش آن بگریزد. سیاهچاله ها با قوانین شناخته شده فیزیک توجیه می شوند و بخشی از زندگی ستارگان پرجرم هستند. از طرف دیگر ماده تاریک دارای خواص کاملاً ناشناخته ای است و ربطی به جنسیت ستارگان و ماده ای که ما در مورد آنها می دانیم ندارد. با در نظر گرفتن این موضوع، اکنون می دانیم که ماده تاریک چیست و نقش آن در انسجام کهکشانی چیست. با این حساب، کهکشان‌های بدون ماده تاریک می‌توانند آغازگر توضیحات جدیدی در کیهان‌شناسی باشند.

2323