از جمله جالب ترین موادی که دانشمندان علم نجوم و اختر فیزیک ، به دنبال کشف ماهیت آن هستند ، ماده ی تاریک است . به جرأت می توان گفت که ماده تاریک جز ناشناخته ترین اجرام کائنات محسوب می شود .اولین بار نظریه وجود جرمی ، به عنوان ماده تاریک ، توسط فریتز زویکی ارائه شد . زویکی از آن دست دانشمندانی بود که مدام در حال انجام محاسباتند . وی بر روی نظریه سرعت کهکشان ها کار می کرد که متوجه شد چیزی موجب ایجاد اشتباه در محاسبات وی می شود.در اینجا بود که برای اولین بار به ماده تاریک فکر کرد. با توجه به خواصی که او برای ماده تاریک پیش بینی کرده بود تمام اشتباهات وی در محاسباتش، پوشش می یافت . گرچه بعد ها بسیاری از آن ها رد شدند .  

 

احتمالا بسیاری از شما می خواهید بدانید که این جرم چیست و از چه موادی تشکیل یافته است.منظور از ماده تاريک در اخترفيزيک و کيهانشناسي، نوعي ماده فرضي است که ترکيب آن مشخص نيست و از خود نيز آن اندازه امواج الکترو مغناطیس بازتاب نمي کند که بتوان مستقيم آن را مشاهده کرد، اما با توجه به اثر گرانشي آن روي ماده مرئي مي توان به وجودش پي برد. طبق رصد های انجام شده ، ماده تاریک تشکیل دهنده بخش زیادی از جهان قابل مشاهده است . جرم ماده تاريک موجود در جهان از جرم ماده «مرئي» بسيار بيشتر است. تنها حدود 4 درصد از کل چگالي انرژي موجود در جهان را مستقيم مي توان مشاهده کرد (با توجه به اثرهاي گرانشي آن). گمان مي رود بیست و دو درصد از جهان از ماده تاريک و هفتاد و چهاردرصد باقي مانده نيز از انرژي تاريک تشکيل شده باشد که در تمام فضا نفوذ کرده است.

 

   تعیین ماهیت این جرم یکی از مهمترین مسأله های فیزیک کوانتوم و کیهانشناسی نوین است . زیرا گفته می شود که این ماده در تشکیل ساختار و تکامل کهکشان ها نقش مهمی را ایفا می کنند . نظریات زیادی در مورد مواد تشکیل دهنده این جرم ارائه شدهاست ، البته باید متذکر شویم که کلیه آن ها تنها در حد یک نظریه هستند .

 

نظریه اول: ماده تاريك ممكن است از چيزهاي معمولي مثل جنس سيارات تشكيل شده باشد ، اما اين نظريه چندين مشكل دارد. به همین دلیل یک نظریه ناموفق محسوب می شود .

نظریه دوم: ستارگان تاريك - ژوپيترها، كوتوبه هاي قهوه اي، كوتوله هاي سفيد
ماده معمول ديگري كه مي تواند تشكيل دهنده ماده تاريك باشد ستارگاني هستند كه جرم كافي براي سوختن و درخشان شدن ندارند؛ البته این نظریه تا کنون بسیار موفق بوده است .

نظریه سوم: ماده عجيب

اين ماده آنقدر ها هم عجيب نيست فقط ماده اي است كه الكترون، نوترون و پروتون ندارد. بسياري از چنين ذرات شناخته شده اند و چند مورد از آن ها در حد تئوري هستند تا بتوان مشكل ماده تاريك را حل كرد. این نظریه تا کنون موافقان زیادی نیز داشته است .

نظریه چهارم: نوترينو ها

نوترينو ها ذرات بدون جرمي هستند كه وجودشان ثابت شده و لي دلايلي وجود دارد كه نشان داده گاهي اوقات جرم بسيار كوچكي دارند. در عالم مقدار بسيار زيادي از اين ذرات وجود دارد، با اين حال حتي يك جرم بسيار كوچك هم براي کشف معمای ماده تاريك پر اهميت است.

اخبار ماده تاریک:

بر اساس یافته های اخیر فیزیک دانان ، نسبت بین مقدار ماده تاریک و ماده معمولی برای شکل گیری حیات مناسب است . مقدار کل ماده تاریک حدودا پنج تا شش برابر ماده معمولی تخمین زده می شود. این تفاوت بسیار زیاد به نظر می رسد ، در حالیکه بنظر دانشمندان باید بیش از این نیز می بود! زیرا ماده تاریک در روندی کاملا جدا از روند تشکیل ماده تاریک شکل یافته است .

نخستين ردپاي ماده تاريك بر روي يك فيلم عكاسي شناسايي شد .

 

سرانجام پس از سال‌ها تلاش، ردپاي يكي از گريزان‌ترين ذرات تشكيل‌دهنده ماده تاريك فرار توسط يك دوربين و بر روي يك فيلم عكاسي شناسايي شد. اين ذره كه چگالي دارد و به لحاظ بار الكتريكي خنثي است، از خود اثري بر روي يك صفحه فتوگرافي بر جاي گذاشته است. طول عمر اين ماده با ذره بنيادي فرضي آكسيون (AXION) قابل مقايسه است.

 

به راستی ماده تاریک در دوران اولیه کیهان چه نقشی داشته است؟

 

 

 از آنجا که بخش وسیعی از عالم، از ماده تاریک تشکیل شده ،روشن است که این ماده اسرار آمیز در روند عالم تاثیر به سزایی دارد.

 

گروهی از محققین بر این عقیده اند که مواد چگال تشکیل دهنده ماده تاریک، با شکل گیری ستارگان تاریک نخستین ، مانع از ورود نسل اولیه ستارگان به مرحله "رشته اصلی" شده اند.ستارگان تاریک به جای سوختن هیدروژن ( همجوشی هسته ای)،با نابودی ماده تاریک گرم می شدند و به احتمال زیاد این ستارگان هنوز هم در گوشه ای از کیهان وجود دارند.

 

تنها چندین صد هزار سال پس از انفجار بزرگ با سرد شدن تدریجی کیهان، مواد اولیه از ابر های گاز یونیده ابر گرم جدا شدند و در اثر گرانش گرد هم آمدند و ستارگان نخستین را شکل دادند.اما این ستارگان با ستارگانی که ما امروز می بینیم تفاوت های عمده ای داشته اند.آنها به طور کلی از هیدروژن و هلیم تشکیل می شدند و پس از این که جرم شان بسیار زیادی می شد با انفجاری مهیب تبدیل به ابر نو اختر می گشتند. انفجار های ابر نواختری پی در پی و همجوشی هسته ای این دست از ستارگان، باعث ورود عناصر سنگین تری به کیهان می شد.

 

ماده تاریک در دوران اولیه کیهان، حکم فرما بوده است. این ماده اسرار آمیز با گرانش خود مواد موجود در کیهان را به دور هم جمع کرده و هاله ای آز آنها تشکیل می داده است.

 

 همچنان که ستارگان اولیه در درون هاله هایی از ماده تاریک در کنار هم گرد می آمدند، پروسه ای که از آن تحت عنوان سرد شدن مولکولی هیدروژن یاد می شود،به ،فروپاشی آنها به داخل ستارگان کمک می کرده. البته این ایده متداولی است که مورد پذیرش شمار زیادی از اخترشناسان می باشد.

 

اما عده ای از محققین ایالات متحده بر این عقیده اند که ماده تاریک صرفا به واسطه گرانشش تاثیر گذار نبوده ، و به طور عمیق تری در کیهان درگیر بوده است.نتایج تحقیقات این گروه تحت عنوان " ماده تاریک و ستارگان نخستین : فاز جدیدی از تکامل تدریجی ستاره ای" به چاپ رسیده است.

 

هنگامی که ریز ذرات ماده تاریک به هم فشرده می شوند،از بین می روند.ذارت در فرایند نابودی مقدار زیادی حرارات ایجاد کرده و باعث اختلال در مکانیزم پروسه سرد شدن مولکولی هیدروژن می شوند. همجوشی هسته ای هیدوژن می ایستد و فاز نوین ستاره ای "ستاره تاریک" آغاز می گردد.بدین ترتیب گوی های پرجرمی از هیدروژن و هلیوم به جای همجوشی هسته ای از نابودی ماده تاریک حاصل می آیند.

اگر این ستارگان به میزان کافی پایدار باشند، احتمال می رود شماری از آنها هنوز هم وجود داشته باشند.این بدان معنا است که جمعیت های ستارگان نخستین هیچگاه به مرحله "رشته اصلی" نرسیده اند و همچنان در پروسه توسعه نیافته نابودی ماده تاریک به سر می برند و به بیان دیگر عقب مانده اند.

همچنان که ماده تاریک در این فرایند به مصرف می رسد.مقادیر دیگری از ماده تاریک در سایر نقاط به عنوان جایگزین به سوی هاله جریان خواهند یافت تا هسته همچنان گرم بماند.بدین ترتیب همجوشی هسته ای هیدروژن همانند گذشته دیگر ادامه نخواهد یافت.

از طرف دیگر ممکن است ستارگان تاریک نتوانند برای مدت زیادی دوام بیاورند. همجوشی هسته ای مواد عادی ممکن است سرانجام فرایند نابودی ماده تاریک را مختل نماید.بنابر این سیر تکاملی این دست از ستارگان برای تبدیل شدن به یک ستاره عادی از حرکت نمی ایستد ، بلکه به تاخیر می افتد.

 

نوشته شده در 88/01/23ساعت توسط فهیمه| |