ماده تاریک چیست؟

ماده تاریک یک جرم نامرئی فرضی است که تصور می شود مسئول افزودن گرانش به کهکشان ها و اجرام دیگر است.

(sakkmesterke/iStock)

توسط مونا علی اکبرخان افجه ۲۳ آبان ۱۴۰۳ ساعت ۱۱:۰۰

3 دقیقه مطالعه

از آنجایی که مقدار مواد مرئی در کهکشان ها نمی تواند شکل، توزیع و حرکت آنها را توضیح دهد، اخترفیزیکدانان استدلال می کنند که باید نوعی جرم هنوز کشف نشده باشد. به نظر نمی رسد که این جرم به هیچ وجه بر روی ماده معمولی تأثیر قابل توجهی بگذارد – مانند جذب یا انتشار فوتون – و آن را کاملاً تاریک می کند.

علیرغم اینکه خیلی چیزها برای ادامه دادن وجود دارد، محققان به محدود کردن ویژگی‌های آن «ماده گمشده» ادامه داده‌اند و ایده‌هایی دارند که ممکن است چیست. اگر وجود داشته باشد، ۸۵ درصد از کل مواد کیهان و تقریباً ۲۵ درصد انرژی آن را تشکیل می دهد.

ماده تاریک چه چیزی می تواند باشد؟

در اینجا چند توضیح احتمالی وجود دارد که فیزیکدانان در حال حاضر به دنبال این شکل عجیب از ماده هستند.

۱. کوچک، ضعیف و همه جا:

فیزیکدانان این موارد را تحت شرح کلی ذرات عظیم با تعامل ضعیف یا WIMPS دسته بندی می کنند. این ذرات سنگین با بارهای الکترومغناطیسی برهمکنش نمی‌کنند، اما همچنان می‌توانند از طریق نیروی هسته‌ای ضعیف، جزئیات را با ماده معمولی مبادله کنند، به این معنی که در تئوری ممکن است هنوز آنها را شناسایی کنیم.

ذرات فرضی دیگری نیز وجود دارند که می توانند آن را توضیح دهند. ذرات کم جرم و برد کم به نام اکسیون هرگز دیده نشده اند، اما ممکن است توضیح دهند که چرا برخی از معکوس های آینه ای عجیب در فیزیک کوانتوم کاملاً آنطور که باید به نظر نمی رسند.

از آنجایی که آنها به چیزهایی تقسیم می شوند که ما می توانیم ببینیم، ممکن است بتوانیم آنها را در صورت وجود پیدا کنیم. تاکنون، آزمایش‌هایی که به دنبال آن‌ها هستند، با دست خالی انجام شده است.

۲. بزرگ، تاریک و کم:

ماده تاریک به جای اینکه از نوع جدیدی از مواد ساخته شود، می تواند به سادگی اجرام معمولی باشد که به شیوه های خارق العاده ای عمل می کنند. اجرام هاله فشرده اخترفیزیکی عظیم (MACHOS) یک کاندید هستند – اجسام سنگین و ستاره مانند که به اندازه کافی نمی درخشند.

متأسفانه، احتمالاً تعداد کافی از آنها در اطراف وجود ندارد که ۸۵ درصد کامل ماده در کیهان را تشکیل دهد.

۳. اشتباه، اشتباه، اشتباه:

بسیار بعید است اما به سادگی این احتمال وجود دارد که ما در مورد نحوه عملکرد گرانش و آنچه که سازه های بزرگ را کنار هم نگه می دارد اشتباه می کنیم.

فیزیکدانان دائماً نسبیت عام انیشتین را آزمایش و مجدداً آزمایش می کنند و سعی می کنند کوچکترین اختلاف را در صورت وجود اتاق تکان دهنده ای که ممکن است راهی برای توضیح ماده تاریک بدون نیاز به انواع جدیدی از ذرات یا اجسام عجیب باشد، بیابند.

تا اینجای کار، نسبیت عام هنوز خوب به نظر می رسد.