درباره ماده‌ای نادیدنی و مجهول، اما واقعی!

روزنامه شهرآرا: ماده تاریک یا انرژی تاریک که مانند اسمش تاریک و مجهول است، ولی هرروز که می‏‌گذرد، انگار یک پرتو نور روی نقاط نادیدنی‎اش می‏‌افتد و بخش‎های تازه‎ای از آن را آشکار می‎کند. پس درواقع می‏‌شود گفت نسبت به روز‌های اول کشفش، حالا واضح‎تر شده است و بیشتر درباره ‎اش می‎دانیم.

سال ۲۰۱۷ به‌مدت حدود یک‌ماه برنامه‏‌های مختلفی درباره ماده تاریک در سراسر جهان برگزار شد. برنامه‏‌هایی برای اینکه مردم درباره این ماده ناشناخته بیشتر بدانند و بتوانند سؤال‏‌هایشان را از متخصص‏‌ها بپرسند و در آزمایش‏‌های علمی مهم دنیا سهیم باشند. خب، شاید همین اول بپرسید این ماده تاریک جنسش چیست و اصلا چرا این‌قدر اهمیت دارد که حتی یک روز در جهان به نامش ثبت شده است؟ بگذارید برگردیم و از کمی قبل‌تر به ماجرا نگاه کنیم. ما می‏‌دانیم کیهان از سیارات و ستاره‏‌ها و سیارک‏‌ها و دنباله‏‌دار‌ها و غبار‌های میان ستاره‏ای تشکیل شده است، اما این همه داستان نیست. هنوز چیز‌های بیشتری هم در فضا هست که مدت‎ها از آن بی‏‌خبر بوده‌ایم و هنوز هم دقیق و کامل نمی‏‌شناسیمشان. بله، درست حدس زده‌اید؛ همان ماده و انرژی تاریک.

سروکله این ماده ‎و انرژی تاریک چطور پیدا شد؟

خانم ورا روبین اخترشناس کنجکاوی بود که در دهه ۷۰ میلادی مدت‎ها کهکشان همسایه‏‌مان، آندرومدا، را رصد می‎کرد و متوجه شد که ستاره‌های لبه کهکشان با سرعت‌هایی بیشتر از پیش‌بینی‏‌های ریاضی و تئوری حرکت می‏‌کنند. این قضیه با هیچ روشی توضیح‌دادنی نبود و ستاره‏‌شناس‏‌ها را به این فکر انداخت که بگردند و توجیهی برای این سرعت پیدا کنند. تنها توضیح آن‏‌ها این بود که احتمالا یک ماده مرموز در این کهکشان وجود دارد که گرانش زیادی دارد و این جاذبه باعث افزایش سرعت ستاره‏‌ها، بیش از انتظار دانشمندان شده است.

بعد از رصد‌های خانم روبین، شواهد دیگری هم پیدا شد که احتمال وجود ماده تاریک را تقویت می‏‌کرد. مثلا جرم حدودی ستاره‏‌های یک کهکشان که با روش‏‌های رصدی محاسبه می‏‌شد، با چیزی که به کمک نظریات روی کاغذ به دست می‏‌آمد، متفاوت بود و درنهایت برخورد خوشه‏‌های کهکشانی با هم بررسی جرم آن‎ها در روش‏‌های رصدی اطلاعاتی را به دست دانشمندان می‎داد که برای توضیحش ناچار بودند دوباره به آن ماده مرموز و مجهول فکر کنند.

طبق مشاهدات، در این پدیده گاز موجود در ۲ خوشه کهکشانی در اثر برخورد به‌راحتی از هم عبور نمی‌کنند. این درحالی است که مشاهدات لنز گرانشی نشان‌دهنده وجود مقدار درخور ملاحظه‌ای جرم نامرئی است که بدون برخورد از هم عبور کرده‌اند.

از یک طرف نظریه استاندارد کیهان‌شناسی می‎گفت برای تشکیل ساختار‌های کیهانی باید ذره‌ای با خصوصیات متفاوت از ذرات شناخته‌شده وجود داشته باشد که با نور برهم کنش نکند و خودش هم نوری تابش نکند. همه این‏‌ها باعث شد فیزیک‌دان‏‌ها متقاعد شوند که ماده‏‌ای وجود دارد که تا به‌حال از وجودش بی‎خبر بوده‌اند و با چشم دیده نمی‎شود، اما اثرش را در محاسبات نشان می‏‌دهد.

ما فقط ۵درصد از جهان را می‏‌بینیم

از آنجا که همه شواهد مربوط به وجود این ماده عجیب و ناشناخته مربوط به نیروی گرانش است، فیزیک‌دان‏‌ها حدس می‏‌زنند که تناقض‌های مشاهده‌شده به‌دلیل کامل نبودن نظریه گرانش است و احتمالا وقتی بخش‌های مختلف این نظریه را بهتر درک کنیم، دیگر این همه مشکل بین تئوری و مشاهده وجود نخواهد داشت، اما در این بین محققان می‏‌گویند ممکن است ذره‏‌ای وجود داشته باشد که ماده تاریک از آن تشکیل شده است و برای همین سال‎هاست در این‌باره تحقیقات زیادی می‏‌شود و تا الان ذره‏‌های مختلفی کاندیدای ذرات تشکیل‏‎دهنده ماده تاریک شده‎اند. باورش کمی سخت است، ولی همه آنچه ما می‏‌شناسیم، از مواد و مصالح روزمره‏‌ای که با آن‌ها سروکار داریم گرفته تا آب و گاز‌ها و همه چیز‌هایی که روی سیاره‏‌مان وجود دارد و حتی کل سیارات و ستاره‏‌ها و چیز‌هایی که در آسمان می‏‌بینیم، فقط ۵ درصد از عالم را تشکیل می‏‌دهند.

احتمالا می‏‌پرسید پس بقیه عالم از چه چیزی ساخته شده است؟ اگر بخواهیم مواد سازنده جهان را بر حسب درصد تقسیم‌بندی کنیم، انرژی تاریک ۶۹درصد و ماده تاریک ۲۶درصد ماده سازنده عالم است. با این حساب سرانگشتی، تقریبا ۹۵ درصد از کیهان ناشناخته است و محققان هنوز در تلاش هستند تا بفهمند قسمت اعظم عالم که اکنون برایمان تاریک و نامرئی است، چه ویژگی‏‌هایی دارد و چطور می‏‌شود از اسرارش پرده‏ برداشت.

ماده تاریک را با سیاه‌چاله اشتباه نگیرید

ماده تاریک به طور مستقیم با استفاده از تلسکوپ دیده نمی‌شود و نباید آن را با سیاه‌چاله‏‌ها اشتباه بگیریم. فیزیک‏‌دان‏‌ها و کیهان‎شناس‏‌ها عادت دارند وقتی چیزی را دقیق نمی‏‌شناسند، به آن صفت تیره و تاریک بدهند، ولی معنای سیاه‌چاله‏‌ها به‌طور کل با ماده و انرژی تاریک فرق دارد. درواقع سیاه‌چاله‏‌ها ستاره‎های سنگین‌وزنی هستند که پایان عمرشان فرارسیده است و ماده تاریک نوعی از مواد است که اثراتش را در رصد‌ها می‏‌بینیم، اما خودش دیده نمی‏‌شود و دانشمندان هنوز در حال مطالعه درباره‏‌شان هستند.

انرژی تاریک بخش شگفت‌انگیز پازلی است که دنیای ما را می‌سازد؛ حتی عجیب‎تر و شگفت‎تر از ماده تاریک. زیرا بخش بیشتر جهان از آن تشکیل شده است. انرژی تاریک نوع ناشناخته‌ای از انرژی است که همه فضا را به‌صورت فرضی در بر می‌گیرد و سرعت انبساط جهان را افزایش می‏‌دهد. سال‎هاست دانشمندان نشان داده‏‌اند که جهان در حال انبساط است و در سال‎های اخیر هم متوجه شده‎اند که این انبساط با شتاب انجام می‎شود و انرژی تاریک بهترین توضیح را برای این ماجرا ارائه می‎دهد، اما هنوز باید منتظر ماند و داستان این ماده و انرژی تاریک را از راه علم دنبال کرد.