آثار اشعه‌ی گاما در کهکشان راه شیری
آثار اشعه‌ی گاما در کهکشان راه شیری

تحقیقات جدید پرونده قدیمی ماده تاریک را دوباره گشود

کرونوس – ماده‌ی تاریک، ماده‌ای اسرارآمیز و فرضی است که گفته می‌شود مقدار آن در جهان پنج برابر ماده‌ی معمولی است. نظریه و مشاهدات همه بر این اتفاق دارند که ماده‌ی تاریک وجود دارد اما ما هنوز موفق به دیدن آن نشده‌ایم.

یکی از شواهد وجود ماده‌ی تاریک که تاکنون چندان مورد بررسی قرار نگرفته بود، «مازاد مرکزی کهکشان» یا GCE نام دارد. گسیل امواج گاما از مرکز کهکشان راه شیری که دلیل آن تاکنون به درستی توضیح داده نشده است. بنا بر تعدادی از مطالعات به نظر می‌رسد توضیح قابل قبول این باشد که این گسیل به دلیل تپ‌اختر‌ها روی می‌دهد و نه تصادم ماده‌ی تاریک با خودش. اما نویسندگان آن مقالات حالا معتقدند نمی‌توان موضوع انرژی تاریک را به طور کامل از مسأله کنار گذاشت.

پروفسور اسلتیر در سال ۲۰۱۵ تحت برنامه‌ی مشترکی با همکاری MIT و دانشگاه پرینستون روی یک مدل کامپیوتری کار می‌کرد که با استفاده از آن توانست نشان دهد می‌توان با بررسی داده‌های تلسکوپ فضایی اشعه‌ی گامای فرمی به پولسارها (تپ‌اختر) رسید که ستاره‌های نوترونی‌ای هستند که بسیار چگال بوده و با سرعت بسیار زیادی در حال گردش هستند.

اسلتیر و همکارش کمی بعد مطلبی را در Physical Review Letters منتشر کرده و مدعی شدند مدلشان بدون خطا نبوده است. آنان یک سیگنال جعلی ماده‌ی تاریک به سمت دستگاه فرستادند اما دستگاهشان نتوانست این سیگنال را به عنوان سیگنال جعلی ثبت کرده و لذا شیء مورد نظر را تپ‌اختر در نظر گرفت.

این بدین معنی نیست که سیگنال اصلی از سمت ماده‌ی تاریک ساتع می‌شود اما بر اساس ادعای آنان احتمال دارد دست‌کم بخشی از این گسیل مربوط به انرژی تاریک باشد.

اسلاتیر در بیانیه‌ای گفت: «این جالب است که ما احتمال ماده‌ی تاریک را از محاسباتمان حذف کرده بودیم. اما حالا این ادعای ما به یک دور باطل برخورد کرده است. یک خطای سیستماتیک. سیستم دوباره به ما نشان می‌دهد که سیگنال از سوی ماده‌ی تاریک ساتع می‌شود.»

این رویکرد که نخستین بار در سال ۲۰۱۵ از آن استفاده شد، با وجود سادگی بسیار خلاقانه است. GCE را می‌توان در ناحیه‌ای کروی به شعاع ۵۰۰۰ سال نوری از مرکز کهکشان راه شیری یافت. اگر سیگنال توسط تپ‌اختر ایجاد شده باشد، نتایج به صورت دانه‌دانه نمایش داده خواهد شد چون تپ‌اخترها در همه‌جا به صورت منظم پخش نیستند. آن‌ها در بعضی نقاط یافت می‌شوند و بینشان خلاء وجود دارد. اما اگر منبع سیگنال ماده تاریک باشد گسیل آن باید در همه‌ی بخش‌های GCE به صورت منظم و یک‌دست باشد چراکه ماده‌ی تاریک چگال نمی‌شود.

اسلاتیر توضیح داد: «امید من این بود که این پژوهش، نخستین تحقیق در نوع خودش باشد که به منطقه‌ی مرکزی کهکشانی می‌پردازد. اما بازبینی‌های اصلی که در سال ۲۰۱۸ انجام دادیم تقریباً مشابه بررسی‌هایی بود که از سال ۲۰۱۵ انجام می‌شد و این باعث شد گمان ببریم که شاید جایی از کار می‌لنگد.»

مطالعه‌ی اصلی نشان داده بود که نتایج ۱۰۰٪ به صورت دانه‌دانه است. اما وقتی ماده‌ی تاریک جعلی به معادلات وارد شد، دستگاه نتوانست آن را درست تشخیص دهد. و این برای محققین بدین معنا بود که نمی‌توان ماده‌ی تاریک را از معادلات حذف کرد.

یکی دیگر از این محققین گفت: «اگر منبع مشاهده‌ی ما واقعاً انرژی تاریک باشد، یعنی ما توانسته‌ایم سندی نشان دهیم مبنی بر این که انرژی تاریک با ماده‌ی معمولی وارد ارتباط می‌شود و این ارتباط با گرانش نیز ارتباطی پیدا نمی‌کند.» او همچنین گفت: «ماهیت ماده تاریک در حال حاضر یکی از بزرگ‌ترین مسائل حوزه‌ی دانش است. اگر این سیگنال مربوط به ماده‌ی تاریک باشد بدین معناست که توانسته‌ایم یکی از مبانی ماهیتی ماده‌ی تاریک را دریافت کنیم. مازادش هرچه که باشد، در هر صورت ما چیز جدیدی از جهان فهمیده‌ایم.»

این دو همکار در حال حاضر تلاش دارند مدل خود را ارتقا داده و بفهمند دقیقاً آن بیرون چه چیزی در حال روی دادن است. آن‌ها در تلاشند این پرسش را به چالش کشیده و سرانجام به پاسخی قطعی برای آن دست یابند.

درباره هیأت تحریریه

هیأت تحریریه
این مقاله توسط هیأت تحریریه نوشته ویا ویرایش شده است. عضویت در هیأت تحریریه با توجه به «شرایط همکاری با کرونوس» برای عموم آزاد است.

آیا می‌دانستید؟

ویروس کرونا

ویروس کرونا: چرا باید از همین الآن دست به کار بشید

محمدامین خشخاشی‌مقدم – این مقاله، قسمت آخر (قسمت اول، قسمت دوم) ترجمه‌ی انگلیسی این مقاله در …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *