ماده تاریک جهان را تسخیر می کند

با سلام خدمت همه علاقمندان به نجوم و کهکشان، همان طور که می دانید هنوز چیزهای زیادی وجود دارد که در مورد ماده تاریک نمی‌دانیم؛ همان مادۀ فرضی که چون از خود نور یا امواج الکترومغناطیسی منتشر یا بازتاب نمی‌کند، نمی‌توان آن را مستقیما مشاهده کرد. اما طبق یک مقاله جدید “ماده تاریک” می‌تواند “ماده معمولی” را به خودش تبدیل کند و رفته رفته کیهان را تسخیر نماید.

به طور خلاصه می‌توان گفت که ماده تاریک همان ماده تاریک را ایجاد می‌کند. ایده به این صورت است که در مراحل اولیه‌ی تشکیل کیهان، ذرات ماده تاریک توانستند ذرات ماده تاریک بیشتری را از میان ذرات ماده معمولی ایجاد کنند. همچنین فیزیکدانان استدلال کردند که ماده تاریک در آغاز کیهان، رشد زیادی داشته، اما رشد آن رفته رفته متوقف شد. این امر تا حدودی توضیح می‌دهد چرا اکنون این همه “ماده معمولی” در کیهان وجود دارد.

اما رشد مادۀ تاریک چگونه متوقف شد؟ به گفته دانشمندان، اگر کیهان در حال دور شدن از ماده تاریک باشد، نمی‌تواند ماده معمولی را تبدیل کند. بنابراین آنچه اساساً کیهان ارزشمند ما را نجات داده، «انبساط جهان» است.

یک تیم بین‌المللی فیزیکدانان به سرپرستی تورستن برینگمن از دانشگاه اسلو در نروژ در مقاله‌ خود نوشت:

«این امر منجر به رشد نمایی چگالی عدد ماده تاریک در قیاس با سایر فرآیندهای رشد نمایی آشنا در طبیعت می‌گردد.  جالب است فرضیه جدید با مشاهدات “ماده تاریک” که امروزه از طریق تابش زمینه کیهانی(CMB) بدست آورده‌ایم نیز مطابقت دارد.»

در حالی که ما مستقیماً نمی‌توانیم ماده تاریک را ببینیم، رفتار کیهان، همراه با تابش الکترومغناطیسی که تابش زمینه کیهانی را تشکیل می‌دهد، به طور جد نشان می‌دهد که ماده تاریک تمام فضا را فراگرفته‌ است.

سناریوهای گوناگونی وجود دارد که توضیح می‌دهند چه شرایطی می‌تواند نسبت ماده تاریکی که می‌بینیم را محدود کند. یکی از آنها که سناریوی انجماد نامیده می‌شود پیشنهاد می‌کند که هرچند ممکن است ماده تاریک در سوپ داغ پلاسمای اولیه ظاهر شده باشد، اما هیچ چیز آن را خنثی نمی‌کند. با انبساط جهان، زایش تدریجی آن به سادگی متوقف شد و برای همیشه در مقدار معینی قفل شد.

در مقابل، یک مدل انجماد نشان می‌دهد که ماده تاریک به سرعت در ماده معمولی ظاهر شد، اما زمانی که پادذرات مقداری از آن را خنثی کردند، به تعادل رسید. یک بار دیگر، سرد شدن جهانِ در حال انبساط، زایش آن و همچنین توانایی آن برای نابودی سریع را کُند کرد و مقدار مشخصی را برای ما باقی گذاشت.

این مطالعه جدید احتمال دیگری را پیشنهاد می‌کند. اگر این احتمال درست باشد، به این معنی است که با “انبساط کیهان”، مقدار “ماده تاریک” بسیار سریع رشد کرده و سپس با کاهش سرعت انبساط، این رشد کُند و در نهایت متوقف شده است. با فاصله گرفتن “ماده معمولی” و “ماده تاریک” از یکدیگر در طول زمان، سیر تولید “ماده تاریک” از بین رفته است. علاوه بر این، به گفته‌ی محققان، جایی در نقشۀ CMB باید دلیلی وجود داشته باشد که صحت این نظریه اثبات شود، بنابراین کار بعدی ما یافتن آن است.

ما آشکارسازهای ماده تاریک بسیار حساسی داریم که کیهان را رصد می‌کنند، بنابراین ممکن است بزودی اخباری دربارۀ این رویکرد جدید برای درک تولید ماده تاریک بشنویم. اما بر اساس این نظریه، این احتمال قوی نیز وجود دارد که کیهان روزی به طور کامل به ماده تاریک تبدیل شود!

جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

منبع: مجله رادیب