فرضیه ماده تاریک چیست؟مادۀ تاریک ، در اخترشناسی و کیهان‌شناسی، ماده‌ای فرضی است که از ذراتی تشکیل شده است که چون از خود نور یا امواج الکترو مغناطیسی منتشر یا بازتاب نمی‌کند، نمی‌توان آن را مستقیما” دید، اما از اثرات گرانشی موجود بر روی اجسام مرئی، مثل ستاره‌ها و کهکشانها، می‌توان به وجود آن پی برد. بنابراین بدیهی است که ماده تاریک هنوز به صورت تجربی توسط تلسکوپ ها شکار نشده است .
طبق داده‌های تیم ماموریت پلانک در سال ۲۰۱۳ و بر پایه مدل استاندارد کیهان شناسی، کل جرم-انرژی موجود در جهان شناخته شده شامل ۴.۹ درصد ماده معمولی، ۲۶.۸ درصد ماده تاریک و ۶۸.۳ درصد انرژی تاریک تشکیل شده است. این ماده عجیب و غریب به خاطر ناشناخته بودنش ماده تاریک نامیده میشود.
اختر-فیزیکدانان فرضیه ماده تاریک را مطرح نمودند تا اختلاف میان جرم محاسبه‌شده برای اجرام غول‌پیکر آسمانی توسط دو روش استفاده از تاثیرات گرانشی آنها و یا استفاده از مواد درخشان درون آنها (ستارگان، گاز، غبار) را توضیح دهند. این فرضیه نخستین بار توسط یان اورت در سال ۱۹۳۲ برای توضیح سرعتهای مداری ستارگان در کهکشان راه شیری و توسط فریتز زوییکی در سال ۱۹۳۳ برای توضیح شواهد مربوط به «جرم گمشده» در سرعتهای مداری کهکشانها در خوشه‌های کهکشانی، مطرح گردید. در پی آن بسیاری از مشاهدات دیگر نیز مطرح گشت که دلالت بر وجود ماده تاریک در جهان داشتند. از جمله این مشاهدات می‌توان به مشاهده سرعتهای چرخشی کهکشانها توسط ورا روبین در دهه‌های ۱۹۶۰-۱۹۷۰، همگرایی گرانشی اجسام پس‌زمینه توسط خوشه‌های کهکشانی همچون خوشه گلوله، الگوهای ناهمسانگردی دما در تابش زمینه کیهانی اشاره نمود. کیهان‌شناسان توافق نظر دارند که ماده تاریک عمدتاٌ از نوعی ذره زیراتمی ناشناخته تشکیل شده‌است. جستجو برای یافتن این ذره با استفاده از وسایل گوناگون یکی از تلاشهای اصلی فیزیک ذرات بنیادی است.
اگرچه وجود ماده تاریک به طور عمومی توسط جامعه علمی مورد پذیرش قرار گرفته است، اما نظریه‌های جایگزینی نیز برای گرانش ارائه شده‌اند. مثلاً می‌توان به دینامیک نیوتنی اصلاح شده(MOND) اشاره نمود که سعی در توضیح این مشاهدات غیرمعمولی بدون نیاز به معرفی جرم اضافی را دارند.
فرضیه اصلی ماده تاریک در حال حاضر، ذره‌ای فرضی به نام WIMP است که مانند نوترون رفتار می‌کند، با این تفاوت که بین ۱۰ تا ۱۰۰ برابر سنگین‌تر از پروتون است. با این حال، این فرضیه هم فقط به پیدایش سوالات بیشتری منجر شده است. اگر ماده تاریک از WIMPها ساخته شده باشد، آنها باید در اطراف ما باشند، منتها نامرئی و به سختی قابل ردیابی، پس چرا ما هنوز آن را پیدا نکرده‌ایم؟ در حالی که آنها خیلی با ماده معمولی در تعامل نیستند، همیشه احتمال کمی وجود دارد که یک ذره ماده تاریک بتواند هنگام عبور از فضا به یک ذره عادی مانند پروتون یا الکترون برخورد کند.
از آنجا که فیزیکدانان به طور فزاینده‌ای در حال عقب نشینی از فرضیه WIMPها هستند، دیگر ذرات ماده تاریک شروع به جلب علاقه کرده‌اند. یکی از جایگزین‌های پیشرو، ذره‌ای فرضی است که به نام "اکسیون"(axion) شناخته میشود. بسیار سبک است.
در حال حاضر اکسیون‌ها در چند آزمایش مورد جستجو هستند. شبیه سازی‌های رایانه‌ای اخیر این احتمال را تقویت کرده است که این ذرات می‌توانند اشیایی شبیه به ستاره را تشکیل دهند و ممکن است تشعشعات قابل ردیابی تولید کند که کاملاً شبیه پدیده‌های اسرارآمیز معروف به انفجارهای رادیویی سریع باشد.
با توجه به دشواری‌هایی که دانشمندان برای کشف و توضیح ماده تاریک با آن روبرو هستند، ممکن است برخی که منطقی فکر می‌کنند، سوال کنند که شاید دانشمندان راه را اشتباه رفته‌اند و اصلا ماده تاریکی وجود ندارد.
سالهاست که برخی از فیزیکدانان این عقیده را مطرح می‌کنند که شاید نظریه‌های ما درباره گرانش نادرست باشند و نیروی بنیادی در مقیاس‌های عظیم متفاوت از آنچه که ما انتظار داریم، عمل می‌کند
.♨️
@S_Answersمطالعه بیشتر Annual Review of Astronomy and Astrophysics➕
کتاب ➕
ویدئو ➕
ویدئو ➕
ویدئو
