علمی و پزشکی

رصد ماده “تاریک جهان” متعلق به 12 میلیارد سال قبل

به گزارش IA، وقتی دانشمندان به داده های تلسکوپ هایی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب نگاه می کنند، به گذشته برمی گردند. نور با سرعت محدودی حرکت می کند، بنابراین آنچه امروز می بینیم رویدادهایی است که میلیون ها یا میلیاردها سال پیش روی داده اند.

برای درک بهتر این مشکل باید بگوییم که نور با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه حرکت می کند. سال ها طول می کشد تا نور ساطع شده از اجرام آسمانی دور از زمین به سیاره ما برسد. ستاره ای را در فاصله یک سال نوری از زمین تصور کنید. اگر نور این ستاره یک سال بعد به زمین برسد، می توانیم ستاره را یک سال پیش رصد کنیم نه زمان کنونی.

از آنجایی که ماده تاریک نور ساطع نمی کند، اندازه گیری ماده تاریک بسیار دشوارتر است.

بنابراین، محققان از نظریه نسبیت انیشتین استفاده کردند و اعوجاج نوری را که از کهکشان‌های دور می‌آمد اندازه‌گیری کردند تا مشخص کنند کهکشان چقدر ماده تاریک در پیش‌زمینه دارد. هر چه انکسار نور بیشتر باشد، مقدار ماده تاریک در کهکشان “عدسی” بیشتر است که باعث این اعوجاج می شود. این روش اثر همگرایی گرانشی نامیده می شود. کهکشان های عدسی شکل قرصی هستند اما با وجود غبار زیاد بین ستاره ای عدسی شکل هستند و البته میزان تولد ستاره ها در این دسته از کهکشان ها بالاست.

اجرام غول پیکری مانند سیاهچاله ها نور کهکشان ها و ستارگان دیگر را می شکنند و اخترشناسان از این روش برای رصد بهتر اجرام استفاده می کنند، اما این بار از این اثر برای مطالعه خود ماده تاریک به جای رصد کهکشان های دیگر استفاده می کنند.

کهکشان های دور

اثر همگرایی گرانشی ضعیف‌تر و تشخیص آن سخت‌تر می‌شود، زیرا هر چه به کهکشان‌ها دورتر نگاه کنیم، نوری که از آن‌ها می‌آید ضعیف‌تر می‌شود. دانشمندان تلاش کرده اند از سیگنال های نوری چندین کهکشان برای حل این مشکل استفاده کنند، اما ناتوانی در تشخیص بسیاری از کهکشان های دور به این معنی است که ماده تاریک تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته است که قدمت آن به 8 تا 10 میلیارد سال می رسد.

جهان در حدود 13.7 میلیارد سال پیش آغاز شد، بنابراین ناشناخته های زیادی در مورد زمان و آنچه پس از آن اتفاق افتاد وجود دارد. برای درک بهتر این دوره، محققان دانشگاه ناگویا و دانشگاه توکیو در ژاپن با رصدخانه ژاپن و دانشگاه پرینستون در ایالات متحده برای استفاده از امواج مایکروویو، منبع نور دیگری از سحابی، همکاری کردند.

مشاهده مواد "دنیای تاریک، دنیای تاریک" 12 میلیارد سال پیش

محققان 12 میلیارد سال پیش چگونه ماده تاریک را دیدند؟

در این همکاری، دانشمندان از داده های نور مرئی برای شناسایی 1.5 میلیون کهکشان عدسی شکل با قدمت 12 میلیارد سال استفاده کردند. سپس از تابش پس‌زمینه کیهانی بیگ بنگ (CMB) برای غلبه بر کمبود نور در کهکشان‌های بسیار دورتر استفاده کردند.

با استفاده از داده های تشعشعات مایکروویو دریافت شده توسط ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا، محققان توانستند همگرایی امواج مایکروویو را توسط این کهکشان ها اندازه گیری کنند.

یوئیچی هاریکان، استادیار دانشگاه توکیو، در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفت که اکثر محققان از کهکشان‌های لامپ برای اندازه‌گیری توزیع ماده تاریک از هم‌اکنون تا 8 میلیارد سال پیش استفاده می‌کنند.

اما ما می توانیم بیشتر را ببینیم. ما از تابش پس زمینه کیهانی دورتر برای اندازه گیری ماده تاریک استفاده کردیم. برای اولین بار، ما ماده تاریک را در لحظه اولیه شکل گیری جهان اندازه گیری کردیم.

تجزیه و تحلیل اولیه نشان می دهد که محققان داده های کافی برای تعیین توزیع ماده تاریک دارند و توانسته اند ماده تاریک را به قدمت 12 میلیارد سال پیش شناسایی کنند.

کهکشان ها 1.7 میلیارد سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفتند و هنوز در مراحل اولیه کیهان هستند. در همان زمان، اولین خوشه های کهکشانی شروع به شکل گیری کردند. این خوشه در مجموع از 100 تا 1000 کهکشان حاوی مقدار زیادی ماده تاریک تشکیل شده است.

تا کنون، این گروه تنها یک سوم داده های موجود از تابش پس زمینه کیهانی را تجزیه و تحلیل کرده است. تجزیه و تحلیل بیشتر به محققان اجازه می دهد تا بیشتر به گذشته نگاه کنند.

46

دکمه بازگشت به بالا