قدیمی ترین نور ثبت شده در جهان اسرار عجیبی را در مورد ماده تاریک فاش می کند

دانشمندان با استفاده از قدیمی ترین نور ثبت شده در جهان، ماده تاریک و تاریخچه آن را کاوش کردند و اسرار عجیبی را کشف کردند.

دانشمندان در مطالعه جدید خود از قدیمی ترین نور ثبت شده در جهان برای بررسی تاریخچه ماده تاریک استفاده کردند. بر اساس مشاهدات قبلی، تاریخ ماده تاریک به 10 میلیارد سال قبل باز می گردد. اما تحقیقات جدید این اطلاعات را به چالش می کشد و تاریخ ماده تاریک را به 12 میلیارد سال پیش نسبت می دهد.

کاوش در قدیمی ترین نور جهان و تاریخ ماده تاریک

ماده تاریک یکی از بزرگترین رازهای حل نشده علم است. این ماده عجیب هیچ نور قابل تشخیصی از خود ساطع نمی کند. دانشمندان فقط می دانند که ماده تاریک به دلیل تأثیر گرانشی ظاهری بر ماده مرئی معمولی مانند بدن انسان، مواد ستارگان و سیارات وجود دارد.

اگر ماده تاریک کشف شود، شکاف بزرگی را در دانش ما از جهان پر خواهد کرد. بنابراین، ما به پاسخ بسیاری از سؤالات علمی دیگر مانند ترکیب بنیادی جهان و تکامل کهکشان ها نزدیکتر خواهیم شد.

تیمی از دانشمندان به رهبری کیهان شناس دانشگاه ناگویا، هیرونائو میاتاکه، اولین رکورد از توزیع ماده تاریک در اطراف کهکشان ها و کیهان اولیه را به دست آوردند.

این دستاورد پنجره جدیدی را برای محدود کردن پارامترهای فضا باز می کند. تحقیقات این گروه در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.

این گروه توانست قدیمی ترین نور مرئی جهان را با استفاده از پس زمینه مایکروویو کیهانی یا به اختصار CMB بررسی کند. این نور توسط گرمای باقی مانده از انفجار بزرگ تولید می شود.

ماسامی اوچی، کیهان شناس دانشگاه توکیو که یکی از نویسندگان این مطالعه است، گفت:

ماده تاریک را در اطراف کهکشان های دور ببینید! بعد از اینکه در مورد مثالی از یک کهکشان بزرگ و دور صحبت کردم، هیرونائو به من گفت که شاید بتوان با CMB به ماده تاریک اطراف این کهکشان ها نگاه کرد. این یک ایده دیوانه کننده بود! هیچ کس نمی دانست این امکان پذیر است.

ماده تاریک در جهان به طور مساوی توزیع نشده است. خوشه های ماده تاریک معمولاً با اجسام عظیم ساخته شده از ماده معمولی مطابقت دارند. نمونه هایی از این اجرام عظیم کهکشان ها هستند.

یکی از راه‌های درک چگونگی تکامل ماده تاریک در طول زمان و تأثیر آن بر ماده معمولی استفاده از تلسکوپ‌های طبیعی عجیب و غریب به نام عدسی گرانشی است.

عدسی‌های گرانشی زمانی ایجاد می‌شوند که اجرام عظیم، مانند خوشه‌های کهکشانی، با اجرام دورتر از خط دید ما برخورد کنند. سپس میدان‌های گرانشی اجرام پیش‌زمینه، نور اجسام پس‌زمینه را به گونه‌ای منحرف می‌کنند که می‌توانیم آن‌ها را تا صد برابر بزرگ‌نمایی کنیم. در این صورت دانشمندان قادر خواهند بود زوایای دوردست کیهان را که از دید آنها دور بوده رصد کنند.

عدسی گرانشی به محققان کمک کرده است تا توزیع ماده تاریک را به 10 میلیارد سال پیش ردیابی کنند. اما میاتاکه و همکارانش اکنون تکنیک جدیدی را توسعه داده اند که تاریخ ماده تاریک را به 12 میلیارد سال پیش بازمی گرداند.

تیم تحقیقاتی به رهبری Miyatake از دوربین سوبارو Hyper-Supreme، یک پروژه نجومی در بالای Mauna Kea در هاوایی استفاده کردند. با انجام این کار، آنها توانستند 1.5 میلیون کهکشان دارای عدسی را که 12 میلیارد سال پیش وجود داشتند، شناسایی کنند.

محققان سپس تصاویر ثبت شده را با مشاهدات CMB گرفته شده توسط ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا ترکیب کردند. تکنیک آنها اعوجاج لنزهای مایکروویو ظریفی را که نور باستانی را تشکیل می‌دهند، آشکار کرد.

این تکنیک به Miyatake و همکارانش کمک کرد تا الگوی ماده تاریک در جهان را ترسیم کنند. نتایج تکنیک جدید آنها به تفاوت کوچکی در اندازه گیری کیهان شناسی کلیدی، جرم ماده، در مقایسه با مدل استاندارد کیهان شناسی اشاره دارد.

اگر شکاف بین مشاهدات و نظریه‌ها در تحقیقات آینده ثابت بماند، چالشی برای مدل ایجاد می‌شود که مستلزم ظهور اطلاعات فیزیکی جدید است. میاتکه در این باره گفت:

یافته های ما هنوز نامشخص است. اما اگر یافته ما درست باشد نشان می دهد که کل مدل ناقص است! البته این هیجان انگیز است. زیرا اگر نتیجه ما پس از کاهش عدم قطعیت ثابت بماند، می تواند به معنای بهبود مدل باشد و در نهایت به ما بینشی از ماهیت ماده تاریک بدهد.

میاتاکه در پایان مصاحبه خود گفت که خوشحال است که پنجره جدیدی را در آن روزهای گذشته باز می کند.