این تئوری می‌تواند در شکار ماده تاریک نفس تازه‌ای به زندگی بدمد

فیزیکدانان تئوری جدیدی درباره ماهیت ماده تاریک جهان را مطرح کرده‌اند. یک ذره پیشنهادی که از اولین لحظات پر هرج و مرج جهان به وجود آمده، ممکن است تبدیل به یک کاندیدا و روشی معقول برای شکار ماده تاریک شود. در ادامه با ما همراه باشید.

شکار ماده تاریک

فیزیکدانان نمی‌دانند که بیش‌تر جرم آشکار جهان به کجا رفته است. تمامی تلاش‌ها برای یافتن آن تاکنون ناکام مانده‌اند. پیشنهاد جدید آنان می‌تواند در شکار ماده تاریک نفس تازه‌ای به زندگی بدمد. ادعا می‌شود که ماده تاریک قبل از بیگ‌بنگ شکل گرفته؛ اما، در اصطلاح فیزیکی – احساس فیزیکدانان از موضوع – ذره فرضی به خودی خود باعث وقوع جهان نشده است. جالب توجه این است که تئوری ماده تاریک نسبتا ساده، با دهه‌ها آزمایشات محدود شده به شناسایی این که ماده تاریک چه ماهیتی دارد و همچنین با درک امروزی از جهان هستی سازگار است. از همه مهم‌تر این تئوری قابل آزمایش است. «تامی تنکانن» نویسنده پژوهش، از دانشگاه جان هاپکینز در یک ایمیل به Gizmodo گفت:

این ذره پیشنهادی، اثری منحصر به فرد از ساختار مقیاس بزرگ جهان در توزیع کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی، از خود برجای می‌گذارد. این امر باعث می‌شود این فرضیه با مشاهدات نجومی در آینده نزدیک قابل آزمایش باشد.

تئوری جدید

اساسا، مشاهدات نجومی درباره کهکشان‌های دوردست و ساختار جهان، نشانگر این است که منبعی از گرانش وجود دارد که جهان را اشغال کرده است. به نحوی که آزمایش‌ها نمی‌توانند به طور مستقیم آن را تشخیص دهند. این منبع گرانش، از ماده تشکیل‌دهنده زمین و تمام ستاره‌ها و کهکشان‌های جهان بیشتر است. دانشمندان این چیزها را ماده تاریک می‌دانند – حتی اگر کاندیداهای ماده تاریک امروز به همان اندازه شفاف نباشند. جمع‌کننده ذرات و ردیاب‌های ذره‌ای که در عمق زیرزمین دفن شده‌اند، نتوانسته‌اند شواهد قطعی در مورد کانداداهای ماده تاریک پیدا کنند. محبوب‌ترین آن‌ها WIMPS یا ذرات عظیم با تعامل ضعیف است.

در عوض تنکانن این تئوری را مطرح کرد که چیزهایی به نام ذرات نردبانی نام گرفته‌اند، در اولین لحظه تقسیم خود به سرعت در حال پر شدن بوده‌اند – نه قبل از شروع جهان، بلکه دقیقا قبل از شروع دوره‌ای که برخی فیزیکدانان آن را «عصر بزرگ» می‌نامند. در این دوره تورمی، زمینه‌هایی به نام زمینه‌های مقیاس‌پذیر می‌توانست جهان را پر کند. اگر تورم به صورت یکنواخت نبود، ممکن بود نوساناتی را در این زمینه وارد کند. این نوسانات با این ذرات نردبانی عظیم مطابق است که تنها می‌تواند با گرانش ماده در تعامل باشد. حتی می‌تواند هنوز هم امروز وجود داشته باشد. WIMPها برخلاف این ذرات مقیاس پذیر، پس از پایان دوره تورم شکل می‌گرفتند.

به نظر می‌رسد که احتمالا این مورد نیز مانند همه کاندیداهای ماده تاریکی که درباره آن‎ها خوانده‌اید باشد – این ذره‌ای است که ما هنوز کشف نکرده‌ایم. اما ظرافت آن در جزئیات است. به این ترتیب که این ذره در محدودیت‌های موجود آنچه ماده تاریک می‌تواند باشد، قرار می‌گیرد. نمی‌تواند مبتنی بر آزمایش‎‌ها و مشاهدات دورترین نور مرئی باشد (پس زمینه مایکروویو کیهانی). بعلاوه، آن را با استفاده از ابزارهای ریاضی مشابه به آن‌هایی که تابع بوزون هیگز هستند – یک ذره دیگر که با یک میدان اسکالر مطابقت دارد – ابداع شد.

پیش‌بینی

مطابق مقاله Tenkanen که در Physical Review Letters منتشر شده است، این نظریه یکی از ایده‌های مشابه است. با این حال، این مقاله برای اولین بار نشان می‌دهد که یک نظریه مانند این می‌تواند بدون مغایرت با داده‌های پس‌زمینه مایکروویو کیهانی کار کند.

«دیوید کایزر» استاد فیزیک MIT، به Gizmodo گفت:

همه این‌ها هیجان‌انگیز است. آنچه در مورد این مقاله اخیر بسیار جالب توجه بود این است که می‌توان مدلی از ماده تاریک را که کمتر به ایده‌های فرضی کاملا آزمایش نشده متکی است، کنار هم قرار داد. هنوز هم با بسیاری از محدودیت‌های مشاهده‌ای ما برای رسیدن به ماده تاریک احتیاج داریم، همخوانی دارد.

در نظرات با ما همراه باشید.

بیشتر بخوانید: علت سرد بودن فضا با وجود گرم و سوزان بودن خورشید چیست؟

بیشتر بخوانید: دانشمندان در جستجوی جهان معکوس هستند : ممکن است روبرویتان وجود داشته باشد