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 نگاه می کنند. از آنجایی که نور با سرعت محدودی حرکت می کند، آنچه امروز می بینیم رویدادهایی است که میلیون ها یا میلیاردها سال پیش روی داده اند.

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

اندازه گیری ماده تاریک حتی سخت تر است زیرا ماده تاریک نوری از خود ساطع نمی کند.

بنابراین، محققان از نظریه نسبیت انیشتین استفاده کردند و اعوجاج نور از کهکشان‌های دور را اندازه‌گیری کردند تا مشخص کنند که کهکشان چقدر ماده تاریک در پیش‌زمینه دارد. هر چه خمش نور بیشتر باشد، مقدار ماده تاریک در کهکشان که باعث ایجاد این انحراف می شود، «عدسی» بیشتری دارد. این روش به عنوان اثر همگرایی گرانش شناخته می شود. کهکشان های عدسی دیسک هستند، اما به دلیل وجود غبار زیاد بین ستاره ای، شکل عدسی به خود گرفته اند و البته تولد ستارگان در این دسته از کهکشان ها زیاد است.

اجرام عظیم آسمانی مانند سیاهچاله ها نور کهکشان ها و ستارگان دیگر را منحرف می کنند و ستاره شناسان از این روش برای رصد بهتر اجرام استفاده می کنند، اما این بار از این اثر نه برای رصد کهکشان های دیگر بلکه برای مطالعه ماده تاریک استفاده کردند.

خبر مرتبط:  ساده‌ترین راهکار‌ها برای درمان خشکی مناطق مختلف بدن

مشکل کهکشان های دور

همانطور که به کهکشان های دور نگاه می کنیم، نور آنها ضعیف تر می شود و اثر همگرایی گرانشی ضعیف تر و تشخیص آن سخت تر می شود. دانشمندان سعی 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 تاکنون فقط ماده تاریک با قدمت هشت تا 10 میلیارد سال مورد مطالعه قرار گرفته است.

از آنجایی که جهان در حدود 13.7 میلیارد سال پیش آغاز شد، ناشناخته های زیادی در مورد زمان شروع و اتفاقات بعدی وجود دارد. برای درک بهتر این دوره، محققان دانشگاه ناگویا و دانشگاه توکیو در ژاپن، همراه با رصدخانه نجوم ژاپن و دانشگاه پرینستون در ایالات متحده، از منبع متفاوتی از نور پس زمینه مایکروویو از سحابی استفاده کردند.

نمای شی "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. آنها سپس از تابش پس زمینه کیهانی (CMB) ناشی از انفجار بزرگ برای جبران کمبود نور از کهکشان های دورتر استفاده کردند.

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

استادیار دانشگاه توکیو یویچی هاریکان در بیانیه ای مطبوعاتی گفت که اکثر محققان از کهکشان های اجدادی برای اندازه گیری توزیع ماده تاریک از زمان حال تا هشت میلیارد سال پیش استفاده می کنند.

خبر مرتبط:  هلال احمر در حال تامین واکسن آنفلوآنزا مورد نیاز کشور است

با این حال، می توانیم به عقب تر نگاه کنیم. ما از تابش پس زمینه کیهانی دورتر برای اندازه گیری ماده تاریک استفاده کردیم. برای اولین بار، ما ماده تاریک را در لحظات اولیه شکل گیری جهان اندازه گیری کردیم.

تجزیه و تحلیل اولیه نشان داد که محققان داده های کافی برای تعیین توزیع ماده تاریک دارند و توانستند ماده تاریک را با قدمت 12 میلیارد سال شناسایی کنند.

کهکشان ها در ابتدایی ترین مراحل کیهانی خود هستند، 1.7 میلیارد سال پس از انفجار بزرگ. در همان زمان، اولین خوشه های کهکشانی نیز شروع به شکل گیری کردند. خوشه های کهکشانی در مجموع شامل 100 تا 1000 کهکشان هستند که حاوی مقادیر زیادی ماده تاریک هستند.

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

46