نکاتی درباره درباره ماده تاریک؛ مرموزترین ماده کیهان

به گزارش جام جم آنلاین از ایرنا، ماده تاریک یکی از اسرارآمیزترین چیزهای کیهان است. این ماده برخلاف تمامی چیزهایی که می‌شناسیم نور را به خود جذب نمی‌کند. گفته می‌شود که حدود ۸۳ درصد کیهان از این ماده تشکیل‌شده است.

چیزهای کمی در این مورد این ماده می‌دانیم و ابهامات ما در مورد چنین چیزی بسیار زیاد است. در ادامه آنچه از این ماده را می‌دانیم بیان می‌کنیم.

۱- نظریه ماده تاریک در نجوم به ماده‌ای فرضی گفته می‌شود که اثرات آن بر اجسام مرئی مانند کهکشان، ستاره‌ها و سایر اجسام آسمانی وجود دارد اما به دلیل اینکه از خود نور یا امواج الکترومغناطیسی منتشر یا بازتاب نمی‌کند، امکان دیدن آن وجود ندارد. به همین دلیل در علم نجوم به مسئله‌ای رازآلود و مبهم تبدیل‌شده است.

۲- انسان‌ها، زمین، تمام سیارات، خورشید و هر چیزی که در کیهان وجود دارد و نور را ساطع یا جذب می‌کند؛ یک‌ششم جرم کیهان را تشکیل می‌دهد. پنج‌ششم باقی‌مانده از کیهان را ماده سیاه تشکیل می‌دهد. برخی مطالعات می‌گویند که ماده تاریک ممکن از پیش از بیگ بنگ نیز وجود داشته باشد.

۳- ماده تاریک ماده‌ای عادی و قابل‌تشخیص نیست و برای ما واضح است که ماده تاریک ستاره مرده، گاز، ذرات گردوغبار یا سیاه‌چاله نیست. این ماده نمی‌تواند توده مشخصی داشته باشد و در نسبت با سرعت نور، ذراتی که این ماده را تشکیل می‌دهند احتمالاً بسیار آرام حرکت می‌کند و یا اصلاً حرکت نمی‌کند. شواهد علمی به ما می‌گوید که این ماده یا باید بسیار سنگین باشد یا بسیار کند و بدون حرکت؛ درنتیجه احتمالاً باید سرد باشد.

۴- اولین بار در سال ۱۹۳۲، ستاره‌شناس هلندی، ژان اورت سرعت مدار کهکشان راه شیری را اندازه‌گیری کرد نتایج او نشان داد که سرعت مدار این کهکشان با مقدار مادۀ موجود در کهکشان نمی‌خواند درنتیجه این فرض مطرح شد که حتماً باید مادۀ دیگری وجود داشته باشد که سرعت بر سرعت مدار کهکشان تا این حد اثرگذار است.

۵- تصور می‌شود که این ماده عجیب‌وغریب نوعی ریز ذره اتمی باشد که فعل‌وانفعالاتش از طریق الکترومغناطیس نیست و حتی فاقد نیروهای ضعیف و قوی هسته‌ای است. حتی این مسئله طرح‌شده است که ماده تاریک پنج برابر بیشتر از اتم‌های معمول موجود در کهکشان باشد؛ به‌عبارت‌دیگر ماده تاریک ۵ برابر بیشتر از همه کهکشان‌ها در کیهان وجود دارد. دارای نیروی گرانش است و اثراتی دارد ولی قابل‌اندازه‌گیری و قابل دیدن نیست. این پنج‌ششم باقی‌مانده احتمالاً باید ماده تاریک باشد.

۶- وجود چنین ماده‌ای هنوز کاملاً به اثبات نرسیده است. ماده تاریک هنوز یک فرضیه است و اگر درست باشد باید بتوان پیش‌بینی‌های درست و اندازه‌گیری‌های دقیقی از آن داشت. اما با این وجود در علم ستاره‌شناسی نظریه مهم و ارزشمندی است.

۷- اگر ماده تاریک وجود داشته باشد باید طی یک فرایند به وجود آمده باشد و این فرایند باید با سایر مواد موجود در کیهان تعامل داشته باشد. اما این فرایند هرچه هست حالا دیگر هیچ تعاملی با دیگر مواد موجود در کیهان ندارد. وقتی این ماده با مواد دیگر تعامل ندارد یعنی هیچ نشانه‌ای هم نمی‌توان از آن داشت. آنچه می‌دانیم اثرات گرانشی این ماده است اما چون نور را به خود جذب نمی‌کند و فعل‌وانفعالات مشخصی هم ندارد در عمل ابزاری برای سنجش و مشاهده آن هم نداریم.

۸- اثرات ماده تاریک در کوچک‌ترین کهکشان‌ها بیشتر است. قوانین گرانش برای تمامی مواد یکسان هستند. اما نیروی الکترومغناطیسی فقط بر مواد طبیعی عمل می‌کنند و در مورد چیزی مثل ماده تاریک صدق نمی‌کنند. وقتی یک انفجار بزرگ رخ می‌دهد امواج الکترومغناطیسی از ماده تاریک عبور می‌کنند و به مواد طبیعی‌ای که می‌شناسیم جذب می‌شوند. در کهکشان‌های کوچک وقتی انفجاری رخ می‌دهد مواد عادی موجود در کهکشان به حجم بیشتری به بیرون پرتاب می‌شوند و ماده تاریک در کهکشان باقی می‌ماند چون تحت تأثیر امواج نیست.

۹- ماده تاریک در مکان‌هایی که ماده طبیعی حاضر نیست اثرات گرانشی ایجاد می‌کند. وقتی دو گروه یا خوشه کهکشانی با یکدیگر برخورد می‌کنند گرم می‌شوند و اشعه ایکس در این فرایند تولید می‌شود. این فرایند تراکم و در هم شکستن ماده طبیعی را به ما نشان می‌دهد که خیلی بیشتر از چیزی است که در ستاره‌ها یا کهکشان‌های منفرد دیده می‌شود. اما سیگنال‌هایی از این اجرام دریافت می‌شود نشان می‌دهد که بیشترین جرم در جایی است که نقطه برخورد دو کهکشان نیست. و این یعنی یک نیروی گرانشی بزرگ‌تر وجود دارد که باید ماده سیاه باشد.