مقدمه

کیهان شناسان میزان موجود در عالم را با پارامتری به نام امگا مورد بحث قرار می‌دهند. در یک عالم بسته یعنی عالمی که جرم آن در حدی است که عاقبت در خود فرو می ریزد، امگا بیش از 1 تعریف می‌شود. در یک عالم باز یعنی عالمی که تا ابد اجزای آن در حال دور شدن از یکدیگر هستند امگا کمتر از 1 است و یک عالم مسطح بطور ایده‌آل امگایی برابر 1 خواهد داشت. میزان ماده قابل مشاهده موجود در عالم در حدود 0.05 = امگا است و به هیچ وجه بیش از آن نمی‌باشند. نظریه پردازان مایلند امگای عالم را چیزی در حدود 1 در نظر بگیرند به آن معنی که ماده تاریک 0.95 = امگا یا 95% عالم را تشکیل داده است.







اما در صورتی که واقع بینانه‌تر نگاه کنیم می‌بینیم که دانشمندان دلیلی برای بیشتر بودن اندازه امگا از 0.4 ندارند با این حساب میزان ماده تاریک 0.35 امگا خواهد بود که 88% جرم عالم است. می‌بینیم که 88% عالم ما کاملا ناشناخته است!

ماده تاریک را دیده‌اند!

90 درصد از کل عالم به شکل ماده تاریک است که اصلا دیده نمی‌شود، بنابراین اخترشناسان اوقات زیادی را به بررسی و نقشه برداری از این مواد صرف می‌کنند. نظریه پردازان در تلاشند تا از توزیع این ماده تاریک در عالم ، نقشه‌ای ترسیم کنند. برخی از اخترشناسان معتقدند ماده تاریک به شکل کروی پیرامون کهکشانها قرار دارد، در حالی که جمعی دیگر معتقدند که این ماده تاریک به شکل صفحه‌ای در عالم پراکنده است. معضل اصلی اخترشناسان این است که نمی‌توانند این ماده را ببینند، بنابراین اظهار نظر قطعی درباره هر یک از دو نظریه فوق برایشان کاری بسیار سخت است.







برخی از شبیه سازیهای رایانه‌ای نوین نشان می‌دهند صفحات غباری که اطراف برخی از کهکشانها وجود دارد، ممکن است کار یافتن مکان توزیع ماده تاریک را آسان کند. اکثر کهکشانها در صفحه استوایی خود صفحه‌ای از گاز و غبار دارند، اما آنچه اخترشناسان برای تعیین چگونگی توزیع ماده تاریک به آن نیاز دارند، صفحه‌ای غباری است که 9 کمی نسبت به استوای کهکشان کج باشد. چنین صفحه‌ای اخترشناسان را به رانش گرانشی ناشی از توده ماده تاریک راهنمایی می‌کند. یافتن چنین کهکشانی کار سختی است، اما اخیرا کهکشان عدسی مانندی به نام NGC4753 یافت شده است این خصوصیات را دارد.

این کهشکان از قدر 9.9 که در صورت فلکی صفحه گازی پیرامون NGC4753 با ماده تاریک اطراف آن سنبله واقع است و حدود 28 میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، مواد زیادی را از کهشکان دیگری ربوده است. این ربایش حدود 500 میلیون سال قبل یا حتی کمی دورتر از این روی داده است (زمان ربایش ماده از روی سرعت چرخش این کهکشان محاسبه می‌کنند).
صفحه گاز و غبار پیرامون این کهکشان حدود 15 درجه با صفحه چرخش آن زاویه دارد.

اگر این اختلاف زاویه وجود نداشت، کل صفحه در فضای اطراف کهکشان پخش می‌شد و کهکشان شکل مسطح‌تری می‌یافت، اما اکنون با این اختلاف زاویه سرعت و حرکت و حتی جهت حرکت تغییر می‌یابد، از همین تغییرات می‌توان به تمرکز مواد تاریک و توزیع آن در کهشکان پی برد. شبیه سازیهای رایانه‌ای که از داده‌های رصدی این کهکشان بدست آمده است، پیچ خوردگیهای فراوانی را در صفحه غباری پیرامون آن نشان می‌دهد.

نتایج شبیه سازیها

شبیه سازیهای خاصی که برای کهکشان NGC4753 انجام شده است نشان می‌دهد که بیشتر ماده تاریک این کهشکان به صورتی کروی پیرامون کهکشان قرار گرفته است و کمی هم پخ شدگی دارد (مثل یک همبرگر بزرگ). اهمیت چنین بررسیها و شبیه سازیهایی در این است که اگر اخترشناسان برای بررسی یک کهکشان فقط به شکل آن در محدوده ماده روشنش بپردازند، هیچگاه داده‌های دقیقی بدست نخواهند آورد. در حالی که با اتکا به ماده تاریک هر کهشکان تا حد زیادی شکل حقیقی آن کهکشان بدست می‌آید.